Rüzgarın saniyede 60 metre hızla estiği karanlık tüp, yaklaşık bir metre genişliğinde ve 1.20 metre yüksekliğindedir. Aparatlar, raflar ve mikrofonlar önünde asılı duruyor: Braunschweig’deki Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) veya kısaca AWB’nin akustik rüzgar tüneli, türünün en büyük örneklerinden biri değil – ancak tasarımı onu en iyi duruma getiriyor. Avrupa havacılık araştırmalarının öncüsü. Horizon 2020 finansman programından büyük ölçekli bir AB projesinin parçası olarak DLR, AWB’de farklı konfigürasyonlardaki motor ve uçak arasındaki etkileşim üzerine testler gerçekleştirdi.
AB projesi “Jet Kurulum Gürültüsünü Azaltın” (DJINN) için araştırmacılar, uçak gürültüsünü izlemek için AWB’yi kullandılar. DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsü’nden Christian Jente, “Her şey, özellikle motor ve uçak arasındaki etkileşimin neden olduğu gürültüyle ilgili” diyor. Aynı boyuttaki uçak gövdeleri ve kanatlarındaki daha güçlü ve daha büyük motorlar, etraflarındaki hava akışının etkileşimi nedeniyle daha fazla gürültüye neden olur. Jente, “DJINN projesinde bu nedenle yeni düzenlemeler ve yeni malzemeler düşündük” diye devam ediyor.
Test edilen iki uçak konsepti
Rüzgar tünelinde yapılan deneylerde, bilim adamları iki farklı uçak konseptini incelediler: tipik bir büyük ticari uçakta olduğu gibi motorun kanadın altına monte edildiği bir uçak ve motorun kuyrukta bulunduğu tipik bir iş uçağı. . İkincisi için birkaç farklı test serisi oluşturdular: “İş jetinde akustik olarak üç farklı kuyruk ünitesi ölçtük” diye açıklıyor Jente. “Yatay dengeleyicinin motor sesini gölgelemesi gereken bir çapraz ve T düzeninde iki geleneksel kuyruk düzlemi ve bir U kuyruk düzlemi.” Araştırmacıların buradaki amacı, farklı konfigürasyonların ve önlemlerin akustik avantajlarını ve dezavantajlarını değerlendirmekti. malzeme.
Bu amaçla, DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü’nden araştırmacılar, AWB’de üç metreden daha uzun iki doğrusal mikrofon dizisi kurdular, yani ses kaynaklarının kesin konumlarının ve yöne bağlı yoğunluklarının belirlendiği bir mikrofon düzenlemesi. üzerinde motor nozulu, gövde ve kanat hesaplanmış hale geldi. Doğrusal mikrofon dizilerine ek olarak, tavandaki uzak alan mikrofonları, ses radyasyonunu farklı yönlerde ölçtü, çünkü bu, asansörün farklı konseptlerine göre büyük ölçüde değişebiliyor.
Gözenekli malzemeler gürültüyü azaltır
Araştırmacılar, ticari uçaklar için yaptıkları rüzgar tüneli yapımında başka bir deney daha gerçekleştirdiler: iniş kanatları için gözenekli bir malzeme seçtiler. DLR, diğer testlerde gözenekli malzemelerin pozitif akustik özelliklere sahip olduğunu zaten göstermiştir. Gözenekli malzemelerin üzerinden akarken, türbülanslı sınır tabakasındaki basınç dalgalanmaları azaltılır ve bu dalgalanmalar artık iniş kanadının arka kenarında sese dönüştürülmez. Jente, “Bu konfigürasyonla ilk kez gözenekli iniş kanatlarını yüksek hızda test ettik” diyor. Şimdiye kadar sadece basitleştirilmiş geometriler incelenmiştir. Bir prototip 3B modeli rüzgar tünelinde gerçekçi çalışma koşulları altında test etmek daha önce hiç olmamıştı. “Bu tür meta-malzemelerden karmaşık modellerin de yapılabileceğini gösterdik, bu nedenle endüstriyel kullanım giderek yaklaşıyor.”
Bu, havacılık uzmanları için çok önemli bir başarıdır. Gözenekli veya “meta” malzemelerin giderek daha önemli bir rol oynayacağından eminler. çünkü yapay olarak üretilen malzemeler doğada bulunmayan fiziksel özelliklere sahiptir ve yeni tip uygulamalara olanak sağlar. İstenen yetenek, işlev veya araştırma amacına bağlı olarak örneğin ışık ve ses dalgalarını etkileyebilirler.
