Solucionar el problema del ruido de los aviones eléctricos

Usar preferentemente aviones propulsados por hélices pero accionados por motores eléctricos en vez de los aviones que usan combustibles contaminantes es el mejor camino para lograr una aviación limpia en un futuro no muy lejano. Pero la aviación eléctrica se enfrenta a un dilema aparentemente insalvable: cuanto más eficiente energéticamente es un avión eléctrico, más ruidoso resulta.

Cuantas más palas tenga una hélice, menos ruido emitirá. Pero con menos palas, la propulsión es más eficiente y el avión eléctrico puede volar durante más tiempo. En ese sentido, la eficiencia energética y el silencio tienden a ser mutuamente excluyentes. Esto supone un obstáculo para conseguir aviones eléctricos que sean a la vez eficientes y silenciosos.

El ruido de las hélices de los aviones eléctricos energéticamente eficientes no solo molestaría a los pasajeros, sino a la gente de los lugares sobrevolados por dichos aviones. Sobre esto último, hay que tener en cuenta que los futuros aviones eléctricos tendrán que volar a altitudes relativamente bajas, con lo que el ruido se escuchará más fácilmente que si volasen a mucha altitud.

Ahora, el equipo de Hua-Dong Yao de la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia ha desarrollado un método de optimización del diseño de hélices que abre el camino hacia una aviación eléctrica silenciosa y eficiente.

Estos científicos han logrado aislar y explorar el ruido que se produce en la punta de las palas de una hélice. Se trata de una fuente de ruido conocida pero poco investigada. Al aislar este ruido, los investigadores pudieron entender su papel en relación con otras fuentes de ruido vinculadas a las palas de una hélice. Ajustando diversas características de las hélices, no solo el número de palas, el equipo encontró una forma de optimizar el diseño de la hélice y mitigar mucho la relación mutuamente excluyente entre eficiencia y silencio. El método puede utilizarse ahora en el proceso de diseño de hélices más silenciosas para futuros aviones eléctricos.

Hélices de avión. (Foto: NASA / Christy Hansen)

Las hélices de los aviones modernos suelen tener de dos a cuatro palas, pero Hua-Dong Yao y sus colegas han descubierto que utilizando seis palas diseñadas con su método de optimización se puede crear una hélice que sea a la vez relativamente eficiente y lo bastante silenciosa. La hélice así diseñada consigue una reducción notable en el ruido que emite, en tanto que su eficiencia energética solo se reduce un poquito.

El equipo de Hua-Dong Yao expone los detalles técnicos de su método de diseño en la revista académica Aerospace, bajo el título “Blade-Tip Vortex Noise Mitigation Traded-Off against Aerodynamic Design for Propellers of Future Electric Aircraft”. (Fuente: NCYT de Amazings)