Понятия об авиационном шуме на местности, единицы его оценки

Акустика авиационная - раздел науки, посвящённый изучению возникновения, распространения и воздействия шума, возникающего при эксплуатации летательного аппарата, и находящийся на стыке аэродинамики, акустики и динамики упругих конструкций.

Выделение акустики авиационной в самостоятельный раздел науки произошло в 60_х гг. XX в. в связи с необходимостью решения задач по снижению шума летательного аппарата до уровней, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность людей, а также работоспособность систем и оборудования и выносливость конструкции аппарата.

Потребность в увеличении грузоподъёмности летательных аппаратов и скорости их полёта привела к увеличению тяги силовых установок, в результате чего резко возросла звуковая мощность, создаваемая аппаратами. Увеличение интенсивности эксплуатации самолётов гражданской авиации (увеличение числа взлётов и посадок в аэропортах) привело к тому, что в зонах размещения аэропортов жители оказались под неблагоприятным воздействием высоких уровней шума. Борьба с шумом в авиации стала частью общей программы борьбы человечества за чистоту окружающей среды.

Решение задач авиационной акустики осуществляется путём комплексного выполнения ряда мероприятий с учётом технических возможностей и экономических затрат. Основное внимание уделяется снижению шума в источнике, выбору рациональной с точки зрения акустики компоновки аппарата, применению методов снижения шума по пути его распространения.

Основными шума источниками летательного аппарата являются аэрогазодинамические потоки в силовой установке, воздушный поток, обтекающий аппарат, и газовые потоки бортовых систем оборудования. Т.о., аэроакустика в основном имеет дело со звуком, создаваемым аэродинамическими силами и возмущениями, которые возникают в самом потоке. Поскольку образование аэродинамического шума является следствием перехода энергии от вихревых возмущений к акустическим колебаниям, то успешное решение задач аэроакустики во многом связано с достижениями аэродинамики нестационарных течений, и в особенности турбулентных потоков.

Хотя решение ряда основных задач авиационной акустики ещё далеко от завершения, но в инженерной практике уже получены обнадёживающие результаты, позволившие создать методы расчёта характеристик основных источников шума летательного аппарата, разработать мероприятия по снижению шума методом активного воздействия на процесс шумообразования и применением пассивных способов снижения уже образовавшегося шума, т.е. использованием звукопоглощающих материалов, вибропоглощающих покрытий.

Это позволяет создавать летательные аппараты с акустическими характеристиками, удовлетворяющими требованиям Норм шума летательного аппарата.

Нормы ограничивают допустимый шум, создаваемый самолётами и вертолётами на местности, и шум в салонах и кабинах летательного аппарата. Шум на местности регламентируется международными стандартами Международной организации гражданской авиации, поэтому на международных авиалиниях предпочтение отдают тем самолётам, которые имеют сертификат по шуму. Т.о., выполнение норм по шуму пассажирскими самолётами и вертолётами является необходимым условием их успешной эксплуатации.

В России с её огромными расстояниями воздушному транспорту отводится особая роль. Прежде всего, он развивается как пассажирский транспорт и занимает второе (после железнодорожного) место в пассажирообороте всех видов транспорта в междугороднем сообщении. Ежегодно осваиваются новые воздушные линии, вводятся в строй новые и реконструируются действующие аэропорты. Доля воздушного транспорта в грузовых перевозках невелика. Но среди грузов, перевозимых этим видом транспорта, основное место занимают различные машины и механизмы, измерительные приборы, электротехническое и радиотехническое оборудование, аппаратура, особо ценные, а также скоропортящиеся грузы.

Серьёзные проблемы возникают из-за недопустимо высокого шумового воздействия воздушных судов на прилегающие к аэропортам гражданской авиации территории жилой застройки. Характеристики шума современных отечественных самолётов, длительное время находящихся в эксплуатации, существенно уступают аналогичным характеристикам зарубежных самолётов. Это приводит к заметному росту доли населения, страдающего от географии аэропортов, принимающих самолёты более шумных типов (Ил-76Т, Ил-86 и другие) по сравнению с типами воздушных судов, эксплуатирующихся в них ранее.

