Marie Rousseau
Les effets du sol sur le bruit des hélices ont été mesurés expérimentalement pour la toute première fois par des chercheurs de l’équipe de recherche en aéroacoustique de l’université de Bristol.
Dans les résultats, publiés dans le Journal of Seem and Vibration, l’équipe a trouvé des différences claires dans les caractéristiques de bruit des hélices lorsqu’elles sont au-dessus du sol, connues sous le nom de « effet de sol », par rapport à un fonctionnement ordinary. Ils ont noté une augmentation globale du bruit lors de la mesure à des angles au-dessus du sol, les effets d’interaction hydrodynamique et acoustique étant un facteur clé des tendances globales du bruit.
On espère que cette recherche, testée dans l’installation de la soufflerie aéroacoustique nationale, pourra éclairer les stratégies visant à réduire le bruit des aéronefs lors du décollage ou de l’atterrissage, soit en modifiant la conception des aires d’atterrissage, soit en modifiant la conception des architectures d’aéronefs proposées.
L’auteur principal, Liam Hanson, a expliqué : « À la lumière du besoin d’une aviation as well as verte, il y a eu une poussée dans l’industrie aéronautique pour développer des avions électrifiés.
“Les avions électriques présentent de nombreux avantages potentiels qui ont été identifiés par diverses entreprises dans le monde, y compris tous les principaux constructeurs d’avions.”
Cependant, si les services aériens urbains tels que les taxis aériens à la demande doivent devenir une réalité dans les limites de la ville, les ingénieurs doivent s’attaquer au problème de la pollution sonore, générée par les hélices.
Un sous-ensemble critical d’avions électriques développés récemment est destiné à la mobilité aérienne avancée (AAM). Ces avions peuvent être largement considérés comme appartenant à trois catégories différentes.
Le leading est l’avion à décollage et atterrissage verticaux électriques (eVTOL) qui se concentre sur les apps de mobilité aérienne urbaine (UAM) telles que les taxis aériens, les transferts de patients, les trajets de toit à toit dans les villes et les transferts d’aéroport.
La deuxième catégorie est celle des avions à décollage et atterrissage conventionnels électriques (eCTOL) qui sont en cours de développement pour la mobilité aérienne régionale (RAM). RAM se concentre sur les livraisons de fret, les vols à courte distance et les transferts de passagers depuis les régions rurales.
Les aéronefs électriques les plus communément reconnaissables, les petits systèmes d’aéronefs sans pilote (sUAS) ou les drones, peuvent être considérés comme la troisième catégorie qui se concentre sur la vidéographie, la livraison de petits colis et le transfert de fournitures médicales.
Chacune de ces catégories d’avions électriques utilise souvent des hélices ou des rotors pour générer de la poussée pour décoller et atterrir. Fondamentalement, les avions eVTOL opèrent dans des zones urbaines à forte population et, par conséquent, le bruit généré par l’avion est essentiel à comprendre et à réduire si l’UAM doit être probable.
Les hélices utilisées par l’avion sont as well as petites que celles des hélicoptères utilisés depuis des années, étant généralement de diamètre beaucoup furthermore petit et tournant à des vitesses as well as élevées. En conséquence, les caractéristiques du bruit sont très différentes des connaissances existantes et des recherches supplémentaires sont donc nécessaires.
Alors que les avions eVTOL et sUAS décollent ou atterrissent depuis un toit ou une piste d’atterrissage, les hélices sont susceptibles de subir un effet de sol, un phénomène aérodynamique qui modifie les performances des hélices.
Ce changement dans l’aérodynamique des hélices dans Floor Outcome modifie les performances acoustiques des hélices et provoque des interactions complexes.
Liam a déclaré : “Jusqu’à présent, aucune littérature n’existait pour le problème du bruit d’hélice isolé dans l’effet de sol.
“Notre recherche a cherché à répondre pour la première fois à ce qui arrive au bruit des hélices lorsqu’elles fonctionnent en effet de sol et quelles sont les principales interactions acoustiques et aérodynamiques les plus importantes à comprendre.
“Pour la première fois, nous avons mesuré de manière exhaustive le bruit des hélices à petite échelle pendant le décollage et l’atterrissage tout en interagissant avec le sol. Il est clair que nous pouvons nous attendre à des avions eVTOL plus bruyants pendant le décollage et l’atterrissage si les interactions complexes avec le sol ne sont pas pris en compte. »
Sur la base de leur nouvelle compréhension du bruit des hélices dans Floor Outcome, ils mènent actuellement des exams supplémentaires sur différentes méthodes pour potentiellement réduire le bruit de l’ensemble du système.
La recherche a été parrainée par Embraer SA et le projet Horizon 2020 SilentProp (numéro d’accord 882842).
