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Os efeitos do solo no ruído da hélice foram medidos experimentalmente pela primeira vez por pesquisadores da equipe de pesquisa Aeroacústica da Universidade de Bristol.
Em conclusões, publicadas no Jornal de Som e Vibração, a equipe encontrou diferenças claras nas características de ruído das hélices quando sobre o solo, conhecidas como ‘Efeito do Solo’, em comparação com quando operadas normalmente. Eles observaram um aumento geral do ruído ao medir em ângulos acima do solo, com os efeitos de interação hidrodinâmica e acústica sendo um fator chave para as tendências gerais de ruído.
Espera-se que esta pesquisa, testada nas instalações do National Aeroacoustic Wind Tunnel, possa informar estratégias para reduzir o ruído das aeronaves durante a decolagem ou pouso, seja alterando o design das plataformas de pouso ou alterando o design das arquiteturas de aeronaves propostas.
O principal autor, Liam Hanson, explicou: “À luz da necessidade de uma aviação mais ecológica, houve um esforço na indústria da aviação para desenvolver aeronaves eletrificadas.
“Há muitos benefícios potenciais de aeronaves elétricas que foram identificadas por uma variedade de empresas em todo o mundo, incluindo todos os principais fabricantes de aeronaves”.
No entanto, se os serviços aéreos urbanos, como os táxis aéreos sob demanda, se tornarem realidade dentro dos limites da cidade, os engenheiros devem enfrentar a questão da poluição sonora, gerada pelas hélices.
Um subconjunto importante de aeronaves elétricas sendo desenvolvido recentemente é para fins de Mobilidade Aérea Avançada (AAM). Essas aeronaves podem ser amplamente consideradas para se encaixar em três categorias diferentes.
A primeira é a aeronave Electric Vertical Take-Off and Landing (eVTOL), que se concentra em aplicações de mobilidade aérea urbana (UAM), como táxis aéreos, transferências de pacientes, viagens de telhado a telhado nas cidades e transferências de aeroportos.
A segunda categoria são as aeronaves elétricas convencionais de decolagem e pouso (eCTOL) que estão sendo desenvolvidas para a Mobilidade Aérea Regional (RAM). A RAM concentra-se em entregas de carga, voos de curta distância e transferências de passageiros de regiões rurais.
As aeronaves elétricas mais comumente reconhecíveis, pequenos sistemas de aeronaves não tripuladas (sUAS) ou drones, podem ser consideradas a terceira categoria que se concentra em videografia, entrega de pequenos pacotes e transferência de suprimentos médicos.
Cada uma dessas categorias de aeronaves elétricas geralmente usa hélices ou rotores para gerar impulso para decolar e pousar. Crucialmente, as aeronaves eVTOL estão operando em áreas urbanas com grandes populações e, como resultado, o ruído gerado pela aeronave é fundamental para entender e reduzir se o UAM for possível.
As hélices usadas pela aeronave são menores do que os helicópteros que estão em uso há anos, geralmente com diâmetro muito menor e girando em velocidades mais altas. Como resultado, as características do ruído são muito diferentes do conhecimento existente e, portanto, mais pesquisas são necessárias.
Enquanto as aeronaves eVTOL e SUAS estão decolando ou pousando de um telhado ou plataforma de pouso, é provável que as hélices sofram o Efeito Solo, um fenômeno aerodinâmico que altera o desempenho das hélices.
Essa mudança na aerodinâmica da hélice dentro do Efeito Solo altera o desempenho acústico das hélices e causa interações complexas.
Liam disse: “Até agora, não existia literatura para o problema do ruído da hélice isolada no efeito do solo.
“Nossa pesquisa procurou responder pela primeira vez o que acontece com o ruído da hélice enquanto ela opera no Efeito Solo e quais são as principais interações acústicas e aerodinâmicas que são mais importantes para entender.
“Pela primeira vez, medimos de forma abrangente o ruído de hélices de pequena escala durante a decolagem e aterrissagem durante a interação com o solo. É claro que podemos esperar aeronaves eVTOL mais altas durante a decolagem e aterrissagem se as complexas interações com o solo não são considerados”.
Com base em sua nova compreensão do ruído da hélice no efeito de solo, eles agora estão realizando testes adicionais em diferentes métodos para reduzir potencialmente o ruído de todo o sistema.
A pesquisa foi patrocinada pela Embraer SA e pelo projeto Horizon 2020 SilentProp (convênio número 882842).
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