В настоящее время примерно 2-3% населения России подвержены воздействию авиационного шума, превышающие нормативные требования.

Эксплуатация самолётов большого тоннажа с мощными турбореактивными и турбовинтовыми двигателями, увеличение интенсивности их полётов, рост парка и расширение сферы применения гражданских вертолётов приводят к значительной “зашумлённости” окрестностей аэропортов и территорий под воздушными трассами.

Авиационный шум оказывает существенное влияние на шумовой режим территории в окрестностях аэропортов, который зависит от направления взлётно-посадочных полос и трасс пролётов самолётов, интенсивности полётов в течение суток, сезонов года, от типов самолётов, базирующихся на данном аэродроме, и других факторов. При круглосуточной интенсивной эксплуатации аэропортов уровни звука на жилой территории достигают в дневное время 80 дБА и в ночное время - 78 дБА, максимальные уровни колеблются от 92 до 108 дБА.

В некоторых городах по уровням создаваемого шума и общей площади зашумлённости территории первое место среди всех источников шума занимает воздушный транспорт. Аэродромы местных воздушных линий расположены, как правило, в черте города, непосредственно среди жилой застройки, что создаёт крайне неблагоприятные акустические условия для населения.

Повышение уровня звука в летнее время обусловлено увеличением интенсивности полётов, а снижение его в некоторых точках - за счёт экранирующего эффекта плотных зелёных насаждений.

Жители домов, расположенных в окрестностях аэропорта, отмечают, что стали нервными, раздражительными. Внезапный шум от пролетающих самолётов нарушает сон: многие не могут долго заснуть или часто просыпаются. Жалобы на ощущение тревоги, страха, на вибрацию дома или посуды предъявляют жители домов, близко расположенных к трассе взлётов и посадок самолётов и к площадкам опробования двигателей. Реакция населения, выявленная опросом, показала, что отношение к одним и тем же уровням авиационного шума различно. Так, днём при уровне шума 66 дБА число жалоб составляет 33%, а ночью при таком же уровне шум беспокоит 92% населения. Процент жалоб определяется максимальными уровнями шума и интенсивностью полётов самолетов, как в течение суток, так и на протяжении всего года.

Высокий уровень шума при взлёте, посадке, пролёте самолётов отмечен в многочисленных посёлках сельского типа, расположенных на небольшом расстоянии от аэропортов. Значительный шум создают аэропорты местных авиалиний и авиация специального назначения.

Первая реакция населения на авиационный шум - это жалобы, количество которых растёт из года в год. Физиолого-гигиенические исследования, проведённые во Франции, показали, что шум пролетающих самолётов оказывает не только субъективное, но и объективное влияние на организм человека. Для выявления реакции населения на действие авиационного шума было опрошено по специально разработанной анкете около 3000 человек в 34 населённых пунктах городского и сельского типа, расположенных в радиусе 30 км от аэропорта. Опрошенные отмечали, что авиационный шум раздражает, утомляет, вызывает головную боль, сердцебиение, нарушает сон и отдых, не даёт сосредоточиться на выполнении любой работы.

Для авиационного шума, как ни для какого другого, характерен раздражающий эффект. Шум самолётов при внезапном возникновении на тихом шумовом фоне вызывает у людей чувство страха, особенно в ночное время. Дети дошкольного возраста ночью часто просыпаются от шума, в испуге вскрикивают. Вследствие этого ночные воздушные операции причиняют населению больше беспокойства, чем полёты днём. Пролетающие самолёты мешают просмотру телевизионных передач и прослушиванию радио, что также является источником жалоб населения.

Городские жители чаще, чем сельские, жалуются на шум самолётов (20-25%), что, по-видимому, можно объяснить повышенной чувствительностью горожан к шуму, вследствие воздействия на них ещё и промышленного, транспортного, коммунального шумов.

Наибольшее беспокойство испытывают люди, страдающие заболеваниями нервной и сердечно-сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта и др. процент жалоб от этой части населения (64-90%) намного больше, чем от здоровых людей (39-52%).