science >> Wetenschap >  >> Elektronica

NASA-technologieën verminderen het vliegtuiggeluid aanzienlijk

De ARM-vluchten werden gevlogen op NASA's SubsoniC Research Aircraft Testbed G-III-vliegtuig, of SCRAT, in het Armstrong Flight Research Center van NASA in Californië. NASA combineerde drie technologieën, inclusief Landingsgestel Ruisonderdrukking, de behandelingen van de landingsgestelholte, en de Adaptive Compliant Trailing Edge flexibele vleugelflap, om een ​​vermindering van cascogeluid met meer dan 70 procent aan te tonen. Dit kan het vliegtuiglawaai verminderen voor gemeenschappen die in de buurt van luchthavens wonen. Krediet:NASA/Ken Ulbrich

Een reeks NASA-vluchttests heeft met succes technologieën gedemonstreerd die zorgen voor een aanzienlijke vermindering van het geluid dat wordt gegenereerd door vliegtuigen en wordt gehoord door gemeenschappen in de buurt van luchthavens.

De Acoustic Research Measurement (ARM) vluchten, die in mei werd afgesloten, bij NASA's Armstrong Flight Research Center in Californië, geteste technologie om cascogeluid aan te pakken, of geluid dat wordt geproduceerd door niet-voortstuwende delen van het luchtvaartuig, tijdens het landen. De vluchten combineerden met succes verschillende technologieën om een ​​vermindering van meer dan 70 procent van het cascogeluid te bereiken.

"De grootste publieke klacht die de Federal Aviation Administration ontvangt, gaat over vliegtuiglawaai, " zei Mehdi Khorrami, een ruimtevaartwetenschapper bij NASA's Langley Research Center in Virginia, en hoofdonderzoeker voor akoestische onderzoeksmetingen. "Het doel van NASA was om het vliegtuiglawaai aanzienlijk te verminderen om de levenskwaliteit van gemeenschappen in de buurt van luchthavens te verbeteren. We hebben er alle vertrouwen in dat we met de geteste technologieën het totale vliegtuiglawaai aanzienlijk kunnen verminderen, en dat zou echt veel vluchten veel stiller kunnen maken."

NASA testte verschillende experimentele ontwerpen op verschillende cascocomponenten van een Gulfstream III-onderzoeksvliegtuig bij Armstrong, inclusief landingsgestel stroomlijnkappen en holtebehandelingen ontworpen en ontwikkeld in Langley, evenals de Adaptive Compliant Trailing Edge (ACTE) vleugelflap, die eerder in de vlucht was getest om aerodynamische efficiëntie te bestuderen. Het vliegtuig vloog op een hoogte van 350 voet, over een 185-sensor microfoonarray ingezet op het Rogers Dry Lake op Edwards Air Force Base in Californië.

Het technologie-element Landing Gear Noise Reduction lost het cascogeluid op dat wordt veroorzaakt door de luchtstroom die bij het naderen langs het landingsgestel beweegt. Het experimentele landingsgestel dat door NASA is getest, heeft stroomlijnkappen die aan de voorkant poreus zijn, wat betekent dat ze uit vele kleine gaatjes bestaan ​​die, gedeeltelijk, laat een deel van de lucht door de kuip stromen, terwijl ook een deel van de luchtstroom rond het landingsgestel wordt afgebogen.

Hoewel poreuze concepten voor stroomlijnkappen voor landingsgestellen al eerder zijn bestudeerd, Het ontwerp van NASA was gebaseerd op uitgebreide computersimulaties om de maximale hoeveelheid ruisonderdrukking te produceren zonder de nadelige gevolgen van toenemende aerodynamische weerstand. De holte van het landingsgestel werd behandeld met een reeks chevrons nabij de voorrand, en een net over de opening gespannen om de luchtstroom te veranderen, meer uitlijnen met de vleugel. Krediet:NASA/Ken Ulbrich

Poreuze concepten zijn eerder bestudeerd, maar het unieke ontwerp dat door NASA is ontwikkeld, is het resultaat van zeer gedetailleerde computersimulaties die NASA-ingenieurs hebben geleid tot wat volgens hen het ideale ontwerp is voor maximale ruisonderdrukking zonder de aerodynamische weerstand te vergroten.

Een ander aandachtsgebied was de holtes van het landingsgestel, ook een bekende oorzaak van cascogeluid. Dit zijn de regio's waar het landingsgestel wordt ingezet vanaf het hoofdgedeelte van een vliegtuig, meestal een grote holte achterlatend waar de luchtstroom naar binnen kan worden getrokken, lawaai maken. NASA paste twee concepten toe op deze secties, inclusief een reeks chevrons die aan de voorkant van de holte zijn geplaatst met een geluidabsorberend schuim aan de achterwand, evenals een net dat zich uitstrekte over de opening van de holte van het hoofdlandingsgestel. Dit veranderde de luchtstroom en verminderde het geluid als gevolg van de interacties tussen de lucht, de spouwmuren, en zijn randen.

Om het geluid van de vleugelkleppen te verminderen, NASA gebruikte een experimenteel, flexibele flap die eerder was gevlogen als onderdeel van het ACTE-project, die het potentieel voor flexibele, naadloze flappen om de aerodynamische efficiëntie te verhogen. In tegenstelling tot conventionele vleugelkleppen die typisch openingen hebben tussen de klep en het hoofdgedeelte van de vleugel, de ACTE-klep, gebouwd door FlexSys Inc. van Ann Arbor, Michigan, is een naadloos ontwerp dat deze gaten elimineert.

Om ervoor te zorgen dat de groei van het luchtvervoer zijn huidige trend kan handhaven, moet een aanzienlijke vermindering van het vliegtuiglawaai worden gerealiseerd. De vermindering van cascogeluid met behulp van NASA-technologie is een belangrijke prestatie in deze inspanning, omdat dit kan leiden tot stillere vliegtuigen, die gemeenschappen in de buurt van luchthavens ten goede zal komen en uitgebreide luchthavenactiviteiten zal bevorderen.

"Deze ruisonderdrukking van het casco geproduceerd door NASA-technologie is absoluut belangrijk, en het beste is dat het direct ten goede komt aan het publiek, ", zegt ARM-projectmanager Kevin Weinert. "Hoewel er duidelijke potentiële economische voordelen zijn voor de industrie, dit komt ten goede aan de mensen die in de buurt van grote luchthavens wonen, en moeten omgaan met het geluid van vliegtuigen die landen. Dit zou de geluidsimpact op deze gemeenschappen aanzienlijk kunnen verminderen."