航空環境研究 No. 26（2022）, PP. 30−35

研究報告

航空機騒音の変遷と音質評価に関する考察*
下山 晃司（航空環境研究センター） 森長 誠（神奈川大学） 小林 知尋（小林理学研究所）

1. はじめに数によって異なることを示した（等ラウドネス

環境基準の制定以降、航空機騒音の低減に関し曲線）。騒音計測で良く用いられる騒音レベルて行政、機体メーカー、空港管理者等の努力によ（A 特性音圧レベル）は、等ラウドネス曲線の特り単発騒音としては相当の低騒音化が進んだ。一性を考慮し、ヒトが感じる音の大きさを近似的方で、運航需要の増大により多頻度化するなど、に表したものである（なお、ヒトの聴覚を詳細に空港周辺における騒音暴露の状況は激甚騒音とモデル化した理論を用いて、ヒトが感じる音の呼ばれた当時と比べると大きく変わっている。こ大きさを精緻に計算する Loudness という指標

こでの航空機の低騒音化とは、環境基準で用いらが ISO 532 シリーズで規格化されているが、本れる騒音評価指標のような数値が低減している

稿では紹介だけに留めておく）。航空機騒音のことを意図しているが、ヒトが感じるのは大きさ

測定・評価では、航空機 1 機当たりの単発騒音暴以外にもその音色に対して生じる印象などもあ露レベルL AE や、騒音の発生時間帯によるペナる。筆者らは、現在の航空機騒音は激甚騒音と呼ルティを加算したL AE を累積して算出するL den

ばれた当時と比べて「マイルド」になっていると等が用いられる。これに類する評価指標を本稿感じており、そのような印象を想起させる要因のではラウドネス指標と総称する。
・ ノイジネス指標：ヒトが感じる聴感的な不快感定量化について検討を進めている。
そこで、本稿では航空機騒音の変遷を振り返（やかましさ）を表現する指標のひとつ。その代り、過去と現代の航空機騒音の特徴を述べると共表例として、Kryterらが激甚騒音の時代と呼ばに音の大きさだけでは表せない航空機騒音の印れた1960年代の民間旅客機（従来機）の飛行音を象評価（音質評価）について考察する。

被験者に聴かせてやかましさが同程度となるように音量調整させる実験を行った。その結果（等2 . 本稿で用いる用語についてノイジネス曲線）から周波数重み付け特性D（D特性）や感覚騒音レベル（PNL，Perceived Noise

本稿では、音の物理的・主観的特徴を評価／定量化する用語を以下の様に取り扱う。

Level）
が提唱された。さらに、純音補正等の複雑

・ 物理指標：音の物理特性のうち、最も基本的なな処理を施した上でPNLを累積して算出する加量である大きさ（音の強さ）を表す。主な評価

重等価平均感覚騒音レベル（WECPNL）等は航指標には周波数重み付けをしない音圧レベル

空機騒音の評価に用いられてきた。本稿では上（Z 特性）があり、これに類する評価指標を本稿記の範囲に限定してノイジネス指標と総称する。
・ 音質評価指標：音の変動感など音色に対する印では物理指標と総称する。
・ ラウドネス指標：ヒトが感じる音の大きさを表象を構成する様々な要因を定量化する指標。同現 する指 標 のひとつ。1930 年 代 に Fletcher とじ音の大きさであっても、音質により心理的影

Munson は 1 kHz の純音を基準とし、高い音／響は異なる。このような詳 細な観点に着目す

低い音の純音をそれぞれ被験者に聴かせて同るため、評価対象とする音の特性により様々なじ大きさに聞こえる様 に音 量 調 整させる実 験指標があるが、本稿では音の鋭さを定量化するを行った。その結果、異なる周波数の純音ではSharpness と、純音性成分の可聴度を定量化す同じ音の大きさに聞こえる音圧レベルが周波る Tonal Audibility について言及する。

* A transition of aircraft noise and consideration on sound quality evaluation−30−

