Los investigadores de la NASA giran a predicciones de ruido en el sonido y Video

¿Si un diseñador de aeroplanos solo en el bosque calcula cuánto ruido hará de su nuevo avión en vuelo, la predicción hace un sonido? Resulta que, si el ingeniero de diseño tiene acceso a todas las herramientas de software de predicción de ruido de la NASA – entre ellos uno bastante nuevo llamado el marco de auralización de NASA (NAF) – la respuesta es sí. "Con NAF, lo que hemos hecho es desarrollar un conjunto de códigos de computadora que nos permite tener predicciones de ruido en papel y convertirlos en algo podemos escuchar," dijo Stephen Rizzi, investigador senior de aeroacústica en el centro de investigación de Langley de la NASA en Virginia. Videos incluso cortos pueden ser producidos. Estos largo establecieron herramientas de predicción de ruido, en concierto con NAF, ya están ayudando a los ingenieros a mejor trato con un problema de décadas en la aviación.

Desde los albores de la era del jet comercial durante la década de 1960 ha habido un esfuerzo constante para hacer aviones más silenciosos y menos de una molestia pública en términos de ruido – una necesidad que se convierte en aún más desafiante como elevar los aeroplanos cada vez más al cielo.

El trabajo continúa en la NASA hoy en día como ingenieros investigación y prueba de aeronaves y motores de jet que pretenden volar dentro de la próxima década. Estos aviones futuros están diseñados para cortar ruido a casi una octava parte de lo que está permitido hoy en día y limitan el ruido más molesto en línea exterior de un aeropuerto.

Para asegurar que están en vías de alcanzar esa meta, innovadores aeronáuticos de la NASA confían en un número de herramientas basadas en computadora, incluyendo el avión ruido predicción programa (ANOPP), que hace exactamente eso y primero fue desarrollado durante mediados de la década de 1970.

ANOPP, ingenieros calculan cuánto ruido se realizará mediante componentes de aviones tales como aletas, listones, tren de aterrizaje y otras partes que sobresalen en el torbellino de la hélice para provocar turbulencia localizada, sonoras. Sin mencionar los motores de jet.

A continuación, un desarrollo más reciente de ANOPP – una nueva versión llamada ANOPP2 – fue creado para permitir a los ingenieros analizar el ruido producido por aviones que no siguen los diseños convencionales de tubo y ala volados hoy. Por ejemplo, un diseño híbrido ala cuerpo, que, con sus motores montados sobre el fuselaje, se hace para estar más tranquilo.

ANOPP da una serie de números que muestran predicciones en papel – o la diapositiva de PowerPoint – de lo que puede sonar el avión durante sus distintas fases de vuelo desde el punto de vista de una persona en el suelo escuchando desde varios puntos alrededor del aeropuerto.

Hacer algo de ruido

Pero un pedazo de papel o una diapositiva proyectada con un montón de números estériles en él, no realmente canta, literalmente o figurativamente –especialmente para el diseñador que curiosamente estaban en medio de un bosque tratando de hacer un sonido.

Como resultado, para ayudar a traer más atractivo contexto audio a todos estos números de predicción de ruido sin vida y silencio, hace unos tres años el NAF fue desarrollado por la NASA y sus socios como una herramienta complementaria a ANOPP.

Ya que está diseñado para trabajar ahora, NAF entradas todos los cálculos y predicciones de ruidos de aviones de ANOPP y ANOPP2, procesa la información y dentro de minutos salidas de un archivo de audio de formato WAV estándar que se puede jugar en cualquier sistema de sonido compatible.

"La visión es que un ingeniero que trabaja en la aeroacústica de un nuevo avión sería capaz de generar fácilmente una salida de auralización en forma de un archivo calibrado (sonido)", dijo Rizzi.

Sin embargo, no es absolutamente tan sencillo como simplemente presionar un botón.

"No cualquiera puede sentarse frente a una computadora y hacer el análisis que conduce a una auralización. "Que toma una gran cantidad de materia de conocimientos de muchas disciplinas, dijo Rizzi.

Razonamiento del sonido

Hay al menos tres grandes beneficios de tener este archivo de sonido disponible, Rizzi dijo, con el primero que relaciona a la audiencia cómo el sonido ayuda a verificar y validar el proceso de ingeniería para realizar la predicción en primer lugar.

"Si mi método de predicción está produciendo algo que sé que no suena realista – por ejemplo, si estoy tratando de auralize una aeronave que volaba ya hoy para utilizar como referencia y el archivo suena nada como lo real, entonces que me dice que algo es incorrecto o que falta en el proceso," dijo Rizzi.

