Brytyjscy naukowcy odkryli, że wentylator eVTOL jest głośniejszy niż oczekiwano

Zespół naukowców z Uniwersytetu w Bristolu w Wielkiej Brytanii zbadał hałas śmigła w pobliżu ziemi i znalazł wyraźny dźwięk falowania nad lądowiskami, dachami i innymi obiektami. Ich praca sugeruje, że dojazdy samolotem na obszarach miejskich mogą nie być tak „ciche”, jak się reklamuje.

Zespół badawczy Aeroakustyki w Bristolu opublikował wyniki swoich badań w bieżącym numerze magazynu Dziennik dźwięku i wibracji. Zespół odkrył, że śmigła w oddziaływaniu na ziemię (gdzie przepływ powietrza wokół płata zmienia się, gdy znajduje się blisko powierzchni) wykazują znaczny wzrost poziomu hałasu szerokopasmowego. Co najbardziej znaczące dla eVTOL, odkryli „znaczące odbicie akustyczne” śmigła w efekcie przyziemnym.

W przypadku miejskich pejzaży miejskich, o których zwolennicy UAM od dawna twierdzili, że będą ich naturalnym środowiskiem, wskazuje to na potencjalny hałas powyżej poziomów, które według twórców eVTOL byłyby niższe niż konwencjonalny hałas helikoptera. Badanie Bristol znacząco przetestowało dźwięk w National Wind Tunnel Facility w Wielkiej Brytanii.

Prawie wszystkie demonstracje hałasu eVTOL w mediach przeprowadzono do tej pory w otwartych środowiskach, na które ma wpływ wiatr. Dobrym przykładem jest film Joby Aviation z 2021 roku, w którym założyciel firmy JoeBen Bevirt opowiada o swoim marzeniu o „zbudowaniu samolotu, którym będę mógł wylecieć z prerii pośród sekwoi, w której się urodziłem”.

Ponieważ Bevirt robi pozę na otwartej rampie lotniska z widokiem na kilka drzew, trudno dokładnie powiedzieć, jak daleko jest od Joby eVTOL lub czy ma na sobie mikrofon. Godna uwagi jest również tłumiąca dźwięk mgła. Powietrze jest zimne, o czym świadczy oddech Beverta, kolejny atmosferyczny tłumik dźwięku. Z pewnością nie jest to łąka sekwoi, do której nawiązuje, ani nic przypominającego pejzaż miejski.

Naukowcy z Bristolu zidentyfikowali dodatkowe piki tonalne (wysokie) dla śmigła działającego z efektem przyziemnym. Tam, gdzie jest woda, jak w wielu portach miejskich, będzie zachodzić interakcja hydrodynamiczna wpływająca na dźwięk.

Główny autor Liam Hanson zauważa, że ​​aby operacje UAM na obszarach miejskich stały się praktyczne, inżynierowie będą musieli zająć się problemem zanieczyszczenia hałasem z ich śmigieł. To samo dotyczy komercyjnych operacji dronów na małą skalę (dostawa, mapowanie, obserwacja i drony bezpieczeństwa).

Autorzy podnieśli oczywisty aspekt natury i wysokości dźwięku generowanego przez takie pojazdy, zauważając, że śmigła używane przez eVTOL i drony są mniejsze niż wirniki helikopterów i zazwyczaj obracają się z większą prędkością. Ich charakterystyki akustyczne odbiegają od tego, co jest znane w aktualnej bazie wiedzy akustycznej, co wskazuje na potrzebę dalszych badań.

„Po raz pierwszy kompleksowo zmierzyliśmy hałas małych śmigieł podczas startu i lądowania podczas interakcji z ziemią” – powiedział Hanson. „Oczywiście możemy spodziewać się, że samoloty eVTOL będą bardzo hałaśliwe podczas startu i lądowania, jeśli nie weźmiemy pod uwagę złożonych interakcji z ziemią”.

Testy przeprowadzone w National Aeroacoustic Wind Tunnel Facility, jak twierdzi zespół z Bristolu, mogą dostarczyć informacji o strategiach zmniejszania hałasu samolotów podczas startu lub lądowania – albo poprzez zmianę projektu lądowisk i lotnisk, przez które operują, albo, co najbardziej oczywiste, poprzez zmianę projektowanie samolotów Proponowane architektury samolotów.

Chociaż są to rozsądne sugestie, wdrożenie ich będzie wymagało czasu i pieniędzy, zasobów, których prawdopodobnie zacznie brakować twórcom eVTOL.

Badania z pewnością powinny być interesujące dla osób poruszających się i wstrząsających w komercyjnej przestrzeni UAM, ale także dla wojska. W kwietniu czterech pilotów USAF zdalnie latało Joby S4 eVTOL w zakładzie produkcyjnym firmy w Marina w Kalifornii.

Loty były wczesnymi przygotowaniami do dostarczenia samolotu Joby do bazy sił powietrznych Edwards w Kalifornii. Siły Powietrzne, poprzez swoje innowacyjne ramię AFWERX, oceniają samoloty eVTOL w ramach programu Agility Prime, którego celem jest przyspieszenie komercyjnego rynku zaawansowanych pojazdów transportu lotniczego.

AFWERX początek Odnosząc się do pierwszego zdalnego lotu pilotów Sił Powietrznych USA, podkreślili również, że agencja ds. innowacji niedawno zawarła trzecie przedłużenie umowy z Joby, która rozpoczęła się w 2020 r. W komunikacie wyraźnie zauważono, że „ [contract] Rozszerzenie daje Joby możliwość zaoferowania siłom powietrznym i innym partnerom rządowym nawet dziewięciu niskotonowych, bezemisyjnych samolotów. „

Siły Powietrzne, NASA i inni zaczną się uczyć, jak niski jest poziom dźwięku samolotu Joby w różnych środowiskach operacyjnych, kiedy pierwsze dwa samoloty Joby zostaną dostarczone do Edwards na początku 2024 roku.

Zapytanie skierowane do AFWERX i AFRL dotyczące ich wiedzy i reakcji na Bristol Aeroacoustic Study nie otrzymało odpowiedzi w momencie publikacji. Jeśli Siły Powietrzne przedstawią przemyślenia na ten temat, ten artykuł zostanie zaktualizowany.

Tymczasem naukowcy z University of Bristol przeprowadzają teraz dodatkowe testy potencjalnych metod redukcji hałasu dla całych systemów eVTOL (samoloty/platformy lądujące/powierzchnie/porty). Ich odkrycia będą przedmiotem ciągłego zainteresowania i są kolejnym przypomnieniem, że twierdzenia technologiczne i rzeczywiste wyniki rutynowo się różnią.

Jeśli małe, UAM i UAS o dużej gęstości staną się wszechobecne – w przeciwieństwie do tego, że nie będą stanowić problemu, jak są przedstawiane – trzeba będzie zająć się hałasem.

Chodź za mną Świergot.