Enkla lösningen ger tystare stridsflygplan

2021-09-27 08:00  

Små tänder i motorns avslutande munstycke manipulerar jetstrålens turbulens. Amerikanska forskare har visat att lösningen kan få ett stridsflygplan att låta avsevärt mindre. En svensk expert är imponerad.

Årligen betalar US Department of Veterans Affairs ut mer än 1 miljard dollar i kompensation för försvarsanställdas hörselnedsättning. Det rapporterar University of Cincinnati. USA:s flygvapen vill se över sina bullernivåer, men saken kompliceras av att man samtidigt inte kan acceptera en prestandasänkning. 

För att hitta en lösning har US Naval Research Laboratory samarbetat med University of Cincinnatis College of Engineering and Applied Science. I deras ljudlabb har teamet byggt en F404-motor i skala 1/28, som ska motsvara vad som sitter i ett F-18.   

Manipulationen av motorn är tämligen liten, och sägs ha en minimal påverkan på prestandan. Inuti dysan, motorns avslutande munstycke, har man satt rader av triangelformade fenor, som liknas vid hajtänder. Under hösten ska tekniken testas på verkliga F-18 Super Hornets – och enligt labbtesterna kan den nya dysan ge en sänkning av ljudvolymen med 5 till 8 decibel. 

Läs mer: Här testar Boeing fem autonoma jetflygplan

Mats Åbom är professor i teknisk akustik vid KTH och vice föreståndare för Centrum för hållbar luftfart (CSA). Han är tveksam till att innovationen från University of Cincinnati rörande militära jetplan skulle kunna få ett genomslag på den civila sidan, för där har man redan andra lösningar för att få ner bullernivåerna. 

– Man kan ganska ofta se att utloppet på flygmotorer är lite sågtandat, och det är också till för att minska ljudet. Det ökar virvelbildningen vid utloppet vilket ger en bättre omblandning av själva jetstrålen. Det gör att den breddas och då får man ner hastigheten, vilket är det som främst styr ljudalstringen, säger Mats Åbom till Ny Teknik.

”Inte som på de gamla flygplanen”

I Cincinnatis lösning för stridsflygplan har istället ojämnheter skapats på ytan inne i dysan som ändrar gränsskiktströmningen så att man kan få jetstrålen att expandera snabbare.

Eftersom det är turbulensen i jetstrålar med höga hastigheter som skapar ljudet har en lösning inom civilflyget varit att bygga jetmotorer med en större diameter. De kallas för “high-by-pass engines” och har blivit vanligare under de senaste 20-30 åren. De har samma dragkraft men lägre hastigheter i själva jetstrålen.

– Det är inte som på de gamla flygplanen på 60-talet som jag själv minns som barn. Deras jetmotorer hade små diametrar och såg nästan ut som smala cigarrer jämfört med dagens motorer. Moderna high bypass ratio-motorer är mycket tjockare och det finns två syften. Utöver ett lägre ljud så får man också en lägre bränsleförbrukning, för turbulensen man skapar är ju förlust av energi, säger han.

Läs mer: Tunnan – ett svenskt jetplan i världsklass

Mats Åbom är dock imponerad av den sänkning av ljudnivån som nya lösningen har uppnått.

– Man brukar säga lite grovt att vid en förändring på 1 decibel så kan du höra att det möjligtvis har hänt något. Men om man exempelvis ska ha en rejäl förbättring på en produkt, så att man upplever att ”nu blev det mycket tystare”, då måste sänkningen ligga på omkring 8 decibel. För då är det ungefär en halvering subjektivt. I vanliga fall är det svårt att åstadkomma en så stor förändring – oftast håller utvecklare och ingenjör på och petar på en halv eller 1 decibel för att ta ner det lite, lite grann, och det är på gränsen för vad du kan uppfatta, säger Mats Åbom.

John Edgren

Mer om: Flygplan

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt