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赛斯纳庞巴迪

科普:如何降低直升机噪声的影响?

私人飞机网 更新时间:2018-03-07 08:24:06 来源:民航资源网 字号:

  导读:随着直升机飞行活动的增加,直升机噪声成为民众抵制直升机飞行活动的重要原因。如何对直升机噪声进行有效的控制与管理,需要政府部门、行业协会与运营商共同努力。

  虽然对于直升机使用者来说,听到直升机旋翼旋转的声音,表明直升机正处于安全的飞行状态,可能它正在拯救生命,或是在商业运营之中,但对于普通民众而言,这种声音只是一种非常不受欢迎的噪声。

  直升机有规律的敲击或搏动噪声令人反感,涡轴直升机的噪声则主要来自于旋翼和尾桨系统。

  直升机噪声及其特征

  由直升机旋翼的空气动力桨叶拍击空气产生的噪声是很难消除的。桨叶拍击空气噪声(BVI),主要发生于直升机下降期间,旋翼桨叶与叶尖涡流的互相作用,产生了一个复杂的非定常的压力场,并以高脉冲的噪声在旋翼下向下传播。而高速脉冲噪声(HSI)是由旋翼前行桨叶上的跨声速气流的激波产生,首先从桨叶的叶尖附近开始,并向直升机的前方传播。直升机尾桨噪声相对于旋翼的噪声频率更高,而且又恰好处于人耳听觉中最敏感频谱段,所以更是令人讨厌。

  在直升机噪声的特征中,响度是一个很重要的因素。用直升机产生噪声的有效感知水平来测量,即有效感知噪声分贝(EPNdB)。这种测量和标识方法可突出人耳所能听到的正常噪声,而忽略了人耳不可感知的噪声。例如,按FAR36部附录H的测试方法,贝尔412HP直升机在低空飞行时的可感噪声达到93.4dB,这与波音777-200客机起飞时的噪声相当。

  而美国规划协会(APS)认为,在考虑噪声强度的同时必须考虑频率。直升机噪声频谱分析表明,直升机大部分是低频噪声,它比高频噪声更易被人耳所接受,而且更容易产生语音干扰,而语音干扰是对噪声进行主动管理的参考因素之一。

  凯斯·海伍德是英国皇家航空学会的科研主管,他受伦敦当局委托,为直升机噪声问题提供专家意见。海伍德表示,在确定公众对直升机活动的接受程度时,一些噪声的非声学特征,如噪声的频率和实际飞行运营的目的,将比实际的噪声更加重要。直升机在靠近居民区的活动比靠近商业区或工业园区的活动会引起更多的噪声问题。海伍德还认为,现在的环境噪声水平会影响到人的感觉,更安静的环境会凸显人们对直升机的空中噪声的反应,特别是从空中传来的噪声。这对于规划直升机机场和直升机到达和起飞的飞行路线是很重要的。

  直升机的夜间飞行是城市环境要面临的另一特定问题。在夜间,地面交通远不如白天那么繁忙,没有了白天道路交通噪声的“掩护”,直升机的噪声会更加明显,也更加令人讨厌。另外,环境温度的下降也使噪声更多地传到地面,而且环境温度的下降在深夜和清晨前的几个小时最明显,所以这段时间直升机噪声对人影响也最严重。

  虽然限制直升机在夜间的飞行可以显着降低对噪声的投诉,但一般公众很难区分正在飞行的直升机是商用直升机、警用直升机、医疗救护直升机还是军用直升机,特别是在夜间,因此商用直升机的运营商也经常抱怨公众所投诉的直升机噪声并不是他们造成的。

  如何降低直升机噪声的影响

  美国联邦航空局(FAA)于2013年5月建议提高直升机的飞行高度,并改变直升机在经过城镇附近时的飞行路线,以减轻噪声影响。另外,FAA正在和当地政府一起试验一些由公众建议的,在太平洋海岸高速公路和克伦肖(Crenshaw)公路上空的飞行路线,以使直升机噪声“淹没”在路面交通的噪声当中。芝加哥直升机快车公司也提出了类似的策略,沿着高速公路和铁路,设计直升机旅游观光路线,同时将直升机的飞行高度设在600m以上,以进一步降低噪声的影响。

