Tecnología para lograr motores de avión más silenciosos

En la actualidad se utilizan revestimientos acústicos perforados convencionales en zonas calientes de los motores aeronáuticos para atenuar el ruido. No obstante, la tecnología actual de revestimientos para la entrada a los motores no cumple con los requisitos térmicos y otros requisitos funcionales relacionados con los gases de escape calientes de las turbinas.

El objetivo del proyecto financiado con fondos europeos «Integration of a hot stream liner into the turbine exit casing (TEC)» (HOSTEL) era desarrollar un diseño de revestimiento acústico adecuado para las carcasas de salida de la turbina.

El diseño de revestimiento de HOSTEL consistía en un conjunto de lámina superior de revestimiento compuesto por una fina capa de espuma metálica combinada con una chapa metálica perforada. Las investigaciones anteriores habían demostrado que una estructura de este tipo ofrecía un buen rendimiento acústico casi independientemente de caudales y temperaturas. La capa de espuma metálica está soldada a una estructura clásica de sándwich con núcleo de nido de abeja y se comprime hasta un nivel predeterminado. De esta manera, se aumenta la resistencia acústica y se reduce la falta de linealidad del revestimiento frente a variaciones de caudal y temperatura.

Los científicos realizaron una serie de simulaciones en una célula del revestimiento de referencia con un único orificio. Se calcularon varios casos de flujo, con diferentes velocidades medias del flujo, temperaturas y parámetros del material de la espuma, con el objetivo de estudiar las variaciones en el rendimiento de la célula de revestimiento. El equipo se centró en la investigación del equilibrio de la potencia acústica, es decir, la relación entre la potencia acústica dispersada por la célula y la potencia de entrada.

Los socios del proyecto también realizaron la soldadura al vacío de las muestras de prueba. Se realizaron grandes esfuerzos para resolver los problemas relacionados con la interacción entre el material de soldadura y la espuma de níquel.

Los resultados de HOSTEL deberían ayudar a los socios del proyecto a adaptar un revestimiento acústico híbrido a las frecuencias de paso de los álabes del demostrador de turbofán de engranajes del programa para obtener motores sostenibles y ecológicos (SAGE) 4, que tiene una turbina de baja presión.

La investigación de HOSTEL debería ayudar a desarrollar revestimientos acústicos que cumplan con los requisitos térmicos y otros requisitos funcionales, que son fundamentales para construir aviones más silenciosos.