İki DLR enstitüsü şu anda 400 gigabayt mikrofon verisini değerlendiriyor. Sonuçlar, gelecekteki uçakların uçak gürültü seviyesini azaltabilecek teknolojilerin geliştirilmesine yardımcı olur. Araştırmacılar, çok sayıda proje katılımcısı ile yıllardır ölçümleri ayrıntılı olarak hazırladılar.
AB projesi “Jet Kurulum Gürültüsünü Azaltın” (DJINN) için araştırmacılar, uçak gürültüsünü izlemek için AWB’yi kullandılar. DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsü’nden Christian Jente, “Her şey, özellikle motor ve uçak arasındaki etkileşimin neden olduğu gürültüyle ilgili” diyor. Aynı boyuttaki uçak gövdeleri ve kanatlarındaki daha güçlü ve daha büyük motorlar, etraflarındaki hava akışının etkileşimi nedeniyle daha fazla gürültüye neden olur. Jente, “DJINN projesinde bu nedenle yeni düzenlemeler ve yeni malzemeler düşündük” diye devam ediyor.
Test edilen iki uçak konsepti
Rüzgar tünelinde yapılan deneylerde, bilim adamları iki farklı uçak konseptini incelediler: tipik bir büyük ticari uçakta olduğu gibi motorun kanadın altına monte edildiği bir uçak ve motorun kuyrukta bulunduğu tipik bir iş uçağı. . İkincisi için birkaç farklı test serisi oluşturdular: “İş jetinde akustik olarak üç farklı kuyruk ünitesi ölçtük” diye açıklıyor Jente. “Yatay dengeleyicinin motor sesini gölgelemesi gereken bir çapraz ve T düzeninde iki geleneksel kuyruk düzlemi ve bir U kuyruk düzlemi.” Araştırmacıların buradaki amacı, farklı konfigürasyonların ve önlemlerin akustik avantajlarını ve dezavantajlarını değerlendirmekti. malzeme.
Bu amaçla, DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü’nden araştırmacılar, AWB’de üç metreden daha uzun iki doğrusal mikrofon dizisi kurdular, yani ses kaynaklarının kesin konumlarının ve yöne bağlı yoğunluklarının belirlendiği bir mikrofon düzenlemesi. üzerinde motor nozulu, gövde ve kanat hesaplanmış hale geldi. Doğrusal mikrofon dizilerine ek olarak, tavandaki uzak alan mikrofonları, ses radyasyonunu farklı yönlerde ölçtü, çünkü bu, asansörün farklı konseptlerine göre büyük ölçüde değişebiliyor.
Gözenekli malzemeler gürültüyü azaltır
Araştırmacılar, ticari uçaklar için yaptıkları rüzgar tüneli yapımında başka bir deney daha gerçekleştirdiler: iniş kanatları için gözenekli bir malzeme seçtiler. DLR, diğer testlerde gözenekli malzemelerin pozitif akustik özelliklere sahip olduğunu zaten göstermiştir. Gözenekli malzemelerin üzerinden akarken, türbülanslı sınır tabakasındaki basınç dalgalanmaları azaltılır ve bu dalgalanmalar artık iniş kanadının arka kenarında sese dönüştürülmez. Jente, “Bu konfigürasyonla ilk kez gözenekli iniş kanatlarını yüksek hızda test ettik” diyor. Şimdiye kadar sadece basitleştirilmiş geometriler incelenmiştir. Bir prototip 3B modeli rüzgar tünelinde gerçekçi çalışma koşulları altında test etmek daha önce hiç olmamıştı. “Bu tür meta-malzemelerden karmaşık modellerin de yapılabileceğini gösterdik, bu nedenle endüstriyel kullanım giderek yaklaşıyor.”
Bu, havacılık uzmanları için çok önemli bir başarıdır. Gözenekli veya “meta” malzemelerin giderek daha önemli bir rol oynayacağından eminler. çünkü yapay olarak üretilen malzemeler doğada bulunmayan fiziksel özelliklere sahiptir ve yeni tip uygulamalara olanak sağlar. İstenen yetenek, işlev veya araştırma amacına bağlı olarak örneğin ışık ve ses dalgalarını etkileyebilirler.
İki DLR enstitüsü şu anda 400 gigabayt mikrofon verisini değerlendiriyor. Sonuçlar, gelecekteki uçakların uçak gürültü seviyesini azaltabilecek teknolojilerin geliştirilmesine yardımcı olur. Araştırmacılar, çok sayıda proje katılımcısı ile yıllardır ölçümleri ayrıntılı olarak hazırladılar.