Пористые поверхности вблизи мест полётов снизят шум

Использование воздушного транспорта ширится, а вместе с ним — проблема шума от полётов. Пористая поверхность, в том числе листва, значительно снижает уровень шума, производимого дронами и воздушными такси, выяснили учёные.


Открытие совершила группа британских специалистов по аэроакустике из Бристольского университета под руководством профессора Махди Азарпейванда. Ведущим автором исследования стал Хасан Камлия Джавахар. Учёные доказали, что пористая поверхность на земле может снизить уровень шума на 30 децибел (дБ) в диапазоне низких и средних частот. Более того, при этом повышаются коэффициенты тяги и мощности летательного аппарата по сравнению с обычной площадкой. Проще говоря, трава или мох на крышах зданий и вертодромах (вертолётных площадках) существенно снизят уровень шума при взлёте и посадке воздушного транспорта.

Джавахар сказал, что и ранее было известно о влиянии свойств земной поверхности на эффективность пропеллера и уровень шума. Но при всех проблемах, связанных громкостью полётов, вопрос был изучен недостаточно.


— Джавахар.

Исследователи экспериментировали в безэховой камере с установленным в ней пропеллером. Безэховая камера — это экранированное помещение, сплошь покрытое изнутри звукопоглощающим материалом. Поверхность в камере делали разной: то более твёрдой, то более губчатой, причём с разной толщиной покрытия и степенью ноздреватости. Микрофоны фиксировали акустические данные, а специальный измерительный инструмент — шестиосевой тензометрический датчик — измерял аэродинамическую силу от работы винта.

Сравнивая результаты, учёные рассчитали, как пористые поверхности влияют на уровень шума и производительность пропеллеров в зависимости от покрытия поверхностей. И, конечно же, естественной пористой структурой служит растительность.


— Джавахар.

Учёный добавил, что зелёные насаждения давно служат вдоль дорог, в том числе для снижения уровня шума от наземного транспорта. Но об их роли для городской воздушной мобильности — использования коптеров и вертолётов — стали задумываться совсем недавно.

Эффект снижения шума, обеспечиваемый пористыми покрытиями, обусловлен их способностью изменять и контролировать динамику потока вблизи поверхности. Когда пропеллер работает, пористый материал поглощает часть энергии, снижая скорость так называемого тангенциального потока, то есть движения струй воздуха, тем самым уменьшая шум.



Кроме того, пористая структура задерживает часть набегающего потока, уменьшая его отражение обратно на пропеллер. Это сводит к минимуму попадание возмущённых воздушных потоков на пропеллер, которые являются значительным источником шума разного типа, как тонального (вроде писка или свиста), так и широкополосного (типа гула или рокота).

Итак, использование лужаек и зелёных насаждений приводит к более тихой работе воздушного транспорта, что особенно заметно у поверхности земли. А создание инновационных вертодромов может значительно снизить уровень шума от коптеров и аэротакси, создав более тихую и экологичную городскую среду, добавил Камлия Джавахар.