No.26, 2022〔研究報告〕

ここで、Z 特性および A 特性、D 特性を図 1 に民間航空機関（ICAO）
が国際民間航空条約の第16示す（Z特性およびA特性は騒音計に関するJIS規

附属書第1巻（1971年）
にて空港周辺の騒音対策に

格：JIS C 1509 - 1 : 2017 [IEC 61672 - 1 : 2013 ] に規用いる評価指標として WECPNL を提唱していた

定されているが、D 特性はかつて使用されていたことや航空機の国際性を考慮して WECPNL（ノ周波数重み付け特性であり現在は規定されていイジネス指標）が採用された。しかし、WECPNLない）。これより、ノイジネス指標のD特性はラウを算出するには純音補正等の複雑な処理が必要

ドネス指標の A 特性と比較すると、従来機の特徴となり騒音計によって簡単に測定することがで的な高周波数成分（2～4 kHz）を大きく評価するきないため、幾つかの仮定を基に、騒音計で測定指標であることがわかる。

した A 特性音圧レベルから近似的に WECPNLを求める日本独自の方法が採られた（図 2 に測定結果から各評価指標を算出するまでの簡単なフロー図を示す）。つまり、ノイジネス指標である
WECPNL が採用されたものの、本質的にはラウドネス指標で評価が行われることとなった。
その後、2002年に成田空港のB 滑走路が供用されたことが契機となりWECPNLの逆転現象（遠方の滑走路を離着陸する騒音を評価に加えると、近い滑走路だけの騒音より小さく評価される現象）が指摘された。これは日本独自の近似計算での仮定条件と騒音の実態に乖離が生じたためであり、環境省は様々な検討や測定技術の進歩等を踏まえ

L den を評価指標とすることを2007 年に告示、2013
図1

周波数重み付け Z 特性および A 特性、D 特性

年から施行された。これにより仮定条件が必要無くなったため、より実態に近い航空機騒音の評価

3 . 航空機騒音の変遷と評価指標が可能になると共に騒音測定から評価指標に至る

3 . 1 航空機騒音の評価指標の変遷までラウドネス指標が用いられることとなった。

我が国では1967
年に公害対策基本法が制定され、1973
年 には航 空 機 騒
音に係る環境基準（以降、環境基準）が制定された。環境基準では生活環境を保 全し、人の健康の保護に資する
うえで維 持 することが望 ましい基 準として、地 域 類 型別に基準値が示された。当 時、国 際

図2

航空機騒音評価指標の簡易算出フロー図−31−

〔研究報告〕No.26, 2022

3 . 2 航空機の低騒音化と周波数特性の変遷
航空機騒音を取り巻く環境は環境基準制定時から大きく変化しており、当機関誌では既報 1), 2)■ターボジェットエンジン
コア噴流の速度が速く騒音が大きい
空気でこれらについて解説を行っている。そこで本稿

コア

では、騒音発生源対策つまり航空機の技術改良の成果としてどれだけ低騒音化が達成されたか、その周波数特性について簡単に振り返る。
航空機のエンジンは、従来機に使用されていたターボジェットエンジンとその後改善が施されたターボファンエンジンに大別される（図 3）。

ファン■ターボファンエンジン
コア外部にバイパス噴流を追加。
空気騒音も下がる

圧縮機 燃焼室 タービン

コア

ターボジェットエンジンはシンプルな構造で軽量だが、民間旅客機の飛行速度を考慮するとコア

図3

噴流の流速が早すぎるため無駄が多く、推力も余エンジンの簡略断面図分に必要とするため、結果として騒音も大きくな民間旅客機の騒音に対する国際的な統一基準る。騒音は空気の流速の 8 乗に比例する。
（例えばとしてICAOの騒音証明制度がある。騒音証明制

