محققان دانشگاه بریستول و دانشگاه سالفورد کشف کرده‌اند که چرا موتورهای جذب لایه مرزی (BLI) که در هواپیماهای برقی و هیبریدی آینده استفاده می‌شوند، صدای آزاردهنده‌ای تولید می‌کنند و چگونه می‌توان این صدا را کاهش داد. این پیشرفت می‌تواند کیفیت صدای تکنولوژی‌های نوظهور هواپیما را بهبود بخشد.
این مطالعه به عمق فیزیک تولید صداهای آیرودینامیکی پرداخته است.
علت صدای آزاردهنده موتورهای برقی هواپیما چیست؟
محققان نحوه تعامل جریان هوای آشفته با اجزای موتور در سیستم‌های جذب لایه مرزی (BLI) را تحلیل کرده‌اند و دو الگوی صدای ناخوشایند ایجاد کرده‌اند. این مطالعه به پدیده انباشت کاه اشاره دارد، جایی که جریان آشفته انرژی صوتی را در چندین فرکانس پراکنده می‌کند و صدای ایجاد شده را آزاردهنده‌تر می‌کند. این درک عمیق‌تر از تولید صداهای آیرودینامیکی می‌تواند به مهندسان کمک کند تا موتورهای هواپیمای ساکت‌تری طراحی کنند.
انحنا جریان را دچار اعوجاج می‌کند و فقط نوک تیغه‌ها را در معرض آلودگی قرار می‌دهد. از آنجا که مجرا بیشترین سهم را در ایجاد صدا در نیروی کم دارد، منبع اصلی صدا از تعامل جریان آشفته با میدان صوتی مجرا ناشی می‌شود که باعث انباشت کاه در مجرا می‌شود.
در نیروی بالا (در زمان برخاستن)، مکش قوی‌تر فن لایه مرزی را مختل می‌کند و جریان آشفته و ناپایدار با انرژی بالا را در بخش بیشتری از طول تیغه جذب می‌کند. این تعامل شدید بین جریان آشفته و تیغه‌های چرخان منجر به انباشت کاه فن می‌شود، جایی که جریان هوای ناپایدار به طور مکرر توسط بخش بزرگی از طول تیغه بریده می‌شود و الگوی صدای متمایز و ناخوشایندی تولید می‌کند.
دکتر فروز احمد، محقق اصلی، توضیح می‌دهد که انباشت کاه صدای هواپیما را ایجاد می‌کند که احساس آزاردهنده‌ای دارد، نه فقط بلند. مهندسان می‌توانند هواپیماهایی طراحی کنند که واقعاً صدای ساکت‌تری دارند با ارتباط الگوهای جریان هوا به نحوه درک صدا توسط انسان‌ها. این یافته‌ها رویکرد جدیدی برای توسعه موتورهای جاسازی شده ارائه می‌دهند که به بهبود پذیرش عمومی برای حمل‌ونقل هوایی شهری آینده کمک می‌کند.
محققان از یک تونل باد با دقت بالا برای جمع‌آوری داده‌های دقیق صدا و جریان هوا در مراحل پرواز استفاده کردند. آن‌ها صدای انباشت کاه را به علت آیرودینامیکی آن و درک انسانی مرتبط کردند و از ابزارهای پیشرفته‌ای مانند آنتومتر سیم داغ و حسگرهای فشار استفاده کردند.
یافته‌های آن‌ها راهنمای طراحی برای هواپیماهای آینده، از جمله مدل‌های حمل و نقل بزرگ مقیاس مانند ایرباس ZEROe، ONERA NOVA، NASA/MIT Aurora D8، ایرباس ناتیلوس و MITSAX-40 را ارائه می‌دهد. این بینش‌ها همچنین از تولیدکنندگان هواپیماهای الکتریکی با قابلیت برخاست و فرود عمودی (eVTOL) حمایت می‌کند و به دستیابی به هدف FlightPath 2050 اتحادیه اروپا در کاهش صدای هواپیماها به میزان 65% کمک می‌کند. این تحقیقات می‌تواند به موتورهای ساکت‌تری برای هواپیماهای برقی و تاکسی‌های هوایی منجر شود.
محققان قصد دارند استراتژی‌های کنترل آیرودینامیکی و صوتی برای حداقل کردن انباشت کاه فن و مجرا ایجاد کنند. آن‌ها همچنین هدف دارند که تحلیل خود را به سایر سیستم‌های پیشرانه‌ای که شامل جذب جریان هوای آشفته هستند، گسترش دهند و به این ترتیب راه را برای هواپیماهای ساکت‌تر در آینده هموار کنند.
انتهای مطلب علت صدای آزاردهنده موتورهای برقی هواپیما چیست از دایان
