Чи пройдуть пасажирські літаки майбутнього… «випробування на шум»?

Авіаційний шум часто заважає людям, які живуть поблизу аеропортів і маршрутів польотів, а в гіршому випадку також загрожує здоров’ю: від розладів сну до серцево-судинних захворювань.

Згідно зі звітом Європейського агентства з навколишнього середовища, у 2017 році близько чотирьох мільйонів людей у ​​Європі зазнали впливу надмірного рівня шуму, спричиненого літаками.

Нові типи літаків зі змішаними корпусами крил (BWB), чий фюзеляж ідеально поєднується з крилами, які також мають менший опір повітря та меншу витрату палива, розглядаються як маяк надії на полегшення цього тягаря.

Крім того, вони створюватимуть менше шуму до землі, якщо двигуни будуть встановлені на верхній частині фюзеляжу.

Роздільний літак у формі «V» для стійкої авіації

У центрі європейського проекту ARTEM для конфігурацій літаків 2035 і 2050 років

ARTEM (Технології зменшення шуму літаків та відповідний вплив на навколишнє середовище), велике дослідження Європейського Союзу щодо шуму літаків, є п’ятирічним дослідницьким проектом, який розпочався наприкінці 2017 року та зосереджений на інноваційних технологіях зменшення шуму для конфігурацій літаків 2035 та 2050 років.

По-перше, були розроблені інноваційні підходи до зменшення авіаційного шуму в його джерелі.

По-друге, проект розглядав концепції ефективного поглинання шуму двигуна та інших джерел шуму за допомогою нових матеріалів.

Нові технології дозволили створити проект майбутнього реактивного літака зі змішаним корпусом крила.

У великомасштабному проекті взяли участь 24 партнери з десяти європейських країн, у тому числі Французьке бюро національних досліджень і аерокосмічних досліджень (ONERA) і Німецький аерокосмічний центр (DLR), який координував проект, Університет Риму III в Італії, і Федеральна політехніка Лозанни.

ARTEM фінансувався в рамках програми ЄС Horizon 2020.

FluxJet — це гібрид поїзда та літака, який революціонізує наші подорожі

Ауралізація, створена в лабораторії: Рето П’єрен, Аксель Хойссер і Беат Шеффер за роботою

Хоча шумові випромінювання цих літаків можна оцінити за допомогою інструментів моделювання, їх тривожний і стресовий вплив на людей можна реально зафіксувати лише з урахуванням суб’єктивного сприйняття тих, хто постраждав.

Фахівці з акустики з Федеральної лабораторії випробувань і досліджень матеріалів протягом багатьох років успішно використовують так званий підхід «ауралізації» для слухових вражень, аналогічний візуалізації для очей, наприклад, для вивчення впливу шуму залізниці на людей.

Рето П’єрен, Аксель Хойсер і Беат Шеффер з лабораторії акустики та контролю шуму EMPA також використали цей досвід у європейському проекті ARTEM (технології зменшення авіаційного шуму та відповідний вплив на навколишнє середовище), у рамках якого численні партнери розробили довгострокові концепції літаків із низьким рівнем шуму. шумовий промінь зі спеціально розробленим BWB і декількома варіантами двигуна.

Консорціум також розглянув інші технології зниження шуму, такі як задня кромка з оптимізованими «закрилками Крюгера» або сучасні редукторні турбовентиляторні двигуни з великим співвідношенням між повітряним потоком поза камерою згоряння та потоком гарячого вихлопного струменя, що значно знижує шум.

Міжнародна авіація тепер зосередиться на екологічно чистих видах палива

Дуже продумані експерименти в AuraLab з людьми віком від 18 до 61 року

Як ці нові далекобійні літаки приблизно на 400 пасажирів будуть працювати порівняно зі звичайними літаками?

Команда з Федеральної лабораторії випробувань і досліджень матеріалів опублікувала результати в журналі «Аерокосмічна наука і техніка».

Базуючись на законах фізики, експерти створили симуляцію шуму від обльотів населених пунктів чисто синтетичним шляхом за допомогою комп’ютерних програм.

Вони перевірили ці симуляції записами поточних прильотів і вильотів комерційних літаків навколо аеропорту Цюріха.

Оскільки змодельований шум добре відповідав виміряним даним, його можна було використовувати для порівняння з моделюванням нової концепції літака BWB.

Так, у Болоньї на стратегічний форум для аерокосмічного ланцюжка поставок

31 людину віком від 18 до 61 року запитали, чи їм заважали чи дратували

Щоб визначити, наскільки шум, який виробляють різні авіалайнери, заважає людям, коли вони пролітають над ними, 31 людина у віці від 18 до 61 року взяла участь у досить складних експериментах в AuraLab EMPA.

Просторова симуляція точно розташованих гучномовців включала, після початкової фази ознайомлення, 36 прольотів: зльоти та посадки звичайних та інноваційних типів літаків, кожен у різних фазах польоту.

Ці сценарії шуму також включали такі деталі, як положення закрилків або шасі, а також атмосферні умови, такі як турбулентність або відбиття звуку від землі.

Після експерименту суб’єкти заповнили анкети, в яких вони повідомили про свої суб’єктивні враження, використовуючи загальну та стандартизовану 11-бальну шкалу від 0 («зовсім не стурбований або роздратований») до 10 («надзвичайно стурбований або роздратований»).

Також запитують, наскільки знайомою була відповідна звукова подія.

Менш шумні та більш стійкі посадки та підходи до аеропортів

BWB оцінили на 4,3 одиниці менш шумно, ніж звичайний пасажирський літак

Результати: новий літак BWB на 4,3 одиниці тихіший за звичайний пасажирський літак.

Це очевидна різниця також через те, що віртуальний літак у симуляції був оснащений додатковими технологіями зниження шуму або двигунами з особливо низьким рівнем викидів.

Крім того, опитування показали, що зльоти цього типу літаків залишають звукове враження, яке здається менш звичним для учасників, що свідчить про незвичайні акустичні характеристики, які, ймовірно, позитивно впливають на сприйняття роздратування.

Звичайно, важко передбачити, який варіант літака BWB переважатиме в майбутньому, враховуючи численні можливі гіпотези.

За словами дослідника EMPA Рето П’єрена, одне можна сказати напевно.

«Найбільший внесок у зниження шуму, безсумнівно, походить від форми літака, яка екранує звук двигуна вниз», – розповідає експерт з акустики.

«На інші технології зменшення шуму припадає лише близько 15 відсотків зменшення роздратування».

Раффаелла Греко: «Від аерокосмічної галузі Сан-Марино до галузевого кластера»