Túnel de viento con una sección cerrada para mediciones aeroacústicas con un revestimiento anecoico.

Túnel de viento con una sección cerrada para mediciones aeroacústicas con un revestimiento anecoico con la siguiente estructura: a) una primera cavidad (11) de espesor D{sub,1} en el rango 20

Túnel de viento con una sección cerrada para mediciones aeroacústicas con un revestimiento anecoico.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un túnel de viento con una sección cerrada dotada de un revestimiento anecoico para realizar mediciones aeroacústicas y más particularmente a un túnel de viento para realizar ensayos aerodinámicos y acústicos de modelos a escala de aeronaves.

Antecedentes de la invención

Los túneles de viento se usan para realizar ensayos aerodinámicos y aeroacústicos de modelos a escala de distintos tipos de vehículos y particularmente de aeronaves. Tradicionalmente, los ensayos aerodinámicos utilizan una configuración de sección cerrada porque es una técnica madura donde el flujo de aire que incide sobre la maqueta no se ve muy influido por las paredes y porque las correcciones asociadas son de sobra conocidas. Sin embargo, las medidas aeroacústicas se suelen realizar en sección abierta porque así se evitan las reverberaciones en las paredes del túnel. Esto hace que los ensayos aerodinámicos y aeroacústicos se hagan de forma separada, con la consiguiente duplicación de esfuerzos y costes.

Aunque en la técnica anterior son bien conocidos diversos materiales capaces de absorber el sonido no se conoce sin embargo ninguna propuesta concreta que proporcione un revestimiento de una sección cerrada de un túnel de viento con un alto grado de absorción acústica que permita realizar fácilmente las mediciones que se precisan en los ensayos aeroacústicos de, particularmente, modelos de aeronaves.

Las soluciones comerciales para la absorción del ruido que usan materiales porosos y fibrosos no son aplicables para dicho revestimiento debido a que la vena de aire que circula por el interior del túnel a gran velocidad acabaría arrastrando dichos materiales, con la consiguiente pérdida de las propiedades de absorción acústica.

En cuanto a los paneles microperforados (MMP's), que, en principio, cabe considerar aplicables a dicho revestimiento, se conocen diversas propuestas que han sido utilizadas en distintos sectores industriales. Los MPP's, propuestos por Maa (D.Y. Maa, (1997), "Potential of microperforated panel absorber". J. Acoust. Soc. Am., 104, 2861-2866), proporcionan absorción del sonido por pérdidas visco-térmicas en las perforaciones sub-milimétricas realizadas sobre un panel, y no requieren, por tanto, la adición de materiales fibrosos. Para sintonizar la absorción en la banda de frecuencias de interés es necesario disponer estos MPP's en frente de una pared rígida, dejando una cavidad de aire de un determinado espesor.

El uso de MPP's para la absorción del sonido en distintos entornos es bien conocido en la técnica y ha sido objeto de varias patentes.

US 5,700,527 describe el uso de vidrios microperforados como materiales absorbentes en la construcción de edificios. Se trata de MPP's sencillos de vidrio de grosor t en el rango 0.2≤qt≤q30 mm, con perforaciones circulares de diámetro d en el rango 0.1≤qd≤q2 mm y cavidades de aire de espesor D en el rango 20≤qD≤q500 mm.

ES 2 211 586 describe el uso de MPP's para revestimientos en medios de transporte, tales como vehículos terrestres, trenes, barcos y aviones, con paneles de grosor t en el rango 0.2≤qt≤q5 mm, perforaciones de diámetro d en el rango 0.05≤qd≤q2 mm, y porcentajes de perforación p en el rango 0.2≤qp≤q4%. La cavidad de aire, en este caso, puede estar rellena de material esponjoso o guata.

EP 1 382 031 describe el uso de MPP's multicapas para revestimientos absorbentes de sistemas de escape de motores o en turbinas. Los paneles metálicos tienen espesores t<0.2 mm, perforaciones con diámetros d<1 mm, y porcentajes de perforación p<1%.

US 6,675,551 describe MPP's gruesos de bajo coste, para su aplicación como elementos constructivos. Los paneles pueden ser de madera, material sintético o yeso laminado, y puede combinarse con otros materiales absorbentes, tales como espumas, lanas minerales o velos acústicos. Los paneles pueden tener espesores t en el rango 6≤qt≤q30 mm, con perforaciones circulares de diámetros d≤q2 mm, y porcentajes de perforación p≤q4%.

US 6,617,002 describe MPP's que usan películas poliméricas. Ya que estas películas tienen una rigidez menor que 10⁷ dinas/cm, con un espesor t<0.38 mm, el modelo incluye sus propiedades elásticas. Otra novedad que aporta esta patente es la realización de perforaciones cónicas, con un diámetro mayor d₁<0.5 mm, y un diámetro menor d₂<0.15 mm.

