2023年12月中旬，爱尔兰组织的一场示威活动暴露了民众对商用飞机噪音的高度关注。 抗议者聚集在办公室外。 都柏林机场管理局 (DAA) 正在讨论其设施的扩建计划。 抗议者高呼的口号是“Wrong way DAA”，这个口号可以翻译为“不是那样的，DAA”。
这种反应在欧洲很常见，因为机场寻求扩大运营，而靠近航线地区的居民则要求解决飞机起降产生的噪音问题。 9月，荷兰史基浦机场因噪音水平而限制航班，令航空公司感到沮丧，并因此遭受了重大财务打击。 商业利益与公民利益之间的这种紧张关系促使研究界寻找解决方案，以确保飞机在飞行时发出更少的噪音。 鉴于欧洲每天有近 30,000 架次航班，预防相关的健康问题一直是研究的主要推动力之一。
“飞机会发出很大的噪音，尤其是在起飞时，而且在着陆时也会产生噪音，”德国航空顾问兼空气动力学专家、柏林工业大学博士学位沃纳·哈斯 (Werner Haase) 解释道，他补充道：“在睡觉和飞机经过时，飞机会发出很大的噪音。”在你的房子上可能会造成很大的破坏。 “这种噪音的社会影响非常大。” 虽然现在飞机 安静 75% 三十年前和 公路运输 产生的噪音污染比航空大得多，空中交通的增加使许多人受到噪音水平的影响。
据欧洲卫生研究院的一份报告称，在欧洲，有 2200 万人因环境噪音（包括飞机噪音）而遭受“慢性刺激”。 欧盟委员会 其中列举了相关疾病，例如心血管疾病、压力和耳鸣。 该报告还指出，每年有 12,000 人因长期暴露在环境噪音中而过早死亡，并且有 12,500 名学龄儿童遇到专门与飞机噪音相关的学习困难。
据联合国世界卫生组织称，噪音污染是继空气污染之后造成健康问题的第二大环境原因。 通过 零污染行动计划到 2021 年，欧盟委员会的目标是在这十年内将因交通噪音造成慢性不适的人数减少 30%。
重新设计“襟翼”和“缝翼”
发明者是一个由欧盟资助的项目，旨在减少着陆对机场附近居民的干扰。 该项目重点关注起落架 并在 襟翼 和 板条 ——分别位于机翼的前部和后部。 当飞机接近机场时，起落架伸出并且着陆位置发生变化。 襟翼 y 板条 法国航空航天研究中心 ONERA 计算气动声学研究部主任 Eric Manoha 博士解释说，“为了增加低速时的升力”。
“飞机沿着预先确定的路线逐渐下降。 这意味着飞机不断地在低空飞过同一群人的房屋。”负责 INVENTOR 项目的 Manoha 说道，该项目于 2020 年 5 月开始，将持续到 2024 年 10 月底。欧洲主要航空制造商空客和达索以及起落架制造商赛峰起落架系统公司试图找到解决两者产生噪音的方法 襟翼 和 板条 在机翼和起落架上。
尽管飞机发动机是起飞时的主要噪声源之一，但确保 襟翼, 板条 当发动机噪音较小时，起落架产生的噪音较小，可以在进近和着陆过程中产生很大的整体改善。 “飞机在这些飞行阶段产生的噪音有 30% 到 50% 来自机身，而不是发动机，”马诺哈说。
INVENTOR 团队正在测试一系列飞机设计变更，以降低分贝水平，目的是让航空部门能够应用该项目提出的建议。 其中一项改变是在起落架前面放置一个被动多孔结构，以改变与该结构相互作用的气流，从而抑制噪音。 其中另一个与在起落架中安装排出空气的主动装置有关。 这将形成一个气幕，通过转移气流再次降低噪音。
在尝试降低发动机噪音时，考虑起落架也很重要。 襟翼 机翼在起飞和着陆时伸展以增加升力和阻力。 “起落架尾流影响 襟翼。 这会产生噪音，”马诺哈解释道。
项目团队将多孔材料融入到 皮瓣 以减少周围气流产生的噪音。 它还正在评估减少噪音的不同选项 板条 通过多孔材料，以及用于延长使用寿命的机械装置产生的噪音 板条。
预测降低分贝
更安静的飞机将更多地来自所有这些小的设计改进的累积效应，而不是任何一项特定的变化。 例如，最新一代窄体飞机在着陆时发出 75 至 80 分贝的噪音。 “我们的目标是使机身每个元件的分贝降低一到三分贝。 每一小步都是进步，”马奥纳说。
无论如何，居住在机场附近的欧盟公民应该继续保持耐心。 虽然一些技术解决方案可以融入现有飞机中，但空中交通噪音最显着的改善只有下一代客机才能实现。
另一个由维尔纳·哈斯 (Werner Haase) 领导、由欧盟资助的独立项目刚刚结束，它对这个问题采取了更普遍的方法。 被称为 巨灵，该项目的重点是改进飞机制造商用于预测未来飞机噪声的模拟方法。 该项目于2020年6月开始，于2023年11月结束，利用先进的数值分析方法和高性能计算来预测流体流动并改善飞机的空气动力和声学性能。 。
他们的发现将帮助飞机制造商尝试降低噪音的设计方案。 “这些方法比当今业界用于计算噪声的方法更加精确。 这对于该行业来说非常重要，因为他们寻求的是改进设计。”Haase 说道。 与INVENTOR项目不同，DJINN检查了发动机和机身产生的噪音，并邀请飞机制造商劳斯莱斯和赛峰飞机发动机公司作为该项目的参与者。
发动机盖
DJINN 团队研究的可能的设计改变之一是为电机出口提供齿形。 一些波音型号已经采用了锯齿状发动机盖，一些测试表明它可以降低飞机发动机的噪音。
到目前为止，空中客车公司选择不使用锯齿状发动机盖，理由是降噪效果不佳，并且还有其他降低噪音的选择，例如使用 襟翼 多孔的。 “所有选择都有其优点和缺点。 哪种方法最合适的问题仍然悬而未决，”哈斯说。 无论如何，虽然这些变化可能不会立即应用到飞机中，但鉴于研究取得的进展，哈斯和马诺哈都对降低飞机噪音的前景持乐观态度。
在这种背景下，航空业有动力加速这些变革，因为欧洲机场越来越多地根据飞机噪音水平来监管着陆和起飞费用。 这一做法是为了回应人们对环境日益增长的关注和公众抗议活动，例如去年 12 月在爱尔兰发生的抗议活动。 “飞机噪音每天都影响着很多人的生活。 得益于新技术，我们将能够减少这些不便。”Manoha 总结道。
本文所述的研究由欧盟地平线计划资助。 受访者的观点并不一定反映欧盟委员会的观点。
文章最初发表于 地平线欧盟的研究与创新杂志。
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2024-02-05 04:20:00
