Nowa metoda optymalizacji śmigła samolotu elektrycznego ograniczy hałas

Przechodzenie z zasilania spalinowego na elektryczne w lotnictwie rodzi nowe dylematy – im bardziej energooszczędny jest elektryczny samolot, tym jest głośniejszy. Naukowcy opracowali nową metodę konstrukcji śmigła, by ograniczyć hałas.

Ze względu na wymogi, jakie wiążą się z lotami na dalekich trasach, jak na razie rozwój elektrycznego lotnictwa koncentruje się głównie na samolotach śmigłowych, pokonujących mniejsze odległości. Jest to szansa na rozwój ekologicznego lotnictwa na trasach regionalnych i krajowych.

Jednak im bardziej energooszczędny jest elektryczny samolot, tym jest głośniejszy. Hałas wytwarzany przez łopaty śmigła przeszkadzałby nie tylko pasażerom. Samoloty elektryczne przyszłości będą musiały latać na stosunkowo niskich wysokościach, a ich hałas docierałby do obszarów mieszkalnych i zwierząt leśnych.

Naukowcy z Chalmers University of Technology w Szwecji opracowali metodę optymalizacji konstrukcji śmigła, która toruje drogę do cichego, wydajnego lotnictwa elektrycznego.

„Im więcej łopat ma śmigło, tym niższa jest emisja hałasu, ale przy mniejszej liczbie łopat napęd staje się bardziej wydajny, a elektryczny samolot może latać dłużej. Jest to swego rodzaju przeszkoda dla samolotów elektrycznych, które miałyby być zarówno ciche, jak i wydajne” – wyjaśnia badacz dynamiki płynów oraz technologii morskich na Chalmers University of Technology, prof. Hua-Dong Yao.

Naukowiec i jego współpracownicy wyizolowali i zbadali hałas, który pojawia się na czubku łopat śmigła i w wirach wierzchołkowych. Dzięki temu badacze byli w stanie w pełni zrozumieć jego rolę w stosunku do innych źródeł hałasu generowanych przez łopaty śmigła.

Dostosowując szereg parametrów śmigła, takich jak: kąt nachylenia, długość i liczba łopat, naukowcy ze Szwecji znaleźli sposób na zoptymalizowanie konstrukcji śmigła i wytworzenie kompromisu między wydajnością a hałasem. Ich badania zostały opisane w czasopiśmie "Aerospace" (www.mdpi.com/2226-4310/9/12/825).

„Współczesne śmigła lotnicze mają zwykle od dwóch do czterech łopat, ale odkryliśmy, że stosując sześć łopat zaprojektowanych z wykorzystaniem naszego systemu optymalizacji, można opracować śmigło, które jest zarówno stosunkowo wydajne, jak i ciche. Śmigło zapewnia redukcję hałasu przy niewielkim tylko spadku ciągu w porównaniu ze śmigłem z trzema łopatkami” – skomentował prof. Hua-Dong Yao.