速度が 1 / 2 倍になった場合、騒音のエネルギーは度では、着陸直下、離陸直下及び側方の 3 地点で1 / 256 倍になりデシベルに換算すると 24 dBも小の騒音測定結果を基に騒音証明値としてノイジさくなる。
）現在の民間旅客機ではここを改善しネス指標のEPNLが算出される。離陸直下の騒音たターボファンエンジンが使用されている。前方証明値の変遷を図4に示す。これより1960年代とから取り込んだ空気を燃料と混合して点火して現在で比較すると、約 50 年で高バイパス化（高BP後方より吹き出すことで推力を得る原理は同じ化）が進むとともに EPNL で 20 dB 以上もの低騒であるが、前方のファンから取り込んだ空気を燃音化が達成されていることがわかる。しかし、そ焼用に取り込むコア噴流と、そのまま後ろへ押しの変化は鈍化している傾向も見られる。これは、流して推進力にするバイパス噴流に用いる点が高バイパス化したエンジンは構造が複雑化して大きく異なる。コア噴流の推進力の一部をバイパ重量が増加するデメリットや、エンジン口径が大ス噴流の駆動力に分けたのち後部で混合するこきくなり、機体に取り付けると地面を擦るリスクとで、全体の流速を落としつつバイパス噴流に多がある等、高BP 化には限界があるためである。

くの空 気 を流 して推 力 として使 用 することができる。 単 純にいうと、エンジンの推進力＝空気量×噴流速度であるが、騒音に影響する噴流速度を抑えても、騒音に影響しにくい空気量を増やせば充分な推進力を得ることができるので、結果として騒音は劇的に減り、なおか
つ推 進 効 率 も高 めることができる。コア噴流とバイパス噴流の空気量の比率をバイパス比（BP比、BP比=バイパス噴流÷コア噴流）という。

BP 比の目安BP 比：4～8 程度

BP 比 1 前後
図4−32−

騒音証明値（離陸直下）の変遷

BP：9～12

No.26, 2022〔研究報告〕

図5に空港から2～2.5km程度離れた測定点における離陸騒音の測定結果から算出した最大騒音位は acum である。数値が大きくなるほど主観的に音の鋭さが強いことを示す。

レベル（L Amax）と、周波数別の最大音圧レベルを従来機と現在も運航されている機種の経路直示す。離陸機 1 機の騒音データから得た結果では下の離陸騒音測定データを収集し、算出した機あるが、従来機（DC 8、B 747 - 200、L 1011）と図 5 の種別ラウドネス指標L AE と、Sharpness の対応関中で最も新しい機種（A 359）を比較すると、
L Amax係を図 6 に示す。これより、従来機（DC 8、B 747 -は図 4 の EPNL と同程度に低騒音化されているこ200、L 1011）は Sharpness が大きい範囲に分布しとが伺える。また、周波数別の音圧レベルに着目ており、比較的新しい機種（目安として BP 比 4 以すると、その差は一様ではなく、主に 500 Hz 帯域上の機種。以降、現代機と呼ぶ）はL AE で 90 dB以下と2 kHz以上で大きく低減されている。後者

以下、かつ Sharpness は 1 acum 以下の範囲にそはノイジネス指標で大きく評価される、従来機にの殆どが納まっている傾向が見られる。L 1011と特徴的な周波数成分とちょうど一致する。

B 772 に着目すると、ラウドネス指標L AE では殆ど同じ 90 dB 前後に分布しているが、L 1011 の方がSharpness は大きい。図 5 の周波数特性と合わせて考えれば、Sharpness を用いれば激甚騒音時代の民間旅客機に特徴的な音質を定量化できる可能性があると考えられる。

従来機

図5

航空機騒音の周波数特性の変遷

4 . 航空機騒音の音質評価に関する考察

現代機

前章で従来機と比べるとエンジンの高BP 化等により低騒音化が実現されたといわれているが、詳細にみると、高周波数成分についても大きく低図6減さていることが確認できた。このような違いを音質評価指標とラウドネス指標の対応関係例（離陸音のL AE と Sharpness の対応関係）

筆者らは、「マイルド」になったと感じているのではないかと考えられる。そこで本章では、この違5 . 航空機騒音の特異事例と音質評価

いがノイジネス指標やラウドネス指標には表れ

4 章では、激甚騒音と呼ばれた時代から現在まない航空機の音の印象改善に関与していると言での航空機騒音の低騒音化について、エンジンのえるか、音質評価指標を用いて定量化でもないか高BP化などの発生源対策によって、ラウドネス指検討・考察する。

