The research of acoustic emission of a low-power aircraft engine

• Autorzy: Gęca M. , Pietrykowski K. , Rosiński K.

Warianty tytułu

PL

Badanie emisji akustycznej lotniczego silnika małej mocy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the methodology and investigation of the sound power level produced by a radial piston aircraft engine operating at varied speeds. The research model aircraft engine of a maximum power of 5.5 kW with a two-bladed airscrew was placed on a test bend. Its sound power level was calculated from the sound pressure level measured at 9 measurement points distributed on a hemispherical surface in a confined space in line with PN-EN 3744. Mean sound power generated by the ASP FS400AR engine is 96 dB at idle (2,880 rpm) and 105 dB at a cruising speed (4,740 rpm). Accordingly, it can be concluded that a sound level meter registered a higher sound power level at the points in front of the model aircraft engine than at the points behind it, whereas the lowest sound power level was registered directly above the engine.

PL

W artykule przedstawiono metodologię oraz badania emisji akustycznej tłokowego lotniczego silnika w układzie gwiazda przy określonych prędkościach obrotowych silnika. Na badanym modelarskim silniku gwiazdowym o maksymalnej mocy 5,5 kW umieszczono śmigło dwułopatowe. Silnik umieszczono na stanowisku badawczym. Przeanalizowano budowę napędów lotniczych ze szczególnym uwzględnieniem modelarskich silników tłokowych, przyrządy do pomiaru poziomu dźwięku, normy i przepisy dotyczące emisji akustycznej z silników lotniczych oraz jak hałas lotniczy wpływa na zdrowie człowieka. W pracy również przedstawiono metody pomiarów akustycznych oraz elementy stanowiska badawczego. Wyznaczono poziom mocy akustycznej źródła w oparciu o pomiary poziomu ciśnienia akustycznego w 9 punktach pomiarowych na półkulistej powierzchni pomiarowej w przestrzeni zamkniętej zgodnie z normą PN-EN 3744. Przed zasadniczymi pomiarami zmierzono poziom ciśnienia akustycznego tła. Średnia moc akustyczna wytwarzana przez silnik ASP FS400AR na biegu jałowym (2880 obr/min) wynosi 96 dB a przy prędkości przelotowej (4740 obr/min) 105 dB. Na podstawie wyników stwierdzono, że miernik ustawiony w punktach znajdujących się przed silnikiem, zarejestrował wyższy poziom mocy akustycznej niż punkty znajdujące się za modelarskim silnikiem tłokowym, natomiast najmniejsza moc akustyczna wyznaczona w czasie pomiarów znajduje się bezpośrednio nad silnikiem.

Słowa kluczowe

EN

model aircraft engine; aerospace propulsion systems; sound power; noise

PL

silnik modelarski; napędy lotnicze; moc akustyczna; hałas

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Transactions on Aerospace Research
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 3 (252)
• Strony: 19--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Gęca M.

• Department of Thermodynamics, Fluid Mechanics and Aviation Propulsion Systems, Faculty of Mechanical Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

autor

Pietrykowski K.

• Department of Thermodynamics, Fluid Mechanics and Aviation Propulsion Systems, Faculty of Mechanical Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

autor

Rosiński K.

• Department of Thermodynamics, Fluid Mechanics and Aviation Propulsion Systems, Faculty of Mechanical Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Mazur, E., 2000: Hazards to the natural environment and economic and legal aspects of its protection (Zagrożenia środowiska przyrodniczego a ekonomiczno-prawne aspekty jego ochrony). Uniwersytet Szczeciński, Szczecin.
• [2] Kijewski, T., 2002: „Aircraft and environment - noise and exhaust emissions" („Samolot a środowisko hałas i emisja spalin"), Ph.D. thesis, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska.
• [3] Szczeciński, S., 2009: Aircraft power units (Lotnicze zespoły napędowe), WAT, Warszawa.
• [4] Cieślak, M., Rojek, M., 2013: „Owls' silent flight inspires aerodynamic aircraft noise reduction" („Cichy lot sów inspiracją do redukcji aerodynamicznego hałasu lotniczego"), Prace Instytutu Lotnictwa, 229,55-110.
• [5] Muller, G., Moser, M., 2013: Handbook of Engineering Acoustics, Springer.
• [6] Colon, G., 2008: „The analysis of the possibilities of helicopter noise decrease on the example of PZL W3 FALCON helicopter" ("Analiza możliwość zmniejszenia hałasu śmigłowca na przykładzie PZL W3 Sokół"), Prace Instytutu Lotnictwa, 194-195, pp. 251-255.
• [7] Szmidt, M., 2013: "Analitycal vibration plate model with acoustic excitation" ("Model drganiowy laminowanej płyty poddanej wymuszeniu akustycznemu"), Prace Instytutu Lotnictwa, 229, pp. 3-25.
• [8] Šubic, J., Čudina, M., Trenc, E, Želežič, E., 1997: "Influence of Cylinder Cooling on Engine Noise Emission". Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering, 43.
• [9] White, R. G. and Walker, J. G., 1986: Noise and vibration. Ellis Horwood Limited, New York.
• [10] Kalina, P., 2011: "External noise measurement of propeller airplanes by FAR 36 Appendix G and annex 16 Chapter 10 of ICAO Convention" („Pomiar hałasu zewnętrznego samolotów śmigłowych wg przepisów FAR 36 Appendix G oraz Rozdziału 10 Załącznika 16 Konwencji ICAO"), Prace Instytutu Lotnictwa, 221, pp. 109-114.
• [11] www.ulc.gov.pl, access: 05.2018.
• [12] Cieślak, S., Krzymień, W., 2018: "Drivetrain noise of the Gyroplane I-28" („Hałas układu napędowego wiatrakowca 1-28"), Prace Instytutu Lotnictwa, 1(250), pp. 7-15.
• [13] Dzierżanowski, R., 1981: Reciprocating engines series aviation propulsion systems (Silniki Tłokowe serii Napędy lotnicze), WKŁ, Warszawa.
• [14] http://www.modelaircraft.org, access: 05.2018.
• [15] Academy of Model Aeronautics, Competition regulations 2011-2012 rules governing model aviation competition in the united states radio control aerobatics. (2011, 01) from http://www.modelaircraft.org/files/2011-2012RCAerobatics2.pdf, access: 05.2018.
• [16] Carter, N., 2016 "Noise Reduction Chart- Felbridge Flyers RMFC from http://www.flyingsites.co.uk/liowto/noisechart.htm.
• [17] Pearlman, R. C, Miller M. Jr., 1985: "Noise Exposure Levels from Model Airplane Engines", J Aud Res., 25, pp. 27-30.
• [18] Bess, F. H., Powell, R. L., 1972: "Hearing hazard from model airplanes", Clincal Pediatrics, 11, pp. 621-624.
• [19] Werner, J., Wajand, J., 1983: Low-mid power internal combustion engines (Silniki spalinowe małej średniej mocy), WNT, Warszawa.
• [20] Dobrowolski, M., Budniak, Z., 2014: „Modeling radial engine" („Modelowanie silnika gwiazdowego"), Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe, 6, pp. 100-103.
• [21] „ASP FS400AR engine specification" from www.nastik.pl, access: 18.05.2018
• [22] "CEM AT-6 tachmometer specification" from www.multiproject.pl, access: 18.05.2018
• [23] "SVAN 971 Sound Level Meter Specification" from www.svantek.com, access: 18.05.2018

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).