Comment les niveaux de bruit des moteurs à réaction sont-ils testés ?

Les capteurs sensibles peuvent mesurer le bruit à une fraction de décibel.

Les tests sont une partie essentielle du développement des moteurs d’avion. Les moteurs à réaction sont soumis à un programme de tests complet juste après leur construction. Les tests fonctionnels d'un moteur terminé se déroulent en trois étapes : tests statiques (pendant que le moteur ne tourne pas), tests de fonctionnement stationnaire et tests en vol. Tous les systèmes du moteur, y compris les systèmes hydrauliques, électriques et de refroidissement, sont vérifiés lors de ces tests.

Les essais de fonctionnement stationnaire sont effectués avec le moteur monté sur un support et fonctionnant aux vitesses de fonctionnement. Ces tests sont généralement effectués dans de grandes souffleries situées à l'intérieur ou à proximité des installations de fabrication de moteurs. Pendant ce temps, le moteur est également testé pour le bruit, un paramètre important pour les performances du moteur.

Les avions (et les moteurs) d'aujourd'hui sont plus silencieux que jamais. L'industrie aéronautique s'efforce d'atteindre des objectifs environnementaux visant à réduire le bruit de plus de 50 % d'ici 2050. Outre ces préoccupations, des moteurs plus silencieux sont également meilleurs pour les passagers en cabine et les résidents qui vivent à proximité des aéroports. Avec des réglementations très strictes concernant le bruit des avions, les constructeurs mesurent avec précision le bruit des moteurs lors des essais.

Plutôt que de suspendre le moteur dans une chambre sphérique, des cellules de test de conception anéchoïque sont utilisées. Une cellule de test anéchoïque arrête les réflexions ou les échos des ondes sonores ou électromagnétiques. Ceux-ci sont également souvent isolés de l’énergie provenant de leur environnement.

Cela signifie que les détecteurs entendent exclusivement des sons directs sans écho. Un moteur à réaction testé dans un tel environnement simule une condition de fonctionnement réelle à l’extérieur, en champ libre. La cellule de test comprend une variété de systèmes de ventilation et de refroidissement puissants.

Des portes acoustiques, fenêtres acoustiques, cales et autres dispositifs compatibles sont installés. La cellule de test comprend également des dynamomètres appropriés et des microphones sensibles autour du moteur pour mesurer le bruit. Ces microphones détectent les changements dans le bruit du moteur jusqu'à des fractions de décibels, de la puissance faible à la puissance maximale. L'acoustique est également minutieusement contrôlée pour extraire des données précises et pertinentes sur les performances du moteur et les vibrations à différentes vitesses.

Les chambres anéchoïques utilisées pour les essais des moteurs à réaction sont de taille et d'échelle considérables pour être suffisamment sophistiquées pour des mesures précises. Les données obtenues à partir des instruments sont analysées par rapport aux limites admissibles en matière de bruit. Les constructeurs maintiennent non seulement la limite maximale de bruit sur les moteurs, mais vont également plus loin pour augmenter les performances du moteur. Moins de bruit se traduit également par une empreinte environnementale plus faible, cette combinaison étant un excellent argument de vente pour les clients.

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Les vents latéraux peuvent souffler dans la direction de déplacement de l'avion, ce qui rend difficile le décollage et l'atterrissage. Les vents latéraux extrêmes peuvent également faire vibrer et endommager les pales du ventilateur. Le site d'essais de moteurs du centre spatial John C. Stennis dans le Mississippi a simulé des vents latéraux sur les moteurs.

Cette simulation de vent traversier mesure la capacité du moteur à résister aux rafales les plus fortes. Selon Rolls-Royce,

"L'admission du moteur est équipée de ce qui ressemble à une balle de golf géante pour garantir que les turbulences de l'air au sol n'affectent pas le bruit du moteur."

Une cellule d’essai de bruit de moteur est capable de bien plus que mesurer des spectres de fréquences bruts et des décibels. Ils peuvent également mesurer les vibrations et les déflexions sur plusieurs axes, simulant ainsi les conditions opérationnelles.

Que pensez-vous des essais de moteurs à réaction ? Dites-nous dans la section des commentaires.

Écrivain - Omar est un passionné d'aviation et titulaire d'un doctorat. en génie aérospatial. Avec de nombreuses années d’expérience technique et de recherche à son actif, Omar vise à se concentrer sur les pratiques aéronautiques basées sur la recherche. Outre son travail, Omar a une passion pour les voyages, la visite de sites aéronautiques et l'observation d'avions. Basé à Vancouver, Canada