Dissertação

{en_GB=Novel concepts for noise mitigation of small UAV rotors} {} EVALUATED

{pt=O objectivo passa por estudar o ruído produzido por um rotor duma pequena aeronave não tripulada, a pairar, e conseguir reduzir esse ruído ao implementar modificações no bordo de ataque e no bordo de fuga. Usando manufatura aditiva, foram construídos três rotores com o bordo de ataque modificado e outros três rotores com o bordo de fuga serrilhado, que foram ensaiados experimentalmente e comparados a um modelo de base. Os ensaios ocorreram na câmara anecóica do Túnel Aeroacústico do Instituto Superior Técnico. Confirmou-se que o bordo de fuga serrilhado reduz o ruído a elevadas frequências consistentemente. Em termos gerais, a redução do ruído por parte destes rotores depende da velocidade de rotação. Contudo, este tipo de modificação mostrou degradar o desempenho aerodinâmico dos rotores, gerando uma força propulsiva menor e necessitando de mais energia que o modelo de base. Os bordos de ataque sinusoidais implementados provaram ser eficazes na redução do ruído para o intervalo de frequências onde a audição humana é mais sensível. Para além disso, obtiveram também pequenas reduções no ruído de alta frequência, ainda que menores que as reduções obtidas com os bordos de fuga serrilhados. Os rotores com o bordo de ataque modificado apresentaram pequenas perdas no desempenho aerodinâmico, tendo havido ainda o caso de um dos rotores que apresentou um aumento na força propulsiva e na eficiência., en=The objective was to study the noise produced by a small UAV rotor in hover conditions and achieve noise reductions by implementing leading edge and trailing edge modifications. Using additive manufacturing, three leading edge modified rotors and three trailing edge serrated rotors were constructed and then experimentally tested against a baseline. The tests were conducted in the anechoic chamber of the Aeroacoustic Tunnel of Instituto Superior Técnico. The trailing edge serrations were confirmed to reduce consistently the high frequency noise. Considering the overall noise, the reductions achieved depended on the operating rotation speed. However, this type of serrations showed to degrade the aerodynamic performance of the rotors, generating less thrust and requiring more power than the baseline. The sinusoidal leading edges implemented proved to be effective in reducing the noise for the frequencies to which the human hearing is most sensitive to. Furthermore, they also showed small reductions in the high frequency noise, although not as much as the trailing edge serrations. These rotors presented either small losses to the aerodynamic performance or, in the case of one of the rotors, an increase in the generated thrust and in the figure of merit.}
{pt=Ruído de rotores, Pás modificadas, Bordo de fuga serrilhado, Bordo de ataque modificado, en=Rotor noise, Blade serrations, Trailing edge serrations, Leading edge modifications}

Outubro 13, 2020, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

João Manuel Gonçalves de Sousa Oliveira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Filipe Szolnoky Ramos Pinto Cunha

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar