¿Qué causa el "gruñido" de algunos turboventiladores grandes en el empuje de despegue?

Hay una amplia gama de armónicos generados por el ventilador, descendiendo hasta el espectro de sonido más bajo. Este artículo trata sobre el aislamiento acústico de una cubierta de turboventilador y contiene mediciones de sonido de un turboventilador real en una instalación en tierra a plena potencia TO:

El artículo parece haber sido traducido por Google al inglés del ruso, pero las observaciones realizadas son muy válidas:

En regímenes de potencia con número de Mach M>1 en la periferia de la rueda de álabes, aparece un ruido de onda de choque bien observado en los armónicos de la frecuencia del rotor que se puede ver en el rango de frecuencia entre la frecuencia del primer rotor y el BPF del ventilador. El ruido de las ondas de choque tiene un alto nivel de potencia sonora debido al conducto de entrada de lemniscato utilizado sin revestimiento ni cintura.

Suponemos que "cintura" significa: aplicación de una forma de sección transversal variable (cintura). Las líneas azules en el gráfico son los armónicos de la frecuencia del rotor. Hay 16 de ellos en los primeros 1200 Hz, en una escala lineal esto implica que la distancia entre las líneas azules es de 75 Hz.

Se pueden encontrar picos de sonido significativos en intervalos de 75 Hz, comenzando inmediatamente en la primera línea armónica de 75 Hz. Tenga en cuenta que la frecuencia de paso de las aspas del ventilador es de alrededor de 2500 Hz, pero que el espectro de frecuencia debajo del BPF del ventilador está bastante poblado. El sonido dominante que se observa en tierra desde el turboventilador de un avión depende, por supuesto, de la posición, la distancia, la forma de la entrada, las medidas de aislamiento acústico, etc. Tiene mucho sentido si la mayoría de los esfuerzos de aislamiento acústico se invierten en el espectro más alto, y que los zumbidos bajos se consideran de baja prioridad para la supresión, ya que no son muy molestos.

El "ruido de sierra circular", como se define comúnmente, es causado por las ondas de choque de las puntas de las aspas del ventilador transsónico, como se describe en la respuesta de @Koyovis, así como en la respuesta vinculada.

Su pregunta parece centrarse en el componente de baja frecuencia del sonido, y señala correctamente que la frecuencia de paso de las aspas del ventilador será del orden de 1 kHz.

Hay otra fuente de ruido generado por el motor que a menudo se puede escuchar en la cabina, y esto es causado por la vibración del rotor del ventilador. Siempre que el ventilador no esté perfectamente equilibrado (y nunca lo está), el desequilibrio provocará una vibración a la frecuencia de rotación del ventilador. Es casi seguro que este es el tono fundamental de 75 Hz en el artículo vinculado por @Koyovis. La velocidad del rotor varía según el tamaño del motor, 45 Hz para uno grande como un 777, hasta 100 - 200 Hz para aviones regionales pequeños.

Esta energía de vibración se transmite como vibración estructural a través de la estructura del motor, a través del pilón y el ala, y luego hace que el fuselaje vibre a esa frecuencia. Esto hace que el interior de la cabina se convierta en un altavoz gigante, a la frecuencia del rotor.

Los fabricantes de motores y aeronaves intentan controlar este ruido manteniendo los motores bien equilibrados y tratando de minimizar la cantidad de potencia transmitida a través del ala.