  FAA于2004年发布了一个“非军用直升机的城市噪声研究”报告,引用了大量研究,结论是可以用提高飞行高度的方式降低噪声对地面的影响。这是一个由飞行员管理的政策,并借用伦敦直升机机场的经验,政策要求直升机的飞行高度要在300m以上,并要在河道上飞行。

  根据美国直升机协会(HAI)“友好飞行指南”公布的数据,当直升机飞行高度或直线距离增加一倍时,噪声会减少6~7dB.为了满足直升机在飞越噪声敏感区域时的实际噪声不高于65dB的标准,要求轻型/小型直升机的飞行高度应该不低于300m,而中型直升机则不低于600m.在一个安静的卧室中噪声应在40dB以下,在嘈杂的办公室中的噪声应在约60dB,如果噪声高于65dB则会对语言交流产生较大影响。

  尽管提高直升机的飞行高度可以明显地降低地面噪声,但这也带来了飞行安全的问题。例如,在洛杉矶盆地地区共有138个直升机场,如果要求在那里飞行的直升机都提高飞行高度,就不免会在已经很繁忙的空域与固定翼飞机的航线产生冲突。

  公众对直升机噪声的态度

  公众对于不同用途的直升机噪声的反应也是不同的。根据FAA对城市中非军事直升机噪声的研究,对那些提供公众服务(如执法、医疗和消防)的直升机的噪声,比那些载着游客或企业高管的直升机的噪声更易得到公众的谅解。前者被认为是在抢时间而且是为了公共服务而产生的可以被原谅的噪声;相比之下,对于那些载着华尔街精英在海滩上游玩,或载着电视台记者拍摄新闻视频的直升机所产生的噪声,当地居民难以接受。

  特别是当媒体对于交通事故、火灾和警察追捕事件采用直升机进行电子新闻采集(ENG)已经成为标准模式时,新闻直升机确实也成为噪声来源的一部分。

  对于这个情况,FAA在2013年的洛杉矶地区直升机使用报告中建议,新闻直升机应该主动采取一些减少噪声影响的措施,包括限制直升机悬停时间、增加悬停直升机距地面的距离、提高飞行高度,合并视频覆盖范围等。直升机专业飞行员协会(PHPA)则敦促加州南部的广播和电视新闻协会考虑集中报道资源,减少直升机出动的架次。采用了这些措施后,已经减少公众对直升机噪声的抱怨。另外,使用性能更好的摄影/摄像设备,使其在较远距离上也可以获得良好的图像,从而使新闻直升机不必拥挤到新闻现场的附近。

  还有其他潜在的噪声缓解策略。直升机旋翼在进行机动飞行时会增加脉冲噪声,因此飞行员应该避免直升机进行突然机动,也要避免直升机的快速上升或下降,尤其在使用频率较高的地区,如直升机机场。在HAI的“友好飞行指南”报告中,较为详尽的讨论了直升机机动飞行所引起的附加噪声问题。

  直升机在地面主干道上空飞行,可以避免影响到居民区,而且这种做法还能为飞行员提供导航信息。毕竟在人口密集的城市环境中,主要的交通道路对于按目视飞行规则(VFR)飞行的飞行员来说是更容易辨认地面特征。而在洛杉矶盆地内,允许直升机在较低高度沿高速公路飞行,这些航线密布于加州南部复杂的空域中。

  当然这种方法也有限制。例如好莱坞露天剧场离好莱坞的高速公路只有260m,而且每年要在这里举办数以百计的音乐活动。因此洛杉矶的FAA分部经研究后最终建议,在表演季划定一个禁飞区。显然,在制订直升机避免噪声敏感区的最佳飞行航线规划时,须对每个特定区域,包括空中交通管理指定的航线,进行全面评估。

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