航空環境研究 No. 26（2022）, PP. 36−39

研究報告

航空機の離陸滑走時騒音の予測精度向上*
中澤

1 はじめに

宗康（航空環境研究センター主任研究員）

ジェットエンジンの改良により1 機あたりの騒音

航空機は離陸滑走において最も推力を必要とが減少したものの、そのジェットエンジンの周波するため、離陸滑走での騒音が最も大きくなる。

数構成・音質が変わるなどの継続的な推移は起きそのため、滑走路周辺での騒音影響は大きく、こている。さらに運航面の変化として、離陸時にはれまで様々な対策がなされている。その一環と最大推力ではなく減格推力を用いて経済性・排出して騒音予測が行われており、主に現状の影響評抑制を考えた運航も行われていることから、これ価や、対策を施した際の効果の検証などに用いららの要因が騒音にどう影響しているかを確認すれている。ただし、離陸滑走に関する航空機騒音るためにも、妥当性の確認が必要な状況である。

では、滑走路上での航空機の動き、ならびに騒音

こういったことを念頭に、近年行ったいくつかのの伝搬において固有の特徴が存在する。例えば、調査および精度向上の取組みについて紹介する。

離陸滑走時は飛行時に比べて、かなり速度が遅く、前述のとおり推力は高いため、大きな騒音が2 防音堤・防音壁長時間続くことになる。また、低高度であること住宅地が近傍に存在する空港の一部では、騒音から、騒音の伝搬についても近傍の地面反射や吸影響を抑えるために防音堤や防音壁といった建音、建物の影響を強く受ける。このため、普通に築物を設置している場合がある。これらは通常は飛行騒音と同じように予測を行った場合、その予地上騒音や地上走行の住宅地への伝搬を防ぐよ

測結果は精度を欠いたものになってしまう。そこうは配置となっている。なお、安全性の観点からで、航空機騒音予測ではこれらの要因について複滑走路や飛行経路間際には建造物を建てられず、数の補正を加えることで予測精度を確保してい飛行騒音の防音については難しい。また、防音用るが、当然ながらその補正方法についても精度をではないものの空港ターミナルビルも駐機場に確保することが必要であり、当研究センターでは近いため、駐機中の地上騒音を防ぐ効果がある。

継続的に調査を実施しながら精度向上の取組み

これらの効果を AERC モデルでは考慮することを行っている。

ができる。この方法には、日本音響学会の道路騒

特 に、航 空 機 騒 音 の変 化 に関 するところで音モデル1）に含まれる防音壁の計算方法を応用しは、近年は航空機の機材更新が進んでおり、主にて適用しており、回折効果のみを考慮することが

図 1 . 大阪国際空港での防音堤の影響調査での騒音計配置* Brief review of improvements on aircraft takeoff noise calculation around the runway−36−

No.26, 2022〔研究報告〕できるようになっている。しかしながら、道路騒ため、航空機の騒音の指向性は真後ろに最も小さ

音と航空機騒音には差異があるほか、騒音の伝搬

く、斜め後ろ方向に行くにしたがって徐々に音が距離についてもかなり違いがあるため、妥当性の大きくなるという形状となっている。

確認が必要であった。

これらを考慮するため、既存の騒音予測ガイド

そこで滑走路付近に存在する防音堤の効果をラインであるECAC Doc.29 4）やICAO Doc.99115）検証するため 2017 年 12 月に大阪国際空港の 32 L

では、飛行騒音の指向性（90 度ダイポール）や離滑走路において騒音の調査を実施した 2）。32 L 滑

陸滑走開始時の後方指向性（別途用意されたモデ走路には伊丹スカイパークという展望公園があル）が利用されている。特に後方指向性についてり、その中に高さ7mほどの防音堤が存在する。こは、機体の真後ろ、滑走路延長線方向に最大での防音堤の側の6地点（W1-W6）を騒音測定し、滑10dB以上も減少することがあり、滑走路周辺の騒走路対岸の防音堤のない側の2地点（E3, E4）を騒音予測においても適切に反映する必要がある。

音測定して（図 1）、防音堤の有無による航空機騒

そこで、後方指向性を測定するために、成田空音を比較した。この結果より、防音堤の挿入損失

港の 34 L 滑走路において 2020 年 10 月の1 週間、滑を推定することができ、これらのデータをもとに走開始する航空機を同心円状に3 列で取り囲むよ予測モデルの改良を行っている。

うに騒音計を配置して測定を実施した6）（図2）。円ごとのレベル差を見ることで離陸滑走時の後方3 滑走開始時の後方指向性指向性を確認することができる。既存の騒音予測

航空機用ターボファンエンジンの騒音の放射

ガイドラインの傾向は確認できたものの、機体か特性は同心円ではなく指向性を持っている。これら離れた地点での指向性の形状の変化で測定結は給排気の方向である前後方向に騒音が出ると果と違っていることなどが確認でき、モデルの改ともに、後方へのエンジンの噴射については、コ良を検討しているところである。

