Hoće li putnički avioni budućnosti proći… „test buke“?

Buka aviona često je smetnja za ljude koji žive u blizini aerodroma i letova, a u najgorem slučaju i opasna po zdravlje: od poremećaja spavanja do kardiovaskularnih bolesti.

Prema izvještaju Evropske agencije za životnu sredinu, u 2017. godini oko četiri miliona ljudi u Evropi bilo je izloženo prekomjernom nivou buke koju izazivaju avioni.

Novi tipovi aviona sa mješovitim krilnim tijelima (BWB), čiji se trup neprimjetno stapa s krilima, koja također imaju manji otpor zraka i manju potrošnju goriva, smatraju se svjetionikom nade za ublažavanje ovog tereta.

Nadalje, generirali bi manje emisije buke prema tlu da su motori postavljeni na vrh trupa.

Razdvojeni avion u obliku slova "V" za održivu avijaciju

U srcu evropskog projekta ARTEM za konfiguracije aviona za 2035. i 2050. godinu

ARTEM (Aircraft Noise Reduction Technologies and related Environmental Impact), glavna studija Evropske unije o buci aviona, je petogodišnji istraživački projekat koji je započeo krajem 2017. godine i fokusira se na inovativne tehnologije smanjenja buke za konfiguracije aviona.

Prvo, razvijeni su inovativni pristupi za smanjenje buke aviona na njenom izvoru.

Drugo, projekat se bavio konceptima za efikasno prigušivanje buke motora i drugih izvora buke korišćenjem novih materijala.

Nove tehnologije dovele su do dizajna budućeg mlaznjaka sa mješovitim tijelom krila.

U projekat velikog obima učestvovala su 24 partnera iz deset evropskih zemalja, uključujući Francusku kancelariju National d'études et de Recherches Aérospatiales (ONERA) i Nemački vazduhoplovni centar (DLR), koji je koordinirao projekat, Univerzitet Rim III u Italiji, i Federalna politehnika u Lozani.

ARTEM je finansiran u okviru programa EU Horizont 2020.

FluxJet je hibrid voza i aviona koji će revolucionirati naša putovanja

Auralizacija kreirana u laboratoriji: Reto Pieren, Axel Heusser i Beat Schäffer na poslu

Iako se emisija buke ovih aviona može procijeniti pomoću simulacionih alata, njihov uznemirujući i stresni učinak na ljude može se realno zabilježiti samo uzimajući u obzir subjektivnu percepciju pogođenih.

Stručnjaci za akustiku u Saveznoj laboratoriji za ispitivanje i istraživanje materijala već godinama uspješno sprovode takozvani pristup "auralizacije" za slušne utiske, analogan vizualizaciji za oko, na primjer da proučavaju efekte željezničke buke na ljude.

Reto Pieren, Axel Heusser i Beat Schäffer iz Laboratorije za akustiku i kontrolu buke pri EMPA također su iskoristili ovo iskustvo u evropskom projektu ARTEM (Aircraft Noise Reduction Technologies and related Environmental iMpact), u kojem su brojni partneri razvili dugoročne koncepte aviona nisko- snop buke, sa posebno dizajniranim BWB i nekoliko varijanti motora.

Konzorcij je također razmatrao i druge tehnologije za smanjenje buke, kao što je stražnja ivica s optimiziranim „Krügerovim zakrilcima“ ili moderni motori s turboventilatorskim zupčanicima, s velikim omjerom između protoka zraka izvan komore za sagorijevanje i strujanja vrućeg izduvnog mlaza, što značajno smanjuje buku.

Međunarodna avijacija će se sada fokusirati na održiva goriva

Vrlo razrađeni eksperimenti u AuraLabu s ljudima od 18 do 61 godine

Kako bi se ponašali ovi novi avioni velikog dometa za oko 400 putnika u poređenju sa konvencionalnim avionima?

Tim iz Federalne laboratorije za ispitivanje i istraživanje materijala objavio je rezultate u časopisu “Aerospace Science and Technology”.

Na osnovu zakona fizike, stručnjaci su generisali simulacije buke od preletanja naseljenih mesta na čisto sintetički način, koristeći kompjuterske programe.

Oni su verifikovali ove simulacije sa evidencijom trenutnih dolazaka i odlazaka komercijalnih aviona oko aerodroma u Cirihu.

Budući da je simulirana buka dobro odgovarala izmjerenim podacima, bilo je moguće koristiti je za poređenje sa simulacijama novog koncepta BWB aviona.

Da u Bolonji na strateškom forumu za lanac nabavke u aeronauci

31 osoba starosti između 18 i 61 godine upitana je da li su uznemireni ili iznervirani

Da bi se utvrdilo koliko emisije buke raznih aviona uznemiruju ljude kada lete iznad njih, 31 osoba starosti između 18 i 61 godine učestvovala je u prilično složenim eksperimentima u EMPA-inom AuraLabu.

Prostorne simulacije precizno raspoređenih zvučnika uključivale su, nakon početne faze upoznavanja, 36 preleta: polijetanja i slijetanja konvencionalnih i inovativnih tipova aviona, svaki u različitim fazama leta.

Ovi scenariji buke su takođe uključivali detalje kao što su položaj zakrilaca ili stajnog trapa, kao i atmosferske uslove, poput turbulencije ili refleksije zvuka na tlu.

Nakon eksperimenta, ispitanici su ispunili upitnike u kojima su iznosili svoje subjektivne utiske, koristeći uobičajenu i standardiziranu skalu od 11 tačaka u rasponu od 0 („nimalo uznemiren ili iznerviran“) do 10 („izuzetno uznemiren ili iznerviran“).

Također se postavlja pitanje koliko im je dotični zvučni događaj bio poznat.

Manje bučna i održivija sletanja i prilazi aerodromima

BWB je ocijenjen za 4,3 jedinice manje bučnim od konvencionalnog putničkog aviona

Rezultati: Novi BWB avion je ocenjen za 4,3 jedinice tiši od konvencionalnog putničkog aviona.

Ovo je očigledna razlika, takođe zbog činjenice da je virtuelni avion u simulaciji bio opremljen dodatnim tehnologijama za smanjenje buke ili motorima sa posebno niskim emisijama.

Nadalje, istraživanja su pokazala da su polijetanja ovog tipa aviona ostavljala zvučni utisak koji se učesnicima činio manje poznatim, što ukazuje na neobične akustične karakteristike, koje vjerovatno pozitivno utiču na percepciju smetnji.

Naravno, teško je predvidjeti koja će varijanta aviona BWB prevladati u budućnosti, s obzirom na brojne moguće hipoteze.

Međutim, prema istraživaču EMPA Reto Pieren, jedno je sigurno.

„Najveći doprinos smanjenju buke nesumnjivo dolazi od oblika aviona, koji štiti od zvuka motora prema dolje“, kaže stručnjak za akustiku.

“Druge tehnologije smanjenja buke čine samo oko 15 posto smanjenja smetnji”.

Raffaella Greco: “Od San Marino Aerospace do sektorskog klastera”