Quando você pensa em estar aeroportos e a bordo de um avião, diversos sons vêm à sua mente: motores rugindo, pneus tocando a pista no pouso, o trem de pouso sendo recolhido; cada um deles é considerado um ruído ambiental da aeronave.
É surpreendente como hoje as aeronaves são dramaticamente mais silenciosas do que há 50 anos. Uma série de avanços ajudaram a reduzir o ruído da aeronave, incluindo:
– A introdução de motores turbofan modernos;
– A aposentadoria de aeronaves mais antigas e barulhentas;
– Novos regulamentos de ruído aprimorados;
– Uma gama de novas tecnologias.
Mas, você sabe quais fatores são os maiores responsáveis por tornar a aeronave barulhenta? Pense um pouco em alguns, antes de prosseguir e descobrir de onde surgem os principais ruídos do avião.
Primeiro, o que é acústica?
A equipe de engenharia acústica da Boom Supersonic, que desenvolve um dos projetos de aviões supersônicos da atualidade, esclarecesse a ciência do som e os avanços na redução do ruído das aeronaves.
Acústica é o estudo do comportamento das ondas mecânicas em meios fluidos e sólidos. Quando as ondas se propagam – ou se difundem – através de um gás como o ar e as pessoas ouvem essas ondas, pensamos nisso como “ruído” ou “som”. Quando essas ondas se propagam em sólidos, como um componente de aeronave ou componente de motor, pensamos nisso como “vibração”.
O que é ruído?
O ruído é um som indesejado. A percepção do som determina se ele é considerado desejável ou desagradável. Muitos fatores desempenham um papel na distinção entre som e ruído, incluindo amplitude, duração e tempo, bem como o local em que o vivenciamos e a frequência do som.
Por exemplo, ouvir música em um concerto de alto volume pode ser considerado atraente, mas ouvir a mesma música no meio da noite ao tentar dormir pode ser um incômodo.
Como os engenheiros acústicos estudam o ruído?
Os engenheiros acústicos identificam o que emite ruído, como o ruído viaja no meio, o que o torna mais silencioso ou mais alto e como as pessoas e os animais o experimentam em vários locais.
Eles medem e avaliam o ruído com base em três perspectivas:
1- A fonte: o que faz o barulho. Os engenheiros estudam a física por trás dos mecanismos de geração de ruído;
2- O receptor: quem sente o ruído. Os engenheiros estudam e descrevem como as pessoas reagem ou percebem um ruído e normalmente o relacionam a medidas qualitativas e quantitativas;
3- O caminho: da fonte ao receptor. Os engenheiros ajudam a prever ou testar os possíveis caminhos que o som e a vibração percorrem.
O que é o ruído ambiental da aeronave?
O ruído ambiental da aeronave é o ruído gerado por ela durante o voo, bem como durante a decolagem, pouso e taxiamento na pista. É gerado principalmente por motores, mas também inclui fontes de ruído da fuselagem, como o trem de pouso e os flaps na asa.
O que afeta a forma como sentimos o ruído dos aviões?
Além do tipo de aeronave e suas características de origem, a forma como experimentamos o ruído da aeronave pode variar dependendo de alguns elementos como:
– Condições atmosféricas;
– Proximidade relativa da aeronave ao ouvinte;
– O terreno local entre a aeronave e o ouvinte;
– Se a pessoa está dentro de casa ou ao ar livre;
– Se a aeronave está chegando ou partindo.
Como a indústria estuda o ruído das aeronaves?
Desde 1960, fabricantes, instituições de pesquisa e agências governamentais têm feito grandes investimentos em recursos computacionais e instalações de teste para ajudar a avançar nossa compreensão do ruído de aeronaves.
Há também pesquisas em andamento que começaram há anos para estudar a resposta humana ao ruído de aeronaves. Este aumento na pesquisa não se limita apenas ao ruído subsônico. Também inclui ruído supersônico e medições e previsões de estrondo sônico (boom sônico).
Os aviões são mais silenciosos hoje do que na década de 1970?
As novas aeronaves geram consideravelmente menos ruído do que seus predecessores. Os motores de aeronaves hoje são significativamente mais silenciosos, graças aos avanços dramáticos no projeto de motores de aeronaves.
Exemplos de melhorias no projeto do motor que reduzem o ruído incluem turbofans de alta taxa de by-pass (quantidade de ar que passa entre o motor e sua carenagem), tecnologia de revestimento acústico e o uso de misturadores e divisas.
Mudanças nas operações das aeronaves, incluindo as rotas por onde as aeronaves são encaminhadas, e melhorias nos procedimentos de redução de ruído, também desempenham um papel importante.
Além de seus motores, de que outra forma uma aeronave faz barulho?
As aeronaves também produzem ruído através de suas diversas estruturas, especificamente do trem de pouso e dos dispositivos de alta sustentação (flaps e slats), bem como das cavidades que permanecem abertas durante o pouso e decolagem. Essas categorias de fontes de ruído são as mesmas para aeronaves subsônicas e supersônicas.
No entanto, a fonte de ruído mais notável exclusiva das aeronaves supersônicas é o estrondo sônico (o barulho semelhante a uma explosão que ocorre quando o avião ultrapassava a velocidade de barreira do som), e isso não acontece durante a decolagem e pouso no aeroporto.
Embora não haja aviões comerciais supersônicos em operação hoje, é importante notar que o Concorde só atingia velocidades supersônicas em uma altitude específica sobre o oceano, por conta do estrondo sônico.
O estrondo sônico é regulado?
Atualmente, não existem padrões internacionais para o quão alto um estrondo sônico pode ser sobre a terra ou os oceanos.
Nos Estados Unidos, os regulamentos da Federal Aviation Administration (FAA) não permitem o voo supersônico civil – e o consequente boom sônico – sobre a terra. O voo supersônico civil só é permitido sobre o oceano. A Agência Europeia para a Segurança da Aviação (EASA) tem as mesmas restrições.
Existe um processo de obtenção de permissão para voo supersônico civil sobre terra nos Estados Unidos para fins de teste. Com as aprovações apropriadas, ele é permitido em corredores de voo restritos especiais, como a Base Aérea de Edwards na Califórnia e o Porto Aéreo e Espacial de Mojave.
Quais são os desafios comuns que os engenheiros acústicos enfrentam no projeto de aeronaves?
O desafio mais comum para engenheiros acústicos é entender os requisitos necessários para outras seções da aeronave, como sistemas de controle ambiental (ar-condicionado) e sistemas de propulsão, e como a acústica impacta todas as decisões durante o projeto da aeronave.
Em última análise, os melhores resultados acústicos são obtidos por um bom design e pela incorporação de requisitos logo no início do processo de design. Tentar obter baixo nível de ruído – e reduções significativas no ruído ambiental da aeronave – como uma reflexão tardia normalmente não é tão eficaz quanto tornar o ruído uma prioridade desde o início.
Quanto mais perto você estiver de tratar o ruído na fonte, mais eficaz será a solução.
Informações da Boom Supersonic