Como se deduce de lo expuesto, las propuestas conocidas están orientadas a resolver problemas concretos de aislamiento acústico muy diferentes a los de un revestimiento anecoico de un túnel de viento.

Sería sin embargo deseable disponer de tal revestimiento y la presente invención está orientada a la atención de esa demanda.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un revestimiento para una sección cerrada de un túnel de viento que proporcione una absorción del sonido en una banda de frecuencias desde 500 Hz hasta 14 kHz que facilite la realización de mediciones aeroacústicas.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un revestimiento para una sección cerrada de un túnel de viento que permita la realización de ensayos aeroacústicos de modelos de aeronaves.

Esos y otros objetos se consiguen con un revestimiento absorbente de sonido que comprende, desde la pared del túnel, los siguientes componentes: a) una primera cavidad rellena de un material fibroso; b) un primer panel microperforado (MPP); c) una segunda cavidad de aire; d) un segundo panel microperforado (MPP), con las siguientes características: la primera cavidad tiene un espesor D₁, comprendido en el rango 20≤qD₁≤q50 mm. y está rellena de un material fibroso o poroso de resistividad al flujo R comprendida en el rango 10≤qR≤q50 krayl/m; los MPP's tienen espesores t_1,2 comprendidos en el rango 0.25≤qt_1,2≤q0.75 mm y un porcentaje de perforaciones p_1,2 comprendido en el rango 15%≤qp_1,2≤q30%; la segunda cavidad de aire tiene un espesor D₂, comprendido en el rango 10≤qD₂≤q30 mm.

En una realización preferente, las perforaciones de los MPP's tienen forma circular con un diámetro d comprendido en el rango 0.2≤qd≤q0.5 mm. Se consigue con ello revestimientos para secciones anecoicas para túneles de viento con capacidades óptimas de absorción.

En otra realización preferente las perforaciones de los MPP's tienen forma de hendiduras longitudinales orientadas en la dirección del flujo de viento en el túnel con un ancho a comprendido en el rango 0.2≤qa≤q0.5 mm. Se consigue con ello revestimientos para secciones anecoicas de túneles de viento con una óptima relación capacidad de absorción/coste.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de una realización ilustrativa del objeto de la invención en relación a las figuras adjuntas.

Descripción de las figuras

La Figura 1a es una vista esquemática en sección transversal de un túnel de viento con un revestimiento anecoico según la presente invención y la Figura 1b es una vista de detalle de la estructura de ese revestimiento.

La Figura 2 es una vista esquemática de detalle en planta y sección transversal de un MMP con perforaciones en forma de hendiduras.

La Figura 3 muestra curvas de absorción en incidencia normal del revestimiento anecoico de un túnel de viento según la presente invención como una función de la resistividad al flujo del material fibroso de la primera cavidad.

La Figura 4 muestra curvas de absorción en incidencia normal del revestimiento anecoico de un túnel de viento según la presente invención como una función del porcentaje de perforación del segundo MPP.

La Figura 5 muestra las curvas de absorción en incidencia normal del revestimiento anecoico...

1. Túnel de viento que incluye una sección cerrada para mediciones aeroacústicas, caracterizado porque sus paredes interiores están dotadas de un revestimiento absorbente de sonido que, a partir de dichas paredes interiores, comprende los siguientes componentes:

a) una primera cavidad (11) de espesor D₁ comprendido en el rango 20≤qD₁≤q50 mm rellena de un material fibroso con una resistividad al flujo R comprendida en el rango 10≤qR≤q50 krayl/m;

b) un primer panel microperforado (13) de espesor t₁ comprendido en el rango 0.25≤qt₁≤q0.75 mm y con un porcentaje de perforación p₁ comprendido en el rango 15%≤qp₁≤q30%;

c) una segunda cavidad (15) de aire de espesor D₂ comprendido en el rango 10≤qD₂≤q30 mm;

d) un segundo panel microperforado (17) de espesor t₂ comprendido en el rango 0.25≤qt₂≤q0.75 mm y con un porcentaje de perforación p₂ comprendido en el rango 15%≤qp₂≤q30%.

2. Túnel de viento según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos primer y segundo paneles microperforados (13, 17) tienen perforaciones de sección circular.

3. Túnel de viento según la reivindicación 2, caracterizado porque el diámetro d de dichas perforaciones está comprendido en el rango 0.2≤qd≤q0.5 mm.

4. Túnel de viento según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos primer y segundo paneles microperforados (13, 17) tienen perforaciones en forma de hendidura longitudinal cuyo ancho a está comprendido en el rango 0.2≤qa≤q0.5 mm.

5. Túnel de viento según la reivindicación 4, caracterizado porque dichas hendiduras longitudinales están realizadas en direcciones paralelas a la del flujo del viento en el túnel.

6. Túnel de viento según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque dichos primer y segundo paneles microperforados (13, 17) son paneles metálicos y porque el material de relleno de la primera cavidad (11) es lana de roca.