Cánh quạt tiên tiến mở đường cho hàng không điện yên tĩnh, hiệu quả

Cánh quạt tiên tiến mở đường cho hàng không điện yên tĩnh, hiệu quả

    Cánh quạt tiên tiến mở đường cho hàng không điện yên tĩnh, hiệu quả
    bởi Đại học Công nghệ Chalmers

    Propeller advance paves way for quiet, efficient electric aviation
    Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển, đã phát triển một phương pháp tối ưu hóa thiết kế cánh quạt, mở đường cho ngành hàng không chạy điện yên tĩnh và hiệu quả. Ảnh: Christina Sicoli trên Bapt


    Điện khí hóa được coi là có một vai trò quan trọng trong ngành hàng không không có hóa thạch của ngày mai. Tuy nhiên, ngành hàng không điện đang phải đối mặt với tình thế tiến thoái lưỡng nan: máy bay điện càng tiết kiệm năng lượng thì càng ồn. Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển, đã phát triển một phương pháp tối ưu hóa thiết kế cánh quạt, mở đường cho ngành hàng không chạy điện yên tĩnh và hiệu quả.

    Trong những năm gần đây, điện khí hóa đã được mô tả là có vai trò quan trọng trong việc giảm lượng khí thải từ ngành hàng không trong tương lai. Do những thách thức do tầm bay xa hơn gây ra, mối quan tâm chủ yếu tập trung vào máy bay cánh quạt chạy điện có quãng đường ngắn hơn. Cánh quạt kết nối với động cơ điện được coi là hệ thống đẩy hiệu quả nhất cho các chuyến bay nội địa và khu vực.

    Nhưng trong khi máy bay chạy bằng điện, thì cánh quạt lại gây ra một loại khí thải khác—tiếng ồn. Tiếng ồn từ cánh quạt sẽ không chỉ làm phiền hành khách đi máy bay. Máy bay điện trong tương lai sẽ cần bay ở độ cao tương đối thấp, với tiếng ồn ảnh hưởng đến các khu dân cư và đời sống động vật.

    Chiến đấu với một tình thế tiến thoái lưỡng nan đánh đổi
    Đây là nơi cộng đồng nghiên cứu phải đối mặt với một vấn đề nan giải. Tham vọng phát triển máy bay điện vừa yên tĩnh vừa tiết kiệm năng lượng phần nào bị cản trở bởi bài toán đánh đổi.

    "Chúng ta có thể thấy rằng cánh quạt có càng nhiều cánh thì tiếng ồn phát ra càng thấp. Nhưng với ít cánh quạt hơn, lực đẩy trở nên hiệu quả hơn và máy bay điện có thể bay lâu hơn. Theo nghĩa đó, có sự đánh đổi giữa hiệu quả năng lượng và Hua-Dong Yao, phó giáo sư và nhà nghiên cứu về động lực học chất lỏng và công nghệ hàng hải tại Đại học Công nghệ Chalmers giải thích.


    Hua-Dong Yao, Phó giáo sư và nhà nghiên cứu về động lực học chất lỏng và công nghệ hàng hải, Khoa Cơ khí và Khoa học Hàng hải, Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển. Tín dụng: Đại học Công nghệ Chalmers, Henrik Sandsjö
    Một thiết kế tối ưu hóa cho cánh quạt yên tĩnh và hiệu quả
    Nhưng bây giờ, Hua-Dong Yao và các đồng nghiệp nghiên cứu của ông có thể tiến một bước gần hơn đến một giải pháp. Họ đã thành công trong việc cô lập và khám phá tiếng ồn phát ra ở đầu cánh chân vịt, hay còn gọi là "đầu xoáy", một nguồn tiếng ồn đã biết nhưng ít được khám phá hơn. Khi cô lập tiếng ồn này, các nhà nghiên cứu đã có thể hiểu đầy đủ vai trò của nó liên quan đến các nguồn tiếng ồn khác do cánh quạt tạo ra. Bằng cách điều chỉnh một loạt các thông số cánh quạt, chẳng hạn như góc nghiêng, chiều dài dây cung và số lượng cánh quạt, nhóm đã tìm ra cách tối ưu hóa thiết kế cánh quạt và cân bằng hiệu ứng cân bằng giữa hiệu quả và tiếng ồn.

    Phương pháp này, được mô tả trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Hàng không vũ trụ, hiện có thể được sử dụng trong quá trình thiết kế cánh quạt êm hơn cho máy bay điện trong tương lai.

    "Các cánh quạt máy bay hiện đại thường có từ hai đến bốn cánh, nhưng chúng tôi nhận thấy rằng bằng cách sử dụng sáu cánh được thiết kế bằng khung tối ưu hóa của chúng tôi, bạn có thể phát triển một cánh quạt tương đối hiệu quả và yên tĩnh. Cánh quạt đạt được mức giảm tiếng ồn lên đến 5- 8 dBA chỉ với mức giảm lực đẩy 3,5 phần trăm, so với cánh quạt có ba cánh. Điều đó có thể so sánh với khả năng giảm tiếng ồn của một người chuyển từ giọng nói chuyện bình thường sang âm thanh mà bạn cảm nhận được trong phòng yên tĩnh," Hua-Dong nói Diêu.

    Đề-xi-ben trọng số A (dBA hoặc dB(A)) là biểu thức thể hiện độ lớn tương đối của âm thanh mà tai người cảm nhận được. Trọng số A mang lại nhiều giá trị hơn cho các tần số ở dải trung bình mà con người nghe được và ít giá trị hơn cho các tần số ở rìa so với phép đo decibel âm thanh phẳng. Trọng số A là tiêu chuẩn để xác định tổn thương thính giác và ô nhiễm tiếng ồn.

    Zalo
    Hotline