標やノイジネス指標に表れない音質の改善効果

今回の検討では、従来機に特徴的な高周波数成を定量化できないか検討・考察を行った。一方で、分の違いを評価することができる、Sharpness とエンジンの高BP 化による低騒音化の限界が近いいう音質評価指標を選定した。Sharpnessは主観ため、今後のより好い航空環境の発展の一助とし的な音の鋭さを評価する音質評価指標であり、単て音質評価の観点からアプローチできないか検−33−

〔研究報告〕No.26, 2022

討を行った。本章では着陸時に特徴的な飛行音がこれより、2 回目は 1 回目と比べて 400 Hz 帯域発生する事例に着目し、音質評価指標を用いて定の音が卓越していることがわかる。今回は、卓越量化できないか検討した結果について報告する。

純音成分によってピークが 2 回観測される事例を空港周辺の着陸経路下において、通常の着陸騒紹介した。1回目のピークと2回目のピークの大小音とは異なる純音成分が卓越した音（以降、卓越関係により航空機騒音の評価対象である継続時純音成分と呼ぶ）が聞こえる事例が報告されてい間の算定範囲（L Amax - 10 dB、図 7 赤線の範囲）がる。この事例は、1990 年頃に導入が進んだ機種短くなることもあるため、卓越純音成分が発生し（B 777 - 200、B 767 - 300 等）や 2010 年以降に導入てもL AE は必ずしも増加しない。さらに、発生率が進んだ機種（B 787 - 8、B 787 - 9、A 321 - 200 neoが低いこともあり、卓越純音成分を評価した場合等）で報告されているが、その発生率は非常に低と評価しない場合で評価指標L den への影響は殆く（発生率が高い測定地点でも全体の数％程度）、どない（影響しても 0 . 1 dB 以下）。

場所によっては全く観測されない。

実際に音を聞いてみると、卓越純音成分が騒音

図7に卓越純音成分が観測された時の騒音レベレベルの時間変化に表れない場合でも聞き取れルの時間変動を示す。この図を見ると、本来は最るケースもある。このような音について、音質評

大騒音時から徐々に騒音レベルが小さくなるは

価指標を用いれば、音色の印象を定量化できる可ずが、1 回目のピークの後で再度騒音レベルが上能性はある。純音性成分の可聴度を定量化する音

昇し 2 回目のピークが観測されていることがわか

質評価指標として Tonal Audibility（TA）が挙げる。そこで、1 回目及び 2 回目の最大騒音時の周られるが、航空機騒音は通常の着陸音でもエンジ波数分析を行った結果を図 8 に示す。

ンのファン回転数に応じた純音性成分を含むた
め、TA で適切に評価できるかはする今後慎重に検討を進めて行きたい。

6 . まとめ
本稿では、激甚騒音と呼ばれた時代から現在までの航空機騒音に関する評価指標とその変遷について確認した。さらに、航空機の低騒音化（高BP 化）などの発生源対策により、ラウドネス指標やノイジネス指標に表れない音質の改善効果
図7

特異音発生時の騒音レベル変動図を定量化できないか検討を行った。その一例として、従来機と比較として、音質評価指標であるSharpness を用いた検討・考察を行った。また、
航空機騒音の卓越純音成分が発生する事例を紹介すると共に音質評価指標TAを用いた検討の可能性を述べた。
音質評価指標を用いて航空機の音を評価するには、音質評価指標での定量化だけでなく、定量化した結果とヒトの感じ方を対応付けることが重要なため、今回検討した結果等を用いて今年度、被験者実験を行う予定である。

図8

ピーク時（1 回目、2 回目）の周波数特性−34−No.26, 2022〔研究報告〕

文献1 ) 航空環境研究( 2018 )：中澤、騒音発生源対策と航空機の技術改良
2 ) 航空環境研究( 2019 )：篠原、航空機騒音の特徴と伝搬特性−35−