Myśliwce F-18 będą znacznie cichsze niż dotychczas

Inżynierowie z University of Cincinati opracowali nowy projekt dysz dla myśliwców F-18, które mogą znacząco zmniejszyć hałas generowany przez silniki bez zmniejszania osiągów samych silników. Na razie dysze autorstwa profesora Ephraima Gutmarka i jego studentów z Koledżu Inżynierii i Nauk Stosowanych zostały przetestowane w uniwersyteckim laboratorium akustycznym na silniku w skali 1:28.

Redukcję hałasu uzyskano dzięki wyłożeniu wnętrza dysz trójkątnymi elementami, ułożonymi podobnie do rzędów zębów rekina. W ciągu najbliższych tygodni takie dysze zostaną zamontowane na myśliwcach F-18 Super Hornet i przetestowana przez U.S. Naval Research Laboratory and Naval Air Station Patuxent River (NAVAIR). To proste dodatkowe elementy, które zmieniają właściwości gazów wydobywających się z silnika i w minimalny sposób wpływają na jego zachowanie.

Testy laboratoryjne wykazały, że nowe dysze mogą zmniejszyć generowany hałas o 5–8 decybeli. Tylko pozornie jest to niewiele. Poziom dźwięku nie jest wyrażany bowiem w skali liniowej, a logarytmicznej. Dźwięk głośniejszy o 20 decybeli oznacza hałas 10-krotnie większy. To bardzo znaczące osiągnięcie. Producenci silników cieszą się zwykle ze zmniejszenia hałasu nawet o 0,5 decybela, bo to skala logarytmiczna, mówi profesor Gutmark. Jeśli projekt sprawdzi się w przypadku tego silnika, będzie go można zastosować – po niewielkich modyfikacjach – do każdego silnika, dodaje uczony. A to oznacza np. znacznie mniejszy hałas na lotniskach i w ich okolicach.

Hałas to poważny problem. Utrata słuchu i szumy uszne to najczęstsze przyczyny niepełnosprawności byłych żołnierzy. Jak informuje Departament ds. Weteranów (VA), obecnie z tego typu problemami zmaga się 2,6 miliona byłych amerykańskich żołnierzy, a każdego roku wydaje ponad miliard dolarów na świadczenia związane z utratą słuchu. Personel pracujący na pokładach lotniskowców jest narażony na hałas rzędu 150 decybeli. Ludzie, którzy współpracują z pilotami na pokładach lotniskowców muszą znajdować się blisko startujących myśliwców. Jako, że pokłady są krótkie, myśliwce muszą używać dopalaczy, a to generuje dodatkowy hałas, wyjaśnia Gutmark.

Uczony i jego studenci od dwóch lat współpracują z NAVAIR przy projekcie cichszego silnika. Zajmują się projektowaniem i pracami eksperymentalnymi, a wojskowe laboratorium dokonuje obliczeń i dostarcza wszelkich niezbędnych informacji na temat samolotu. W laboratorium Gutmarka znajduje się specjalna komora bezodbiciowa. To pomieszczenie zaprojektowane tak, by całkowicie pochłaniało fale dźwiękowe. Znajdujące się tam silniki są zdalnie uruchamiane, a czujniki zbierają informacje na temat generowanego dźwięku. Posługujemy się czterema różnymi technikami pomiarowymi, w tym przetwarzaniem sygnałów za pomocą pomiarów akustycznych i optycznych. Wykorzystujemy też lasery. Dzięki różnym technikom pomiarowym wiemy, jakie dane są nam potrzebne, jak je przetwarzać i interpretować. To trudne zadanie, mówi doktorant Aatresh Karnam.

Każdy ze składników dźwięku rozprzestrzenia się w innym kierunku. Mikrofony umieszczone wokół silnika pozwalają nam przechwycić dźwięk ze wszystkich kierunków, wyjaśnia Gutmark.

Naukowcy zauważają, że już obecne silniki odrzutowe są cichsze niż przed 20 laty. Na zmniejszeniu hałasu korzystają zarówno osoby mieszkające w pobliżu lotnisk jak i ich pracownicy.

dysza silnik odrzutowy myśliwiec hałas