La Nasa y Boeing estudian la reducción del ruido de los aviones

Un proyecto de investigación de la Nasa para recopilar datos sobre el ruido de las aeronaves se está desarrollando a bordo de un Boeing 787 esta semana como parte del programa ecoDemonstrator 2020 del constructor aeronáutico con sede en Chicago. Los resultados de estos vuelos ayudarán al desarrollo continuo de tecnología para permitir futuros diseños de aeronaves más silenciosas.

“De eso trata nuestra productiva asociación con Boeing en esta serie de vuelos ecoDemonstrator: hacer que los viajes aéreos futuros sean más seguros y limpios”, dijo Robert Pearce, administrador asociado de la Nasa para aeronáutica.

La Nasa ha colaborado con Boeing en su programa ecoDemonstrator casi todos los años desde 2014. Investigaciones anteriores han involucrado una serie de innovaciones de hasdware y software, incluso revestimientos antiadherentes para evitar que los residuos de insectos que interrumpen el flujo de aire se acumulen en un ala.

Boeing comenzó su programa para tomar tecnologías prometedoras y nuevas ideas en seguridad aérea y reducción de emisiones y ruido y probarlas en vuelo en 2012, a menudo asociándose con otras compañías u organizaciones de investigación como la Nasa.

Cada año, la compañía selecciona un avión diferente para usarlo como ecoDemonstrator asociándose con una aerolínea o utilizando un avión propiedad de Boeing.

Para el programa de vuelos de este año, que se llevará a cabo hasta mediados de septiembre, Boeing se ha asociado con Etihad Airways para utilizar uno de los 787-10 Dreamliners de la aerolínea, considerado uno de los aviones más modernos y avanzados que vuelan en la actualidad.

La Nasa ha estudiado durante mucho tiempo el ruido de los aviones. Su herramienta de software Aircraft Noise Prediction Program (ANOPP) es un estándar respetado, en constante evolución y ampliamente utilizado en la comunidad de la aviación para hacer exactamente lo que dice su nombre.

Ese código de computadora se basa en años de medición y comprensión de cómo los componentes de una aeronave (las alas, el tren de aterrizaje, el fuselaje principal) contribuyen al ruido que se escucha cuando un avión sobrevuela.

Del mismo modo, los niveles de ruido de los motores utilizados para la propulsión, sin importar el tipo, se han estudiado, se han incorporado a ANOPP, y se han desarrollado e implementado métodos y tecnologías para reducir el ruido del motor, durante décadas.

Pero, ¿qué pasa con todo el paquete, el fuselaje y la propulsión, mientras interactúan entre sí? ¿Cómo mides esas interacciones específicas de manera que te brinden nueva información que puedas usar en el futuro para hacer aviones y motores aún más silenciosos?

La mejor manera es volar un avión de pasajeros a baja altura sobre el suelo y medir el ruido que hace al pasar sobre una serie de micrófonos colocados directamente debajo, a ambos lados y cerca de la ruta de vuelo. Y eso es exactamente lo que los investigadores de la Nasa y Boeing están haciendo con el 787 ecoDemonstrator.

“Esta es una oportunidad que tenemos muy pocas veces”, dijo Russell Thomas, un experto en acústica del Centro de Investigación Langley de la NASA en Virginia, quien lidera lo que oficialmente se llama Prueba de vuelo de ruido del sistema de aeronaves y aeroacústica de propulsión.

No es posible colocar un avión del tamaño de un 787 en un túnel de viento, o confiar únicamente en complejas simulaciones por computadora que pueden no representar perfectamente la realidad.

“Solo volando podemos obtener las condiciones más realistas para obtener las medidas que necesitamos. Y esta es realmente la primera vez que hemos podido intentar el tipo de investigación que habíamos planeado, dijo Thomas.

Para esta prueba, hay 960 micrófonos colocados en el suelo inmediatamente al lado y alrededor de la pista principal del Aeropuerto Industrial de Glasgow en Montana, donde Boeing tiene una instalación de prueba de vuelo.

Otros 31 micrófonos están ubicados aún más lejos de la pista y otros 214 micrófonos se han conectado temporalmente a ubicaciones en todo el 787.

Thomas cree que ésta es la mayor variedad de instrumentación de sonido jamás implementada para investigaciones como esta.

“Esto está ampliando los límites de las pruebas de vuelo acústicas. No creo que ni la Nasa ni Boeing hayan puesto jamás tantos micrófonos en tierra o en el avión”, dijo Thomas.

Boeing ha dedicado cuatro días en agosto para que el avión haga tantas pasadas sobre el conjunto de micrófonos como sea posible durante una ventana de cuatro a cinco horas cada mañana, cuando se espera que el clima sea más ideal que más tarde en el día.

El 787 volará en un patrón de pista de carreras sobre el aeropuerto, cada vez pasando por los micrófonos entre 180 y 250 metros sobre el suelo. La baja altitud mejora la calidad de los datos recopilados.

Los pases incluirán a la aeronave volando en diferentes configuraciones: tren de aterrizaje hacia abajo o hacia arriba, flaps extendidos o retraídos. Variando los niveles de potencia del motor y las velocidades utilizadas para el despegue, también se volarán varias aproximaciones y aterrizajes.

Con un enfoque en cómo el ruido del fuselaje y la propulsión interactúan entre sí, una de las cosas que los investigadores buscarán es cómo el ruido de los motores gemelos montados en las alas del 787 es reflejado o protegido por el fuselaje y las alas, dependiendo de dónde estén los micrófonos.

Los resultados de la investigación podrían ayudar a informar los enfoques de reducción de ruido para los aviones actuales, así como para los futuros aviones comerciales que pueden presentar diseños en los que los motores se colocan donde las alas y el cuerpo del avión podrían ayudar a proteger el ruido, haciendo que el avión suene más silencioso en tierra.

Tener datos de sonido realistas y de alta calidad ayudará a mejorar las herramientas que se utilizan para predecir el ruido que podría producir el diseño de un avión en el futuro.

“Nos acercaremos lo más que podamos a las entradas reales para que la predicción en comparación con los datos sea la más precisa que hemos podido hacer hasta la fecha”, dijo Thomas.