Пройдут ли пассажирские самолеты будущего… «тест на шум»?

Авиационный шум зачастую является неприятностью для людей, живущих вблизи аэропортов и маршрутов полетов, а в худшем случае — еще и угрозой для здоровья: от нарушений сна до сердечно-сосудистых заболеваний.

Согласно отчету Европейского агентства по окружающей среде, в 2017 году около четырех миллионов человек в Европе подверглись чрезмерному уровню шума, создаваемого самолетами.

Новые типы самолетов со смешанным корпусом крыла (BWB), фюзеляж которых органично сочетается с крыльями, которые также имеют меньшее сопротивление воздуха и меньший расход топлива, рассматриваются как маяк надежды на облегчение и этого бремени.

Кроме того, они создавали бы меньше шума в направлении земли, если бы двигатели были установлены сверху фюзеляжа.

Раздельный самолет в форме буквы «V» для устойчивой авиации.

В основе европейского проекта ARTEM для конфигураций самолетов 2035 и 2050 годов.

ARTEM (Технологии снижения шума самолетов и связанное с ними влияние на окружающую среду), крупное исследование Европейского Союза по авиическому шуму, представляет собой пятилетний исследовательский проект, который начался в конце 2017 года и фокусируется на инновационных технологиях снижения шума для конфигураций самолетов 2035 и 2050 годов.

Во-первых, были разработаны инновационные подходы для снижения авиационного шума в его источнике.

Во-вторых, в проекте рассматривались концепции эффективного снижения шума двигателя и других источников шума с использованием новых материалов.

Новые технологии привели к созданию будущего реактивного самолета со смешанным корпусом крыла.

В масштабном проекте приняли участие 24 партнера из десяти европейских стран, в том числе Французское бюро национальных исследований и аэрокосмических исследований (ONERA) и Немецкий аэрокосмический центр (DLR), который координировал проект, Римский университет III в Италии, и Федеральный политехнический институт Лозанны.

ARTEM финансировался в рамках программы ЕС Horizon 2020.

FluxJet — гибрид поезда и самолета, который изменит наши путешествия

Аурализация, созданная в лаборатории: Рето Пирен, Аксель Хойссер и Бит Шеффер за работой

Хотя уровень шума этих самолетов можно оценить с помощью инструментов моделирования, его тревожащее и стрессовое воздействие на людей можно реально зарегистрировать только с учетом субъективного восприятия пострадавших.

Эксперты по акустике Федеральной лаборатории испытаний и исследований материалов уже много лет успешно применяют так называемый подход «аурализации» для слуховых впечатлений, аналогичный зрительной визуализации, например, для изучения воздействия железнодорожного шума на людей.

Рето Пирен, Аксель Хойссер и Бит Шеффер из Лаборатории акустики и контроля шума EMPA также использовали этот опыт в европейском проекте ARTEM (Технологии снижения авиационного шума и связанное с ними воздействие на окружающую среду), в рамках которого многочисленные партнеры разработали долгосрочные концепции самолетов с низким уровнем выбросов. шумовая балка, со специально разработанной BWB и несколькими вариантами двигателей.

Консорциум также рассматривал другие технологии снижения шума, такие как задняя кромка с оптимизированными «закрылками Крюгера» или современные турбовентиляторные двигатели с редуктором, с большим соотношением между потоком воздуха за пределами камеры сгорания и воздушным потоком горячей выхлопной струи, что значительно снижает шум.

Международная авиация теперь сосредоточится на экологически чистых видах топлива

Очень сложные эксперименты в AuraLab с людьми в возрасте от 18 до 61 года.

Как будут вести себя эти новые дальнемагистральные самолеты, вмещающие около 400 пассажиров, по сравнению с обычными самолетами?

Команда Федеральной лаборатории испытаний и исследований материалов опубликовала результаты в журнале «Аэрокосмическая наука и технологии».

Основываясь на законах физики, специалисты чисто синтетическим путем, с помощью компьютерных программ, смоделировали шум от облетов населенных пунктов.

Они сверили эти симуляции с записями текущих прибытий и вылетов коммерческих самолетов вокруг аэропорта Цюриха.

Поскольку смоделированный шум хорошо соответствовал измеренным данным, его можно было использовать для сравнения с моделированием новой концепции самолета BWB.

Да в Болонье на стратегическом форуме цепочки поставок аэрокосмической отрасли

31 человека в возрасте от 18 до 61 года спросили, были ли они обеспокоены или раздражены.

Чтобы определить, насколько шумовое излучение различных авиалайнеров беспокоит людей, когда они пролетают над ними, 31 человек в возрасте от 18 до 61 года принял участие в довольно сложных экспериментах в AuraLab EMPA.

Пространственное моделирование точно расположенных громкоговорителей включало после первоначального этапа ознакомления 36 полетов: взлеты и посадки обычных и инновационных типов самолетов, каждый на разных этапах полета.

Эти сценарии шума также включали такие детали, как положение закрылков или шасси, а также атмосферные условия, такие как турбулентность или отражения звука от земли.

После эксперимента испытуемые заполняли анкеты, в которых сообщали свои субъективные впечатления, используя общепринятую и стандартизированную 11-балльную шкалу от 0 («совсем не беспокоит и не раздражает») до 10 («крайне обеспокоен или раздражен»).

Также задается вопрос, насколько знакомо им соответствующее звуковое событие.

Менее шумные и более экологичные посадки и заходы на посадку в аэропортах

BWB был оценен на 4,3 единицы менее шумно, чем обычный пассажирский самолет.

Результаты: новый самолет BWB на 4,3 единицы тише обычного пассажирского самолета.

Это очевидная разница, в том числе из-за того, что виртуальный самолет в симуляции был оснащен дополнительными технологиями снижения шума или двигателями с особо низким уровнем выбросов.

Кроме того, исследования показали, что взлеты самолетов этого типа оставляют звуковое впечатление, которое показалось участникам менее знакомым, что свидетельствует о необычных акустических характеристиках, которые, вероятно, положительно влияют на восприятие раздражения.

Конечно, сложно предсказать, какой вариант самолета BWB будет преобладать в будущем, учитывая множество возможных гипотез.

Однако, по словам исследователя EMPA Рето Пирена, одно можно сказать наверняка.

«Наибольший вклад в снижение шума, несомненно, вносит форма самолета, которая экранирует звук, излучаемый двигателем вниз», - говорит эксперт по акустике.

«На другие технологии снижения шума приходится лишь около 15 процентов снижения раздражения».

Рафаэлла Греко: «От San Marino Aerospace к отраслевому кластеру»