Un segundo beneficio es que los archivos de sonido pueden utilizarse para evaluar cómo las personas responden a lo que oyen venir desde distintas configuraciones de avión, que a su vez puede ser alimentado en el proceso de diseño para un avión de ruido menos de una molestia.

Rizzi llama a esta "percepción de diseño."

"Lo que estamos tratando de hacer es no sólo reducir el nivel de decibelios para cumplir con las regulaciones de ruido futuro, pero también queremos que el sonido resultante no sea desagradable para el público", dijo Rizzi.

Por ejemplo, dos sonidos diferentes pueden escucharse en el mismo nivel de decibeles percibido, pero si uno de esos sonidos es una persona tranquila rascarse las uñas en una pizarra, entonces no importa cuán tranquilo o ruidoso el sonido es si es molesto.

Lo mismo ocurre para los aeroplanos y especialmente turboventilador motores de jet. Dos motores diferentes pueden generar el mismo volumen en términos de decibelios, pero pueden sonar diferente debido al modo en que están diseñados, lo que uno más molesto que el otro,

Una tercera gran ventaja es utilizar los archivos de sonido como una herramienta de comunicación o relaciones públicas destinada a cualquiera que tiene un interés personal en cuánto ruido un avión hace cerca o en un aeropuerto. Podrían incluir funcionarios de aeropuerto o línea aérea, los reguladores federales, estado y los legisladores locales y el público en general que viven cerca de un aeropuerto.

"Con esta herramienta nosotros podemos compartir estos archivos de sonido con una comunidad para que pueden escuchar de primera mano lo que un nuevo jet motor o avión diseño podría parece," dijo Rizzi.

¿"Podemos decir a personas que hemos hecho una reducción de 42 decibeles en los niveles de ruido, pero lo que le gusta de ese sonido? ¿Cómo se compara eso con los niveles actuales? Ahora podemos demostrar con sonido realista."

De hecho, NAF fue utilizado para demostrar que varias ideas de reducción de ruido evaluados por de la NASA recientemente completado, seis años de duración ambientalmente responsables aviación (ERA) proyecto entregaría de hecho la promesa de ruido de corte casi la octava parte de los estándares de hoy.

Y ahora hay video también.

Ver para creer

Un paso ha tomar NAF, investigadores de la NASA se asociaron con una empresa llamada AMA Studios para combinar el archivo de sonido de predicción de ruido con calidad de simulador de vuelo CGI que representan las configuraciones de aviones reales analizados.

El resultado es una representación realista, permitiendo a diseñadores escuchar y ver su trabajo en acción.

"Como los archivos de sonido solamente, la presentación audiovisual combinada también puede utilizarse como una herramienta para mostrar al público las dramáticas reducciones en los niveles de ruido percibido alcanzadas por estos nuevos diseños de avión", dijo Rizzi.

Una serie de videos que ilustran los resultados prometedores de la época de reducción de ruido fueron los primeros producidos en esta colaboración y se estrenaron en mayo durante una conferencia internacional aero acústica en Francia.

"Los vídeos fueron bien recibidos por los asistentes a la Conferencia, con muchos teniendo en cuenta lo útil que iba a ser capaz de comparar los sonidos de los dos aviones diferentes, se muestra," dijo Rizzi.

Para esta primera serie de videos, se mostraron dos aviones diferentes desde la perspectiva de alguien que está parado cerca de una pista a un lado mientras el avión está apagado, así como cerca del final de la pista directamente en la ruta de aproximación final de los aviones.

El primer avión representa un típico avión de ala y tubo como vuelan hoy en día, con dos motores colgados debajo de las alas – esencialmente una configuración similar a un cuerpo ancho Boeing 777.

El segundo avión deportivo un cuerpo híbrido mezclado del ala con motores twin montados en la parte superior del avión cerca de la cola, muy similar a la subescala de Boeing demostrador de tecnología X-48 que ha volado desde hace varios años.

El cuerpo híbrido del ala es uno de varios conceptos de diseño prometedor para salir ERA para una aeronave que cumple con los futuros de combustible, emisiones y objetivos de reducción de ruido. Una versión a gran escala del diseño es un candidato principal para la nueva serie de la NASA de aviones X ser volado como parte de la iniciativa de la Agencia década nuevos horizontes de la aviación.

"Si vea los videos y comparar el sonido de los dos aviones, tanto en el nivel general de decibelios y el factor de molestia, no es ningún debate que el cuerpo del ala híbrido representa una enorme reducción de ruido percibido", dijo Rizzi.

Jim Banke
NASA Aeronautics Research Mission Directorate

Last Updated: June 13, 2016

Editor: Lillian Gipson

Traducción: El Quelonio Volador