Új Technológia a Repülésben: A NASA Chevron Fúvókái és Zajcsökkentési Kutatásai

Phoenix, Arizona – 2001. március 27.
Bill Rieke, a NASA pilótája, hajnal előtt emelkedett fel a levegőbe Phoenix közelében. Ő a kék-fehér Learjet 25-ösét vezette. A repülés egyik célja az volt, hogy kipróbálják az új zajcsökkentő eszközt: a fogazott, azaz chevron fúvókát. Ez a fúvóka a hajtómű egy részére szerelt, és kevesebb zajt hoz a modern légijárművek esetében.

Történelmi Háttér

A NASA Clevelandben működő kutatóközpontja évtizedek óta foglalkozik a hajtóművek zajával. Az 1950-es években, mikor először jelentek meg a jet repülők, a kutatás elkezdődött. A 60-as években az új turbóventilátorok csökkentették a zajt, ám a forgalom növekedésével a probléma is erősödött. A 70-es évekből származó zajcsökkentési előírások indították el a hosszú távú kutatást.

Korábbi vizsgálatok mutatták, hogy a katonai repülők hajtóművének végén elhelyezett, téglalap alakú mélyedések csökkentették a hőáramlás nyomait és segítettek a zaj mérséklésében. Az 1990-es években Dennis Huff és csapata felfedezte, hogy a chevron formájú fúvókák még hatékonyabban mérik a zajt.

A Chevron Fúvókák Fejlesztése

A NASA General Electric-vel és a Pratt & Whitney-vel dolgozott együtt. Különféle tabu- és chevron típusú fúvóka terveket dolgoztak ki. A Glenn Aero-Acoustic Propulsion Laboratory laboratóriumban vizsgálták a terveket. A 1997 tavaszán végzett tesztek azt mutatták, hogy a chevron fúvókák segítenek a zaj szintjének csökkentésében.

1998-ban NASA finanszírozásával megvizsgáltak 14 ígéretes fúvóka tervet. A chevron fúvóka mindössze 0.25%-os teljesítménycsökkenést hozott, ami nagy előrelépést jelentett a jet zajcsökkentési terén.

Vitorlázás és Kiértékelés

2000 szeptemberében a Glenn kutatócsoport a repülési tesztek tervezésébe kezdett. 2001 áprilisának hajnalán a kutatók, köztük Huff, megkérték Rieke-t, hogy repüljön a chevron fúvókákkal. A felkészülésre nyolc hét állt rendelkezésre.

A tesztelés a Phoenix melletti Estrella Sailportban zajlott március 26 és 28 között. A repülőgép hajtóművét módosították, hogy váltani tudjon a hat és a tizenkét chevronos beállítás között. Egy fedélzeti mérnök figyelte a hőmérsékletet a hajtóműnél. Az első repüléseknél a Learjet 500 lábon és 230 mph sebességgel repült három mikrofonvonal felett. Az adatok kimutatták, hogy a zaj nem csökkent a megközelítés során, de jelentősen elhagyta azt, miután a mérőeszközök mögött haladt.

Eredmények és Jövőbeli Alkalmazások

A Learjet repüléseit egy Honeywell turbóventilátorral működő Falcon 20 követte. Ez a repülés megerősítette az AAPL korábbi mérései által mutatott zajcsökkenést. A tesztek sikeresek voltak, sőt kevesebb mint egy évvel később az FAA megkezdte a GE CF34-8 motor tanúsítását. Ez volt az első kereskedelmi motor, amely chevron technológiával működött.

A chevron fúvókák körülbelül 3 decibellel csökkentik a zajt. Ez úgy érezhető, mintha két fűnyírót helyett csak egyet működtetnénk. A fúvókák könnyen illeszkednek a hajtóművek kialakításába, miközben a tolóerő csak csekély mértékben változik. Ez egy jelentős lépést hozott a zajcsökkentési technológiában. 2002-ben a NASA elismerte a Glenn, Langley és Honeywell csapatainak munkáját. Ma a Boeing 737 MAX és a 787 Dreamliner is ilyen fúvókat használnak, hogy csökkentsék a környező területek zaját.