Lugvaartgeraasbesoedeling

Lugvaartgeraasbesoedeling verwys na geraasbesoedeling wat deur vliegtuie in vlug geproduseer word wat met verskeie negatiewe stres-gemedieerde gesondheidseffekte geassosieer word, van slaapversteurings tot kardiovaskulêre siektes. Regerings het uitgebreide beheermaatreëls ingestel wat van toepassing is op vliegtuigontwerpers, vervaardigers en operateurs, wat verbeterde prosedures en 'n afname in besoedeling tot gevolg gehad het.

Klankproduksie word in drie kategorieë verdeel:

 Meganiese geraas—rotasie van die enjinonderdele, die meeste opvallend wanneer waaierblaaie supersoniese spoed bereik.
 Aërodinamiese geraas—van die lugvloei om die oppervlaktes van die vliegtuig, veral wanneer laag gevlieg word teen hoë spoed.
 Geraas van vliegtuigstelsels—kajuit- en kajuitdruk- en kondisioneringstelsels, asook hulpkrag-eenhede.

Meganismes van klankproduksie 

Vliegtuiggeraas is geraasbesoedeling wat deur 'n vliegtuig of sy komponente geproduseer word, hetsy op die grond terwyl dit geparkeer word, soos hulpkrageenhede, tydens taxi, tydens aanloop vanaf skroef- en straaluitlaat, tydens opstyg, onder en lateraal na vertrek- en aankomsroetes, oorvlieg terwyl jy op pad is, of tydens landing. 'n Bewegende vliegtuig wat die straalenjin of skroef insluit, veroorsaak samepersing en verdunning van die lug, wat beweging van lugmolekules veroorsaak. Hierdie beweging versprei deur die lug as drukgolwe. As hierdie drukgolwe sterk genoeg en binne die hoorbare frekwensiespektrum is, word 'n sensasie van gehoor geproduseer. Verskillende vliegtuigtipes het verskillende geraasvlakke en frekwensies. Die geraas kom uit drie hoofbronne:

 Enjin en ander meganiese geraas
 Aërodinamiese geraas
 Geraas van vliegtuigstelsels

Enjin en ander meganiese geraas 

Baie van die geraas in skroefvliegtuie kom ewe veel van die skroewe en aerodinamika af. Helikoptergeraas is aërodinamies-geïnduseerde geraas van die hoof- en stertrotors en meganies-geïnduseerde geraas van die hoofratkas en verskeie transmissiekettings. Die meganiese bronne produseer smalband hoë intensiteit pieke wat verband hou met die rotasiespoed en beweging van die bewegende dele. In terme van rekenaarmodellering kan geraas van 'n bewegende vliegtuig as 'n lynbron hanteer word.

Vliegtuiggasturbine-enjins (straalmotors) is verantwoordelik vir baie van die vliegtuiggeraas tydens opstyg en klim, soos die gonssaaggeluid wat gegenereer word wanneer die punte van die waaierlemme supersoniese spoed bereik. Met vooruitgang in geraasverminderingtegnologieë is die lugraam egter tipies meer raserig tydens landing.

Die meeste enjingeraas is te wyte aan stralergeraas - hoewel turbowaaiers met 'n hoë omleidingverhouding wel aansienlike waaiergeraas het. Die hoëspoedstraal wat die agterkant van die enjin verlaat, het 'n inherente skuiflaag-onstabiliteit (indien nie dik genoeg nie) en rol op in ringkolke. Dit breek later af in turbulensie (onstuimigheid). Die SPL wat met enjingeraas geassosieer word, is eweredig aan die straalspoed (tot 'n hoë drywing). Daarom sal selfs beskeie vermindering in uitlaatsnelheid 'n groot vermindering in straalgeraas veroorsaak.

Enjins is die hoofbron van vliegtuiggeraas. Die geratte Pratt &amp; Whitney PW1000G het gehelp om die geraasvlakke van die Bombardier C-reeks, Mitsubishi MRJ en Embraer E-Jet E2 smalrompvliegtuie te verminder: die ratkas laat die waaier teen 'n optimale spoed tol, wat een derde van die spoed van die LP-turbine is, vir 'n stadiger waaierpuntspoed. Dit het 'n 75% kleiner geraasvoetspoor as huidige ekwivalente. Die PowerJet SaM146 in die Soechoi Superjet 100 beskik oor 3D- aërodinamiese waaierblaaie en 'n gondel met 'n lang gemengde kanaalvloeispuitstuk om geraas te verminder.

