Любому, кто летал на самолёте, наверняка запомнился шум, сопровождающий весь полёт и многократно усиливающийся при взлёте и посадке. Источниками этого шума, мешающего не только авиапассажирам, но и многим миллионам людей, живущих около аэропортов, являются двигатели самолёта и турбулентность, возникающая при обтекании воздухом крыльев и фюзеляжа.
Для оценки силы (интенсивности) L
шума часто используют величину
Так измеряют шум от низколетящих самолётов в Великобритании Уровень шума двигателей самолётов обычно измеряют на расстоянии 394 м (200 ярдов) от них, и он составляет для Boing-747, DC-10, Boing-767 и A-300 соответственно 106, 102, 94 и 94 дБ. Однако в современных моделях самолётов основным источником шума являются не двигатели, а турбулентности вокруг крыльев и выступающих элементов фюзеляжа. Поэтому будущее принадлежит самолётам с бесшумными крыльями. Изучение бесшумных крыльев началось очень давно. Ещё в 1984 г. советские учёные А.С.Гиневский и Е.В.Власов открыли явление «акустического ослабления турбулентности в дозвуковых струях». Они показали, что звук определённой частоты ослабляет турбулентность в струе, вырывающейся из сопла двигателя, в результате чего скорость струи увеличивается, а сопровождающий её шум уменьшается. Подавление турбулентности звуком объясняется тем, что при достаточно высокой частоте он начинает дробить вихри, возникающие в турбулентном потоке, в результате чего шум частично гаснет, а скорость струи растёт. Исследование турбулентности потока воздуха вокруг крыльев продолжается и сейчас. Дело в том, что 25% авиакатастроф небольших самолётов происходит из-за внезапной потери подъёмной силы при резком повороте или малой скорости полёта, и причина этого – возникновение турбулентности над крылом. Чтобы ослабить турбулентность потока, австралийские учёные покрыли крыло тонкой плёнкой, обладающей пьезоэлектрическими свойствами, и приложили к ней переменное электрическое напряжение частотой 400 Гц. Этого оказалось достаточным, чтобы при той же скорости самолёта увеличить максимальную подъёмную силу на 22% и сделать полёты на малых самолётах более безопасными. Существуют и другие идеи, воплощение которых могло бы значительно уменьшить шум пролетающих над нами самолётов. Одна из них – расположить двигатели над крылом. Обычно двигатели располагают под крылом, чтобы крыло защищало пассажиров от шума. Со временем двигатели стали малошумящими, и сейчас крыло можно использовать для защиты от шума двигателей тех, кто остался на земле. Это особенно поможет снизить шум вблизи аэропорта при взлёте самолёта, когда его двигатели работают на полную мощь.
При посадке двигатели практически не работают, и главным источником шума является турбулентность над крылом, закрылками и элеронами, повёрнутыми так, чтобы затормозить самолёт. Теоретически можно затормозить самолёт, не вызывая такой колоссальной турбулентности и связанного с ней шума. Для этого достаточно отсасывать через специальные отверстия прилегающий к верхней поверхности крыла пограничный слой воздуха, в котором и возникает турбулентность. Пограничный слой воздуха станет тоньше, а значит, и вихри турбулентности в нём будут меньше. Соответственно и полёт станет менее шумным. Учёные считают, что в будущем все движущиеся элементы крыла – элероны и закрылки, являющиеся основными источниками шума, – могут быть заменены на «системы отсоса пограничного слоя». Это позволит осуществить мечту авиаконструкторов – создать тихий самолёт. Литература Aircraft Noise. UK Parliamentary Office of Science and Technology POSTNOTE, № 197, June 2003. Система моделирования шума самолёта. www.scican.net/~SOS/jetNoise.html «Singing» keeps aircraft in the sky. New Scientist, 2005, Aug27. Vibrating plane wings may delay stalling. ABC Science on line, 18 August 2005. http://www.abc.net.au/science/news/ Airflow not engine causes most plane noise. Discovery News, 16 December 2005. http://www.abc.net.au/science/news/ Noise-Reduction Benefits Analyzed for Over-the-Wing-Mounted Advanced Turbofan Engines. www-psao.grc.nasa.gov/Library/Abstracts/ISABE.html. Noise shielding study of an aircraft wing. www.quest-global.com/html/domains/aerospace. Aviation. The shape of wings to come. www.newscientist. com/news.ns. 2005, Jun29. К.Ю.БОГДАНОВ (школа № 1326, г. Москва),В.А.ХАМИТОВ (школа № 1, пос. Октябрьский, Пермская обл.) |
, где P – средняя амплитуда
звукового давления данного шума, а Pmin
– амплитуда звукового давления, соответствующая
среднему порогу слышимости человека. Величина L
– безразмерная, но, чтобы её отличить от других
безразмерных величин, ей придана размерность
децибел (дБ). Шум самолёта свыше 65 дБ заглушает
разговоры людей. Шум угнетает, если он выше 75 дБ, а
шум больше 85 дБ может быть опасен для здоровья.
