I ricercatori della NASA hanno recentemente condotto una serie di voli per registrare il suono dei motori a reazione con l’obiettivo di utilizzare tali dati per aiutare a prevedere il modo in cui i futuri motori progettati per l’uso da parte di aerei supersonici potrebbero suonare al decollo:

Il Learjet Acoustic Flight Test si è svolto all’aeroporto internazionale di Niagara Falls a New York, dove i due motori di un Learjet 25 di proprietà della Calspan Corporation di Buffalo, New York, hanno fornito il suono mentre l’aereo volava in varie condizioni. “Abbiamo scelto un Learjet 25 perché i suoi motori sono simili a come potrebbe suonare un futuro aereo commerciale supersonico“, ha dichiarato Brenda Henderson, ricercatrice principale della NASA per il test di volo. La creazione di uno strumento di modellazione in grado di prevedere i livelli di rumore dei futuri velivoli supersonici durante il decollo e l’atterraggio potrebbe aiutare le autorità di regolamentazione statunitensi e internazionali a prendere decisioni informate sulla definizione di standard di livello di rumore accettabili per il pubblico:

Il Learjet ha effettuato quattro sortite in totale, durante le quali ha completato 73 sorvoli a circa 500 piedi di altitudine. Sono state studiate sei diverse condizioni del motore. Allo stesso tempo, un piccolo drone pilotato a distanza si è librato in sicurezza nelle vicinanze, raccogliendo dati meteorologici per comprendere le condizioni atmosferiche intorno al Learjet. Il drone e i suoi operatori hanno sede presso il Langley Research Center della NASA in Virginia. “Il gruppo di Langley ci ha permesso di prendere in prestito la loro attrezzatura, ha fornito esperienza nel suo utilizzo e ha condotto il volo per raccogliere i nostri dati meteorologici”, ha detto Henderson. “Il loro contributo è stato la chiave del nostro successo”.

Jet supersonici, velocità subsoniche:

Durante i decolli e gli atterraggi, gli aerei supersonici volano subsonici, o più lentamente della velocità del suono. Ma anche a queste velocità, i futuri velivoli supersonici potrebbero suonare in modo diverso da quelli progettati per il volo subsonico a causa delle differenze di progettazione, compresi i diversi tipi di motori. A differenza dei moderni aerei di linea commerciali, i motori degli aerei supersonici dovrebbero avere un basso rapporto di bypass. Ciò significa che il nucleo che brucia il carburante del motore a reazione produce la maggior parte della spinta del velivolo, invece di alimentare una grande ventola per produrre spinta. Poiché i motori di questo tipo non sono comunemente usati oggi nell’aviazione commerciale, sono disponibili dati di ricerca limitati su come suonerebbero. Tuttavia, con il ritorno dei viaggi commerciali supersonici, con l’industria che esprime interesse e la missione Questt della NASA che lavora per rendere possibile un volo supersonico silenzioso sulla terraferma, la raccolta di questi dati potrebbe aiutare a plasmare quel futuro. È qui che entra in gioco il Learjet 25. Sebbene sia un aereo subsonico, i suoi motori a turbogetto CJ610 creano un rumore simile a quello che potrebbero produrre i futuri jet supersonici commerciali.

Raccolta dati:

Dal 2019, i ricercatori della NASA hanno testato modelli in scala dei motori CJ610 del Learjet nelle strutture di prova dell’Aero-Acoustics Propulsion Laboratory presso il Glenn Research Center della NASA a Cleveland. In tal modo, hanno raccolto molti dati sul suono che i motori dovrebbero produrre. Il Learjet Acoustic Flight Test mira a verificare l’accuratezza dei test nella galleria del vento, consentendo ai ricercatori di apportare miglioramenti e adattamenti ai loro set di dati e modelli di previsione in modo che corrispondano al mondo reale. Tuttavia, per raggiungere l’obiettivo di creare uno strumento di modellazione predittiva, il test Niagara è stato condotto in modo diverso rispetto ad altri eseguiti in passato. Mentre la maggior parte dei test sul rumore dei jet viene utilizzata per certificare se un aereo è sufficientemente silenzioso, questo ha catturato i meccanismi rilevanti della sorgente sonora stessa in una varietà di condizioni. Mentre i microfoni all’avanguardia sono stati installati su una pista inattiva dell’aeroporto internazionale di Niagara Falls, il Learjet è stato dotato di numerosi sensori e apparecchiature di posizionamento per registrare le condizioni all’interno dei motori, nonché la posizione precisa dell’aereo rispetto ai microfoni:

“Sull’aereo, abbiamo utilizzato un sistema GPS di posizionamento preciso di fascia alta e sensori che registravano temperature, pressioni e condizioni di scarico del motore“, ha affermato Henderson. “Tutto era contrassegnato con data e ora, quindi per ogni momento in cui l’aereo stava volando, sapevamo esattamente dove si trovava e come funzionavano i motori”. Dopo i voli, i modelli in scala dei motori del Learjet sono stati nuovamente testati nei banchi di prova della NASA Glenn, questa volta nelle stesse condizioni del motore e di volo sperimentate durante il test di volo. I ricercatori stanno verificando i dati dei loro test a terra. Con queste informazioni nuove e migliorate in mano, i ricercatori produrranno lo strumento di modellazione predittiva che, insieme ad altre ricerche , può aiutare il governo, l’industria e il mondo accademico a lavorare per inaugurare una nuova era di viaggi supersonici commerciali pubblicamente accettabili.

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Fonte: https://www.nasa.gov/feature/nasa-creating-tool-to-predict-supersonic-jet-noise-at-takeoff