ア噴流、バイパス噴流、周辺大気と速度の違う空気が流れるため境界層ができ、この境界層により4 速度の正味推力への影響

3）

音の屈 折 が発 生 することが理由である 。この航空機のジェットエンジンの騒音値は、エンジン回転数や速度、温度等によっ て変 化 する。 そのため、民間旅客に用いられるターボファンエンジンでは、これらを考慮している修正正味推力（Corrected Net Thrust）との対応が良いと考えられており、既存の騒音予測ガイドラインであるECAC Doc.29やICAO
Doc. 9911 においても修正正味推力を用いた予測方法が記述されている。しかし、稼働中の航空機の推力そのものを測定することは難 しいため、エ ン
ジンパラメータ（回転数N 1 %、圧力比EPR）、速度、気象等か

図2. 成田空港での後方指向性調査での騒音計配置− 37−

ら計算により推定する必要が〔研究報告〕No.26, 2022

205 m<= runway-A 34L

O:measurement points
150 m
図 3 . 成田空港での速度の正味推力影響調査での騒音計配置ある。とはいえ、この計算推定においても、機種がって、L Amax で数dB 程度下がっていく傾向が確別・エンジン別の計算用係数を必要とするが、最認できた。これは速度変化に応じて修正正味推力

近の航 空 機によってはこれらの係 数 そのものもが下 がった影 響 ではないかと推 測 することがで得ることが難しい状況にある。そこで予測精度をき、この結果に基づいた予測精度の改良について担保するためには、現状で得られる観測値をもっ検討しているところである。て、騒音値を補正する必要性があると考え、そのための検証が必要と考えた。特に離陸滑走中は速5 地表面の過剰減衰

度、エンジンパラメータの変化が大きいため、それらの騒音への影響を検証した。

騒音の伝搬経路に地面が近い・受音点に対して航空機の仰角が低いといった場合は、地表面のそこで、成田空港の 34 L 滑走路において後方指音の吸収・翼面反射等の影響がある。この影響は、向性を測定したのと同期間の2020年10月の1週間

距離減衰、空気吸収減衰とは別の、地表面の過剰7）に近傍にて別調査を行った （図 3）。滑走中の騒減衰として知られ、これを適切に予測するための音の変化を確認するために、滑走路と平行に騒音モデルとして、SAE AIR 17518）やその更新版の計を配置し 150 m 間隔で、1500 m にわたって騒音AIR5662 9）が広く使われている。これらのモデルを測定した。通常、滑走開始後早々にエンジン回では仰角をパラメータとした空中－地上伝搬と転数が安定、速度は継続して加速するので、主に水平距離をパラメータとして地上－地上伝搬の速度変化と騒音の関係性を見ることができる。

2 つの要素から過剰減衰量を算定しているが、こ結果としては、機体の速度が上昇するのにした

れらの両方において、常時監視局等の結果との差

図 4 . 成田空港での過剰減衰の調査での騒音計配置−38−

No.26, 2022〔研究報告〕

異が存在する場合があったため、他機関との共同研究により2000 年ごろから継続的に成田、仙台、新千歳、鹿児島などでの調査およびモデルの検討を行ってきている。比較的近年に行った中長期の調査としては、成田の 34 L 滑走路付近において2015年から2016年にかけて4季節にそれぞれ7日間の測定を行っている 10）（図 4）。測定結果として過剰減衰の発生は確認できたが、既存のモデルに比べて減衰量がやや少ない傾向が見られ、他調査の結果も合わせた予測モデルの改良について検討しているところである。

6 まとめ
当研究センターではこれまで騒音影響の大きい滑走路周辺について、防音壁、後方指向性、正味推力、地表面過剰減衰といった補正要因について予測精度を改善すべく調査とそのデータに基づく予測モデルの改良を進めてきた。一部の補正要因については補正量のオーダーが 10 dB 以上にもなる上に、近年の航空機の技術改良および機材更新により航空機騒音の周波数構成やそれに基づく伝搬量が変わっていたりするので、精度を継続的に確認することが求められている。補正要因ごとにそれぞれ適した調査を実施しているが、結果と照らし合わせると既存のモデルに整合はするもののやや違いが見られる場合があり、モデル

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9 ) AEROSPACE INFORMATION REPORT, Methodfor Predicting Lateral Attenuation of Airplane
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10 ) Shinohara N. et al. Study of lateral attenuation
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改良の余地がある可能性が示唆されている。モデル改良には調査データを積み重ねる必要がある
ため、今後も予測精度を向上させるための取組みを引き続き継続していきたい。

謝辞
現地騒音測定にご協力いただいた成田国際空港株式会社の皆様に感謝いたします。

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