科普:如何降低直升机噪声的影响?

-作者:季建成 -
2018-03-07

  导读:随着直升机飞行活动的添加,直升机噪声成为民众抵抗直升机飞行活动的重要缘由。如何对直升机噪声停止无效的控制与管理,需求政府部门、行业协会与运营商共同努力。

  虽然关于直升机运用者来说,听到直升机旋翼旋转的声响,标明直升机正处于平安的飞行形态,能够它正在解救生命,或是在商业运营之中,但关于普通民众而言,这种声响只是一种十分不受欢送的噪声。

  直升机有规律的敲击或搏动噪声令人恶感,涡轴直升机的噪声则次要来自于旋翼和尾桨零碎。

  直升机噪声及其特征

  由直升机旋翼的空气动力桨叶拍击空气发生的噪声是很难消弭的。桨叶拍击空气噪声(BVI),次要发作于直升机下降时期,旋翼桨叶与叶尖涡流的相互作用,发生了一个复杂的非定常的压力场,并以高脉冲的噪声在旋翼下向下传达。而高速脉冲噪声(HSI)是由旋翼前行桨叶上的跨声速气流的激波发生,首先从桨叶的叶尖左近开端,并向直升机的后方传达。直升机尾桨噪声绝对于旋翼的噪声频率更高,而且又恰恰处于人耳听觉中最敏感频谱段,所以更是令人厌恶。

  在直升机噪声的特征中,响度是一个很重要的要素。用直升机发生噪声的无效感知程度来测量,即无效感知噪声分贝(EPNdB)。这种测量和标识办法可突出人耳所能听到的正常噪声,而疏忽了人耳不可感知的噪声。例如,按FAR36部附录H的测试办法,贝尔412HP直升机在高空飞行时的可感噪声到达93.4dB,这与波音777-200客机降落时的噪声相当。

  而美国规划协会(APS)以为,在思索噪声强度的同时必需思索频率。直升机噪声频谱剖析标明,直升机大局部是低频噪声,它比高频噪声更易被人耳所承受,而且更容易发生语音搅扰,而语音搅扰是对噪声停止自动管理的参考要素之一。

  凯斯·海伍德是英国皇家航空学会的科研主管,他受伦敦当局委托,为直升机噪声成绩提供专家意见。海伍德表示,在确定大众对直升机活动的承受水平时,一些噪声的非声学特征,如噪声的频率和实践飞行运营的目的,将比实践的噪声愈加重要。直升机在接近居民区的活动比接近商业区或工业园区的活动会惹起更多的噪声成绩。海伍德还以为,如今的环境噪声程度会影响到人的觉得,更安静的环境会凸显人们对直升机的空中噪声的反响,特别是从空中传来的噪声。这关于规划直升机机场和直升机抵达和降落的飞行道路是很重要的。

  直升机的夜间飞行是城市环境要面临的另一特定成绩。在夜间,空中交通远不如白昼那么忙碌,没有了白昼路途交通噪声的“掩护”,直升机的噪声会愈加分明,也愈加令人厌恶。另外,环境温度的下降也使噪声更多地传到空中,而且环境温度的下降在深夜和清晨前的几个小时最分明,所以这段工夫直升机噪声对人影响也最严重。

  虽然限制直升机在夜间的飞行可以显着降低对噪声的赞扬,但普通大众很难区分正在飞行的直升机是商用直升机、警用直升机、医疗救护直升机还是军用直升机,特别是在夜间,因而商用直升机的运营商也常常埋怨大众所赞扬的直升机噪声并不是他们形成的。

  如何降低直升机噪声的影响

  美国联邦航空局(FAA)于2013年5月建议进步直升机的飞行高度,并改动直升机在经过城镇左近时的飞行道路,以加重噪声影响。另外,FAA正在和外地政府一同实验一些由大众建议的,在太平洋海岸高速公路和克伦肖(Crenshaw)公路上空的飞行道路,以使直升机噪声“吞没”在路面交通的噪声当中。芝加哥直升机慢车公司也提出了相似的战略,沿着高速公路和铁路,设计直升机旅游观光道路,同时将直升机的飞行高度设在600m以上,以进一步降低噪声的影响。

