Como são testados os níveis de ruído do motor a jato?

Aug 03, 2023

Sensores sensíveis podem medir o ruído até uma fração de decibel.

O teste é uma parte essencial do desenvolvimento de motores de aeronaves. Os motores a jato são submetidos a um programa de testes abrangente logo após serem construídos. O teste funcional de um motor completo ocorre em três etapas: testes estáticos (enquanto o motor não está funcionando), testes operacionais estacionários e testes de voo. Todos os sistemas do motor, incluindo hidráulico, elétrico e de refrigeração, são verificados durante esses testes.

Os testes de operação estacionária são realizados com o motor montado em um suporte e funcionando em velocidades operacionais. Esses testes são geralmente realizados em grandes túneis de vento localizados dentro ou ao redor das instalações de fabricação de motores. Durante esse período, o motor também é testado quanto ao ruído – um parâmetro significativo para o desempenho do motor.

As aeronaves (e motores) de hoje estão mais silenciosas do que nunca. A indústria da aviação tem trabalhado em prol de metas ambientais que visam reduzir o ruído em mais de 50% até 2050. Para além destas preocupações, motores mais silenciosos também são melhores para os passageiros na cabine e para os residentes que vivem nas proximidades dos aeroportos. Com regulamentações muito rígidas em relação ao ruído das aeronaves, os fabricantes medem com precisão o ruído do motor durante os testes.

Em vez de suspender o motor em uma câmara esférica, são utilizadas células de teste de design anecóico. Uma célula de teste anecóica interrompe reflexos ou ecos de ondas sonoras ou eletromagnéticas. Estes também são frequentemente isolados da energia que entra pelo seu entorno.

Isto significa que os detectores ouvem exclusivamente sons diretos sem ecos. Um motor a jato testado em tal ambiente simula uma condição real de operação externa em campo livre. A célula de teste apresenta uma variedade de sistemas potentes de ventilação e resfriamento.

Portas acústicas compatíveis, janelas acústicas, cunhas e outros dispositivos são instalados. A célula de teste também inclui dinamômetros apropriados e microfones sensíveis ao redor do motor para medir o ruído. Esses microfones detectam alterações no ruído do motor em frações de decibéis, da potência baixa à máxima. A acústica também é controlada de forma elaborada para extrair dados precisos e relevantes sobre o desempenho do motor e as vibrações em diferentes velocidades.

As câmaras anecóicas usadas para testes de motores a jato são substanciais em tamanho e escala para serem sofisticadas o suficiente para medições precisas. Os dados obtidos dos instrumentos são analisados ​​em relação aos limites permitidos de ruído. Os fabricantes não apenas mantêm o limite máximo de ruído nos motores, mas também vão além para aumentar o desempenho do motor. Menos ruído também resulta numa menor pegada ambiental, sendo a combinação um excelente argumento de venda para os clientes.

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Os ventos laterais podem soprar na direção de deslocamento da aeronave, dificultando a decolagem e o pouso. Ventos cruzados extremos também podem causar vibração e danos nas pás do ventilador. O local de testes de motores no Centro Espacial John C. Stennis, no Mississippi, simulava ventos cruzados entre os motores.

Esta simulação de vento cruzado mede a capacidade do motor de suportar as rajadas mais fortes. De acordo com a Rolls-Royce,

"A entrada do motor está equipada com o que parece ser uma bola de golfe gigante para garantir que a turbulência do ar no solo não afete o ruído do motor."

Uma célula de teste de ruído de motor é capaz de muito mais do que medir espectros brutos de frequência e decibéis. Eles também podem medir vibrações e deflexões em vários eixos, simulando assim condições operacionais.

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Escritor - Omar é um entusiasta da aviação e possui doutorado. em Engenharia Aeroespacial. Com vários anos de experiência técnica e de pesquisa, Omar pretende se concentrar em práticas de aviação baseadas em pesquisa. Além do trabalho, Omar tem paixão por viajar, visitar locais de aviação e localizar aviões. Com sede em Vancouver, Canadá