Aërodinamiese geraas 

Aërodinamiese geraas ontstaan uit die lugvloei rondom die vliegtuigromp en beheer oppervlaktes. Hierdie tipe geraas neem toe met vliegtuigspoed en ook op lae hoogtes as gevolg van die digtheid van die lug. Straalaangedrewe vliegtuie skep intense geraas weens hul aerodinamika. Laagvliegende, hoëspoed militêre vliegtuie produseer veral harde aërodinamiese geraas.

Die vorm van die neus, windskerm of kap van 'n vliegtuig beïnvloed die klank wat geproduseer word. Baie van die geraas van 'n skroefvliegtuig is van aërodinamiese oorsprong as gevolg van die vloei van lug om die lemme. Die hoof- en stertrotors van 'n helikopter gee ook aanleiding tot aërodinamiese geraas. Hierdie tipe aërodinamiese geraas is meestal van 'n lae frekwensie wat deur die rotorspoed bepaal word.

Geraas van vliegtuigstelsels 

Kajuit- en kajuitdruk- en kondisioneringstelsels is dikwels 'n groot bydraer binne kajuite van beide burgerlike en militêre vliegtuie. Een van die belangrikste bronne van kajuitgeraas van kommersiële straalvliegtuie, behalwe die hoofenjins, is egter die bystandkrageenheid sebystandkrageenheid (APU), 'n aanboord kragopwekker wat gebruik word om die hoofenjins van vliegtuie aan te skakel, gewoonlik met saamgeperste lug, en om elektriese krag te verskaf terwyl die vliegtuig op die grond is. Ander interne vliegtuigstelsels kan ook bydra, soos gespesialiseerde elektroniese toerusting in sommige militêre vliegtuie.

Gesondheidseffekte 

Vliegtuigenjins is die grootste bron van geraas en kan 140 desibel (dB) oorskry tydens opstyg. Terwyl dit in die lug is, is die hoofbronne van geraas die enjins en die hoëspoed-turbulensie oor die romp.

Daar is gesondheidsgevolge van verhoogde klankvlakke. Verhoogde werkplek- of ander geraas kan gehoorgestremdheid, hipertensie, iskemiese hartsiekte, ergernis, slaapstoornis en verminderde skoolprestasie veroorsaak. Alhoewel sommige gehoorverlies natuurlik met ouderdom voorkom, is die impak van geraas in baie ontwikkelde lande voldoende om gehoor in die loop van 'n leeftyd te benadeel. Verhoogde geraasvlakke kan stres veroorsaak, ongeluksyfers in die werkplek verhoog en aggressie en ander anti-sosiale gedrag stimuleer. Lughawegeraas word gekoppel aan hoë bloeddruk. Vliegtuiggeraas verhoog die risiko's van hartaanvalle.

Kajuitgeraas 
Vliegtuiggeraas affekteer ook die mense binne die vliegtuig: beide bemanning en passasiers. Kajuitgeraas kan bestudeer word om die beroepsblootstelling en die gesondheid en veiligheid van vlieëniers en vlugkelners aan te spreek. In 1998 is 64 kommersiële lugrederyvlieëniers ondervra oor gehoorverlies en tinnitus. In 1999 het die NIOSH verskeie geraasopnames en gesondheidsgevare-evaluasies gedoen, en gevind dat geraasvlakke sy aanbevole blootstellingslimiet van 85 A-geweegde desibel as 'n 8-uur TWA oorskry.  In 2006 is die geraasvlakke binne 'n Airbus A321 tydens vaart gerapporteer as ongeveer 78 dB(A) en tydens taxi wanneer die vliegtuigenjins minimale stukrag lewer, is geraasvlakke in die kajuit op 65 dB(A) aangeteken.  In 2008 het 'n studie van Sweedse lugrederye se kajuitpersoneel gemiddelde klankvlakke tussen 78 en 84 dB(A) gevind. met maksimum A-geweegde blootstelling van 114 dB, maar het geen groot gehoordrempelverskuiwings gevind nie. In 2018 het 'n studie van klankvlakke gemeet op 200 vlugte wat ses vliegtuiggroepe verteenwoordig, mediageraasvlak van 83,5 db(A) gevind met vlakke wat 110 dB(A) bereik het op sekere vlugte, maar slegs 4,5% het die NIOSH aanbevole 8-uur TWA van 85 dB(A) oorskry.

