Experimental characterization of vibration isolators for the analysis of rotorcraft structure-borne interior noise

In the last years, research in the transport industry is getting more and more oriented towards the development of new solutions for improving vibro-acoustic comfort. This is especially true for helicopters, where the vicinity of several vibration sources with wide frequency content makes the improvement of interior noise comfort particularly challenging. In this context, vibration isolators connecting the fuselage to the trim panels of the helicopter cabin play a fundamental role in the attenuation of the vibrations along their transmission path. The present work, focusing on the structure-borne sound, aims at experimentally characterizing helicopter vibration isolators with the purpose of predicting the isolator performance when it is connected to a flexible trim panel. In particular, the dynamic stiffness of the vibration isolator has been experimentally estimated in a wide frequency range, by designing dedicated test rigs allowing to test such elements in axial and shear directions. A dynamic model of the isolator, tuned on the experimental dynamic stiffness, has then been used in a Hybrid Deterministic/SEA context for predicting the influence of the isolator dynamics on the average quadratic velocity of the receiving structure. In particular, for a fixed trim panel structure, the numerical model developed is suitable for evaluating the reduction in noise radiated by the panel related to different vibration isolator characteristics.

Negli ultimi anni la ricerca nell’industria dei trasporti si è sempre più orientata verso lo sviluppo di nuove soluzioni per migliorare il comfort vibro-acustico. Questo è vero specialmente per gli elicotteri, dove la vicinanza di varie fonti di vibrazioni con ampio contenuto in frequenza rende particolarmente impegnativo il miglioramento di prestazioni in comfort vibroacustico. In questo contesto, gli isolatori di vibrazioni che connettono la fusoliera ai pannelli di trim della cabina passeggeri giocano un ruolo fondamentale nell’attenuazione di vibrazioni lungo il loro percorso di trasmissione. Lo scopo del presente lavoro, focalizzandosi sul rumore “strucure-borne”, è quello di caratterizzare sperimentalmente gli isolatori di vibrazioni per elicotteri con il fine di predire le prestazioni dell’isolatore quando connesso ad un pannello di trim flessibile. In particolare, la rigidezza dinamica degli isolatori è stata stimata sperimentalmente in un ampio intervallo di frequenze, progettando un apposito banco prova che ha consentito di testare tali elementi in direzione assiale e di taglio. Un modello dinamico dell’isolatore, calibrato sulla rigidezza dinamica sperimentale, è stato quindi usato in un contesto Ibrido Deterministico/SEA per predire l’influenza della dinamica dell’isolatore sulla velocità quadratica media della struttura ricevente. In particolare, fissata la struttura del pannello di trim, il modello numerico sviluppato è adatto per la valutazione della riduzione del rumore emesso dal pannello, legata a differenti caratteristiche di isolatori di vibrazioni.