  FAA于2004年发布了一个“非军用直升机的城市噪声研讨”报告,援用了少量研讨,结论是可以用进步飞行高度的方式降低噪声对空中的影响。这是一个由飞行员管理的政策,并借用伦敦直升机机场的经历,政策要求直升机的飞行高度要在300m以上,并要在河道上飞行。

  依据美国直升机协会(HAI)“敌对飞行指南”发布的数据,当直升机飞行高度或直线间隔添加一倍时,噪声会增加6~7dB.为了满足直升机在飞越噪声敏感区域时的实践噪声不高于65dB的规范,要求轻型/小型直升机的飞行高度应该不低于300m,而中型直升机则不低于600m.在一个安静的卧室中噪声应在40dB以下,在喧闹的办公室中的噪声应在约60dB,假如噪声高于65dB则会对言语交流发生较大影响。

  虽然进步直升机的飞行高度可以分明地降低空中噪声,但这也带来了飞行平安的成绩。例如,在洛杉矶盆地地域共有138个直升机场,假如要求在那里飞行的直升机都进步飞行高度,就难免会在曾经很忙碌的空域与固定翼飞机的航线发生抵触。

  大众对直升机噪声的态度

  大众关于不同用处的直升机噪声的反响也是不同的。依据FAA对城市中非军事直升机噪声的研讨,对那些提供大众效劳(如执法、医疗和消防)的直升机的噪声,比那些载着游客或企业高管的直升机的噪声更易失掉大众的体谅。前者被以为是在抢工夫而且是为了公共效劳而发生的可以被原谅的噪声;相比之下,关于那些载着华尔街精英在海滩下游玩,或载着电视台记者拍摄旧事视频的直升机所发生的噪声,外地居民难以承受。

  特别是当媒体关于交通事故、火灾和警察追捕事情采用直升机停止电子旧事采集(ENG)曾经成为规范形式时,旧事直升机的确也成为噪声来源的一局部。

  关于这个状况,FAA在2013年的洛杉矶地域直升机运用报告中建议,旧事直升机应该自动采取一些增加噪声影响的措施,包括限制直升机悬停工夫、添加悬停直升机距空中的间隔、进步飞行高度,兼并视频掩盖范围等。直升机专业飞行员协会(PHPA)则敦促加州南部的播送和电视旧事协会思索集中报道资源,增加直升机出动的架次。采用了这些措施后,曾经增加大众对直升机噪声的埋怨。另外,运用功能更好的摄影/摄像设备,使其在较远间隔上也可以取得良好的图像,从而使旧事直升机不用拥堵到旧事现场的左近。

  还有其他潜在的噪声缓解战略。直升机旋翼在停止机动飞行时会添加脉冲噪声,因而飞行员应该防止直升机停止忽然机动,也要防止直升机的疾速上升或下降,尤其在运用频率较高的地域,如直升机机场。在HAI的“敌对飞行指南”报告中,较为详尽的讨论了直升机机动飞行所惹起的附加噪声成绩。

  直升机在空中主干道上空飞行,可以防止影响到居民区,而且这种做法还能为飞行员提供导航信息。毕竟在人口密集的城市环境中,次要的交通路途关于按目视飞行规则(VFR)飞行的飞行员来说是更容易识别空中特征。而在洛杉矶盆地内,允许直升机在较低高度沿高速公路飞行,这些航线密布于加州南部复杂的空域中。

  当然这种办法也无限制。例如好莱坞露天剧场离好莱坞的高速公路只要260m,而且每年要在这里举行数以百计的音乐活动。因而洛杉矶的FAA分部经研讨后最终建议,在扮演季划定一个禁飞区。显然,在制定直升机防止噪声敏感区的最佳飞行航线规划时,须对每个特定区域,包括空中交通管理指定的航线,停止片面评价。

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