Kognitiewe effekte 
Gesimuleerde vliegtuiggeraas op 65 dB(A) het getoon dat individue se geheue en herroeping van ouditiewe inligting negatief beïnvloed word. In een studie wat die effek van vliegtuiggeraas met die effek van alkohol op kognitiewe prestasie vergelyk het, is gevind dat gesimuleerde vliegtuiggeraas teen 65 dB(A) dieselfde effek gehad het op individue se vermoë om ouditiewe inligting te herroep as om dronk te wees met 'n bloedalkoholkonsentrasievlak van 0.10, dubbel die wetlike limiet wat vereis word om ’n motorvoertuig in ontwikkelde lande soos Australië te bestuur.

Versagtingsprogramme 

In die Verenigde State, sedert lugvaartgeraas in die laat 1960's 'n openbare kwessie geword het, het regerings wetgewende beheermaatreëls ingestel. Vliegtuigontwerpers, vervaardigers en operateurs het stiller vliegtuie en beter bedryfsprosedures ontwikkel. Moderne hoë-omleiding-turbowaaiers is byvoorbeeld stiller as die turbo-stralers en lae-omleiding-turbowaaiers van die 1960's. Eerstens het FAA-vliegtuigsertifisering geraasverlagings bereik wat geklassifiseer is as "Vlak 3" vliegtuig; wat opgegradeer is na "Vlak 4"-geraasertifisering wat lei tot stiller vliegtuie. Dit het gelei tot laer geraasblootstelling ten spyte van verhoogde verkeersgroei en gewildheid.

In die 1980's het die Amerikaanse Kongres die FAA gemagtig om programme te ontwerp om huise naby lughawens te isoleer. Alhoewel dit nie die eksterne geraas aanspreek nie, was die program doeltreffend binnenshuis. Van die eerste lughawens waar die tegnologie toegepas is, was San Francisco Internasionale Lughawe en San Jose Internasionale Lughawe in Kalifornië. 'n Rekenaarmodel word gebruik wat die uitwerking van vliegtuiggeraas op boustrukture simuleer. Variasies van vliegtuigtipe, vlugpatrone en plaaslike meteorologie kan bestudeer word. Dan kan die voordele van die bou van retro-gepasde strategieë soos dak-opgradering, verbetering van vensterglas, kaggel-isolasie, en verseëling van konstruksie-nate geëvalueer word.

Regulasie

Nagvlugbeperkings 
By Londen se Heathrow, Gatwick en Stansted-lughawens en Lughawe Frankfurt in Duitsland geld nagvlugbeperkings om geraasbesoedeling snags te bekamp.

'n Reeks proewe is tussen Desember 2013 en November 2014 by Londen se Heathrow-lughawe onderneem as deel van die VK se "toekomstige lugruimstrategie" en die Europawye " Single European Sky "-moderniseringsprojek. Die proewe het getoon dat die gebruik van satelliet-gebaseerde navigasiestelsels dit moontlik was om geraasverligting aan meer omliggende gemeenskappe te bied, alhoewel dit gelei het tot 'n aansienlike onverwagte toename in geraasklagtes (61 650 ) as gevolg van die gekonsentreerde vlugpaaie. Die studie het bevind dat steiler hoeke vir opstyg en land daartoe gelei het dat minder mense vliegtuiggeraas ervaar en dat geraasverligting gedeel kan word deur meer presiese vlugpaaie te gebruik, wat beheer oor die geraasvoetspoor van vertrekkende vliegtuie moontlik maak. Geraasverligting kan verbeter word deur vlugroetes te verander, byvoorbeeld deur een vlugroete in die oggend en 'n ander in die middag te gebruik.

Tegnologiese vooruitgang

Enjinontwerp 
Moderne hoë-omleiding-turbowaaiermotors is nie net meer brandstofdoeltreffend nie, maar ook baie stiller as ouer turbo- en lae-omleiding-turbowaaiers. Op nuwer enjins verminder geraasverminderende chevrons die enjin se geraas verder, terwyl op ouer enjins stiltestelle gebruik word om hul oormatige geraas te help versag.

Enjinligging 

Die vermoë om geraas te verminder kan beperk word as enjins onder die vliegtuig se vlerke bly. NASA verwag 'n kumulatiewe 20–30 dB onder Fase 4-perke teen 2026–2031, maar om vliegtuiggeraas binne lughawegrense te hou vereis ten minste 'n 40–50 dB vermindering. Landingstoerusting, vlerklatte en vlerkklappe produseer ook geraas en moet moontlik van die grond afgeskerm word met nuwe konfigurasies. NASA het bevind oorvlerk- en middelrompgondels kan geraas met 30–40 dB verminder, selfs 40–50 dB vir hibriede vlerke wat noodsaaklik kan wees vir oop rotors.

Verwysings

Eksterne skakels 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Klank