Koaxiális propfan szélessávú zaj elkülönítési módszerének továbbfejlesztése
Soós Bálint MSc II. évf.
e-mail: soosba94@gmail.com
Konzulensek: Dr. Horváth Csaba, Áramlástan Tanszék
e-mail: horvath @ara.bme.hu
Tokaji Kristóf, Áramlástan Tanszék
e-mail: tokaji@ara.bme.hu
A koaxiális propfan (a továbbiakban propfan) hatékonysága és csökkentett CO2 emissziója megfelel napjaink környezetvédelmi irányelveinek, szemben a széleskörűen alkalmazott, magas üzemanyag-igényű turbóventilátoros hajtóművekkel. A propfan jelentős hatásfoka lehetővé teszi az elektromosan hajtott repülőgépek elterjedését, valamint az egyre népszerűbb drónok hatótávolságának növelését, azonban a hajtómű alkalmazása előtt fejlesztéseken kell átesnie, ezek egyike a magas zajszint csökkentése.
A propfan zajforrásai akusztikai szempontból felbonthatók tonális illetve szélessávú komponensekre. A tonális összetevők amplitúdó spektruma szűk frekvenciasávú, a szélessávú összetevők – az elnevezésükből is adódóan – széles frekvenciasávval jellemezhetők. A propfan zajkeltő mechanizmusainak megértéséhez és bizonyos vizsgálati módszerekhez (zajtérkép analízis, POD analízis) fontos a két zajtípus szétválasztása, az elkülönített jelek további elemzése.
D. Sree és D.B. Stephens megalkottak egy módszert [1], mely alkalmas egy mért propfan hangnyomásjeléből eltüntetni a hajtómű fordulatszámához köthető tonális komponenseket. Az eljárást kiegészítve, és így a fordulatszámtól független tonális alkotókat is eltávolítva, előállítható a propfan szélessávú összetevőivel egyenértékű szélessávú jel [2]. Az eredeti hangnyomásjelből és az egyenértékű szélessávú jelből a megfelelő eljárásokkal létrehozható egy tonális összetevőket tartalmazó adatállomány, ennek eredményeképp egymástól függetlenül vizsgálható a szélessávú, valamint a tonális állomány. A kiegészített módszer hátránya a magas adatvesztés; az egyenértékű időjel harmad olyan hosszú, mint az eredeti szélessávú jel, ami befolyásolja az eredmények bizonytalanságát, így ahhoz, hogy pontosabb eredményt kapjunk, drasztikusan meg kell emelnünk a mérési időintervallumot. A probléma orvoslásához jelen dolgozatban egy, a spektrumanalízis során már bevált módszert alkalmazok, mellyel számottevően csökkenthető az adatvesztés. A továbbfejlesztett eljárás hatékonyságát spektrum analízissel és zajtérkép elemzéssel vizsgálom szimulált zajforrások hangnyomásjelén, valamint a NASA Glenn Research Center szélcsatornájában mért propfan hangnyomásjelén.
Irodalom:
1. Sree, D.; Stephens, D.B. Improved Separation of Tone and Broadband Noise Components from Open Rotor Acoustic Data. Aerospace (2016), 3, 29.
2. Tokaji, K.; Soós, B.; Horváth, Cs. Extracting the broadband noise sources of counter-rotating open rotors. AIAA 2019-2572 (2019)
szerző
-
Soós Bálint
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Horváth Csaba
adjunktus, Áramlástan Tanszék -
Tokaji Kristóf
doktorandusz, Áramlástan Tanszék
