Cielos silenciosos: aumenta investigación sobre reducción de sonido de helicópteros

Con helicópteros siendo vistos y escuchados de forma normal en cualquier paisaje urbano, la reducción del sonido ha sido un área de investigación de estas aeronaves durante décadas. Desde el rotor de cola Fenestron envuelto, que voló por primera vez en un helicóptero Airbus en 1968, hasta los avances más recientes en el diseño de palas, como las innovadoras Blue Edge del nuevo H160, Airbus Helicopters busca continuamente formas de reducir las emisiones acústicas en sus helicópteros.

¿De dónde proviene el sonido?

La principal fuente de sonido de un helicóptero son las palas del rotor. Las cuchillas producen varios tipos de sonido. Algunos se deben al desplazamiento del aire, otros a fuerzas que actúan sobre el aire que fluye alrededor de la pala, mientras que otros a golpes aerodinámicos en la superficie de la pala. El motor, el rotor principal y el rotor de cola también pueden generar sonido, pero esto se nota principalmente en el helipuerto y alrededores, y menos a la distancia.

El grado de sonido de las fuentes individuales depende considerablemente tanto de las condiciones de vuelo como de dónde se encuentra el observador en relación con el helicóptero. Cuando la aeronave vuela a velocidad de crucero, es probable que una persona escuche el rotor principal cuando se acerca el helicóptero. Cuando pasa por encima, predomina el rotor de cola y los motores. En el despegue y la aproximación, estas fuentes individuales de sonido pueden cambiar debido a los diferentes requisitos de potencia y empuje de la máquina.

Durante una aproximación o a velocidades moderadas en vuelo nivelado, el rastro del vórtice puede cruzarse con las trayectorias de las palas posteriores, produciendo un ruido impulsivo que a veces se denomina «golpe de la pala». Dicho esto, la percepción del sonido de una persona es un factor igualmente importante para juzgar qué tan silencioso o no, es un helicóptero. Las personas tienden a sentirse más molestas por los sonidos impulsivos, tonales y de alta frecuencia, pero la duración de la exposición de uno al sonido también importa, y por ello Airbus está abordando la problemática con ajustes en los procedimientos de aterrizaje, por ejemplo.

¿Qué soluciones existen para reducir los niveles de sonido de un helicóptero?

“Hay muchas herramientas diferentes en nuestro conjunto de herramientas que podrían desempeñar un papel en la reducción de las emisiones de sonido de los helicópteros aún más”, dice Julien Caillet, experto en sonido de Airbus Helicopters. “Estos incluyen mejorar el Fenestron, trabajar en los perfiles de las palas, reducir la velocidad del rotor, integrar la hibridación, explorar procedimientos de vuelo con poco ruido e inventar soluciones muy específicas para reducir la huella sonora percibida de un helicóptero en áreas urbanas”.

Gracias a la evolución continua del rotor de cola con cubierta Fenestron, los modelos H130, H135, H145 y H160 son puntos de referencia en toda la industria para niveles de sonido bajos en sus respectivas clases.

«Hay muchas herramientas diferentes en nuestro kit de herramientas que podrían desempeñar un papel en la reducción de las emisiones de sonido de los helicópteros aún más», dijo Julien Caillet, experto en sonido de Airbus Helicopters.

Otro ejemplo son las formas de las aspas. El H160, el más nuevo de la flota, tiene aspas Blue Edge de forma innovadora que están destinadas a reducir la generación de ruido Blade Vortex Interaction (BVI).

Los modelos H135, H145, H175 y H160 incluyen un sistema automático de control de velocidad variable del rotor que automatiza el rotor hacia velocidades de rotación más bajas cuando el helicóptero vuela cerca del suelo. Al mismo tiempo, los departamentos de pruebas de vuelo de Airbus están trabajando en procedimientos de bajo ruido, cuyo objetivo es reducir el sonido propagado a las poblaciones circundantes mediante la modificación de las trayectorias de vuelo. La hibridación, o propulsión híbrida-eléctrica, que combina un motor térmico convencional con un sistema de batería eléctrica, también podría ver una reducción en las emisiones de ruido, particularmente en condiciones de vuelo como operaciones en tierra o en vuelo estacionario.

“Si podemos reducir la velocidad de rotación de la turbina confiando en un motor eléctrico en ciertas fases del vuelo, la huella de ruido general del helicóptero se reduciría”, agregó Caillet.

Si podemos reducir la velocidad de rotación de la turbina confiando en un motor eléctrico en ciertas fases del vuelo, la huella de ruido general del helicóptero se reduciría”, agregó Caillet. «Este proyecto es un paso más hacia la predicción y mapeo del impacto ambiental de nuestros productos con mayor precisión, que, a más largo plazo, podría influir en la tecnología que se está desarrollando para futuras misiones urbanas, como la movilidad aérea urbana.»

Medición de los niveles de sonido percibidos en áreas urbanas

Más recientemente, en junio de 2020, los equipos de innovación y acústica de Airbus Helicopters, con el apoyo de la autoridad de aviación civil francesa DGAC, llevaron a cabo un estudio para medir los niveles de sonido de los helicópteros Airbus según la percepción de los residentes urbanos con el fin de influir positivamente en el diseño de futuros eVTOL.

El objetivo del proyecto era medir cómo los edificios en particular afectan esta percepción. El estudio tuvo lugar en la factoría de Airbus Helicopters en el sur de Francia. El equipo de investigación instaló ocho micrófonos en edificios ubicados estratégicamente alrededor de la planta, que luego utilizaron para recolectar mediciones de sonido de dos vuelos realizados a 150 y 300 metros respectivamente.

“Este proyecto es un paso más para predecir y mapear el impacto ambiental de nuestros productos con mayor precisión, lo que, a más largo plazo, podría influir en la tecnología que se está desarrollando para futuras misiones urbanas, como la movilidad aérea urbana en sí”, dice Caillet.

Actualmente se están haciendo análisis iniciales en asociación con ONERA y Safran Helicopter Engines para testear cómo los edificios pueden filtrar o amplificar el sonido.