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Cómo se certifican los motores de aviación
por Noel Brown, Director de los Mercados Aerospacial y de Defensa 31 Mar 2010
El sistema de certificación de ruido basado en PULSE ayuda a NPO Saturn a cumplir la estricta normativa sobre ruidos
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Aerospace | Caso particular
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Certificación del ruido de motores de aviación | |
PowerJet, una sociedad formada entre la empresa rusa OAO NPO Saturn y la francesa SNECMA (del grupo SAFRAN) ha diseñado y construido el nuevo motor con turboventilador SaM145 seleccionado por la compañía de aviación civil Sukhoi para su familia de aeronaves Superjet 100. El Superjet 100 de Sukhoi es un avión de línea que recorre distancias medias, diseñado en colaboración con Alenia Aeronáutica (Italia) y con asesoramiento de Boeing (EE.UU.)
Este diseño incluía un compromiso con el medio ambiente. El nuevo motor debía ajustarse a las normas más estrictas sobre ruido y emisiones mediante ecotecnología de vanguardia “para cumplir o superar la normativa actual y futura”.
En aviación, pocas cuestiones despiertan tanto interés y tantas pasiones como el ruido. El ruido se considera el problema medioambiental más importante para muchas personas que viven o trabajan cerca de un aeropuerto. Por lo tanto, los fabricantes de motores como PowerJet están haciendo enormes esfuerzos para reducir su impacto medioambiental y mejorar el confort en cabina.
Los niveles de ruido de cada avión individual están restringidos por los requisitos de certificación de ruido definidos en el Apartado 36 de las Regulaciones Federales de Aviación (FAR) y la Convención de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), Anexo 16. NPO Saturn y Snecma se dirigieron a Brüel & Kjær en busca de ayuda para certificar el ruido de su nuevo motor. Brüel & Kjær respondió con un innovador sistema de certificación adaptado a los requisitos de estas reglamentaciones. El turboventilador del PowerJet SaM146
El PowerJet SaM146 es un motor con turboventilador que se ha diseñado partiendo de cero y que está destinado a montarse en aviones que cubren vuelos regionales. Snecma está a cargo del núcleo del motor, el sistema de control, las transmisiones, la integración general del motor y las pruebas de vuelo. NPO Saturn es responsable de los componentes de la sección de baja presión e instalación del motor en el avión regional Superjet 100 de Sukhoi. También se encarga de las pruebas en tierra, lo que incluye la certificación de ruido.
Snecma y NPO Saturn han construido juntos un nuevo banco de pruebas al aire libre en Poluevo (Rusia, región de Yaroslavl), para llevar a cabo las pruebas de certificación del SaM146 y de otros motores. Esta instalación realiza tres tipos de pruebas: funcionamiento, pruebas operativas para certificación y certificación de ruido del sistema de propulsión. El sistema de certificación de ruido del motor | |
La finalidad de la prueba de ruido del motor consiste en predecir el comportamiento sonoro del avión terminado y en vuelo, de modo que pueda recibir la aprobación de modelo. También se desea introducir datos específicos de ruido del motor, como ruido producido por el chorro o por el ventilador, y también tonos puros, en un software de simulación de ruido.
El sistema de pruebas para certificación de motores estáticos de Brüel & Kjær se encarga de la adquisición y el análisis de datos con fines de pruebas de certificación de motores estáticos. El sistema utiliza principalmente productos COTS (Comerciales de Venta al Público) y proporciona una completa medición del ruido del motor, ofreciendo una completa capacidad de análisis. La adquisición de datos se realiza por medio del hardware de adquisición PULSE de Brüel & Kjær y la adquisición en tiempo real y el posprocesamiento con el software PULSE LabShop de Brüel & Kjær.
El sistema está adaptado a la normativa de la industria y a los procedimientos equivalentes definidos en el Anexo 16 de las normas de certificación de ICAO y de FAR 36 (Referencias 1 y 2).
El sistema utiliza software específico para la aplicación, proporcionando un flujo de trabajo racionalizado que garantiza que todas las operaciones necesarias se realicen con la máxima eficiencia. El parámetro utilizado para evaluar el ruido del avión es el Nivel Efectivo de Ruido Percibido (EPNL), medido en dB EPN. Este parámetro se basa en las molestias percibidas por el oído humano, el contenido tonal del espectro y el tiempo que el ruido del avión se mantiene dentro de los 10 dB del pico de ruido de la posición de la medición.
La corrección de atenuación del sonido por temperatura y humedad cumple los requisitos de ARP 866A. ¿Qué es lo que se mide?
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Los micrófonos de campo lejano y de campo próximo proporcionan mediciones de ruido.
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Las señales tacométricas indican la velocidad del motor.
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Los módulos de adquisición de datos proporcionan adquisición y acondicionamiento de las señales del micrófono y de la velocidad.
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Una estación meteorológica proporciona todos datos necesarios de temperatura, velocidad y dirección del viento, presión barométrica y humedad.
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Un receptor IRIG-B aplica una etiqueta temporal a los datos.
 | | Ampliar imagen | | La familia de control de medición del sistema de certificación |
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¿Cómo se manipulan los datos?
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Las estaciones de trabajo de adquisición y análisis ejecutan el software encargado de las mediciones y el análisis del ruido con fines de certificación.
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Las estaciones de trabajo de validación proporcionan a los usuarios acceso remoto a los datos en vivo, para proporcionar validación independiente de los datos de medición.
Con una configuración de medición tan compleja como esta, es imprescindible que las mediciones sean correctas a la primera. En este caso específico, se proporcionó en múltiples pantallas validación en tiempo real de 77 canales de hasta 25 kHz.
Los informes finales se generan usando plantillas predefinidas.
La familia de control de medición del sistema de certificación La opinión de NPO Saturn| "Brüel & Kjær es una compañía experta en el suministro de hardware, software, soluciones de medición acústica y servicios profesionales de calidad superior." |
Roman V. Lubimov, Subdirector de diseño y Director de Building 7 dice:
“Con la implantación del proyecto SaM146, NPO Saturn tuvo que hacer frente al reto de desarrollar e implantar un complejo programa de medición usando tecnología de vanguardia. Esto incluía un sistema de medición acústica basado en las últimas soluciones de Brüel & Kjær para las pruebas de certificación de ruido. Con Brüel & Kjær, hemos tenido a nuestro lado una empresa experta en el suministro de hardware, software y soluciones de medición acústica superiores, además de los servicios de contratista profesional necesarios para ofrecer este exclusivo sistema de medición acústica, que cumple plenamente los requisitos de certificación del Anexo 16 de ICAO y de FAR 36. La existencia de una oficina de Brüel & Kjær en Rusia también influyó muy positivamente en la calidad y la coordinación de este proyecto.”
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