Gli effetti del suolo sul rumore dell’elica sono stati misurati sperimentalmente per la prima volta dai ricercatori del gruppo di ricerca Aeroacoustics dell’Università di Bristol.
Nei risultati, pubblicati nel Giornale di suoni e vibrazioni, il team ha riscontrato chiare differenze nelle caratteristiche del rumore delle eliche quando sono a terra, noto come “effetto suolo”, rispetto a quando vengono utilizzate normalmente. Hanno notato un aumento complessivo del rumore durante la misurazione ad angoli dal suolo, con effetti di interazione idrodinamica e acustica che sono un fattore chiave per le tendenze generali del rumore.
Si spera che questa ricerca, testata nella struttura National Aeroacoustic Wind Tunnel, possa fornire strategie per ridurre il rumore degli aeromobili durante il decollo o l’atterraggio, modificando il design delle piattaforme di atterraggio o modificando il design delle architetture dei velivoli proposti.
L’autore principale Liam Hanson ha spiegato: “Alla luce della necessità di un’aviazione più verde, c’è stata una spinta nell’industria aeronautica per sviluppare velivoli elettrificati.
“Ci sono molti potenziali benefici dagli aerei elettrici che sono stati identificati da una varietà di aziende in tutto il mondo, compresi tutti i principali produttori di aeromobili”.
Tuttavia, se i servizi aerei urbani come gli aerotaxi a richiesta devono diventare una realtà entro i limiti della città, gli ingegneri devono affrontare il problema dell’inquinamento acustico, generato dalle eliche.
Un importante sottoinsieme di velivoli elettrici sviluppato di recente è destinato all’Advanced Air Mobility (AAM). Questi velivoli possono essere ampiamente considerati rientrare in tre diverse categorie.
Il primo è il velivolo Electric Vertical Take-Off and Landing (eVTOL) che si sta concentrando su applicazioni di mobilità aerea urbana (UAM) come taxi aerei, trasferimenti di pazienti, viaggi da tetto a tetto all’interno delle città e trasferimenti aeroportuali.
La seconda categoria sono i velivoli Electric Conventional Take-Off and Landing (eCTOL) che sono in fase di sviluppo per la mobilità aerea regionale (RAM). RAM si concentra su consegne di merci, voli a corto raggio e trasferimenti di passeggeri dalle regioni rurali.
I velivoli elettrici più comunemente riconoscibili, i piccoli Unmanned Aircraft Systems (sUAS) o droni, possono essere considerati la terza categoria che si concentra sulla videografia, la consegna di piccoli pacchi e il trasferimento di forniture mediche.
Ognuna di queste categorie di velivoli elettrici utilizza spesso eliche o rotori per generare la spinta per il decollo e l’atterraggio. Fondamentalmente, i velivoli eVTOL operano in aree urbane con grandi popolazioni e di conseguenza il rumore generato dal velivolo è fondamentale per capire e ridurre se UAM deve essere possibile.
Le eliche utilizzate dall’aereo sono più piccole degli elicotteri in uso da anni, di solito hanno un diametro molto più piccolo e ruotano a velocità più elevate. Di conseguenza, le caratteristiche del rumore sono molto diverse dalle conoscenze esistenti e quindi sono necessarie ulteriori ricerche.
Mentre i velivoli eVTOL e sUAS decollano o atterrano da un tetto o da una piattaforma di atterraggio, è probabile che le eliche subiscano l’effetto suolo, un fenomeno aerodinamico che modifica le prestazioni delle eliche.
Questo cambiamento nell’aerodinamica dell’elica all’interno di Ground Effect modifica le prestazioni acustiche delle eliche e provoca interazioni complesse.
Liam ha detto: “Fino ad ora, non esisteva letteratura per il problema del rumore isolato dell’elica nell’effetto suolo.
“La nostra ricerca ha cercato di rispondere per la prima volta a cosa succede al rumore dell’elica mentre opera in Ground Effect e quali sono le principali interazioni acustiche e aerodinamiche che è più importante comprendere.
“Per la prima volta abbiamo misurato in modo completo il rumore delle eliche su piccola scala durante il decollo e l’atterraggio mentre interagiscono con il suolo. È chiaro che possiamo aspettarci velivoli eVTOL più rumorosi durante il decollo e l’atterraggio se le complesse interazioni con il suolo non vengono considerati».
Sulla base della loro nuova comprensione del rumore dell’elica in Ground Effect, stanno ora conducendo ulteriori test su diversi metodi per ridurre potenzialmente il rumore dell’intero sistema.
La ricerca è stata sponsorizzata da Embraer SA e dal progetto Horizon 2020 SilentProp (numero accordo 882842).
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
