航空機の設計におけるこれらの改善は、航空機が発生する騒音をデシベル単位で削減することを目指しています。 科学

2023年12月中旬、アイルランドで組織されたデモでは、民間航空機の騒音に対する国民の大きな懸念が明らかになった。 抗議者たちはオフィスの外に集まった。 ここではダブリン空港管理局（DAA）が施設の拡張計画について議論していた。 デモ参加者が唱えたシュプレヒコールは「Wrong way DAA」で、「そんなことはない、DAA」と訳せるスローガンだ。

このような反応はヨーロッパ全土で共通しており、空港が運営の拡大を目指す一方、飛行ルートに近い地域の住民は飛行機の離着陸によって生じる騒音の解決策を求めている。 9月にはオランダのスキポール空港が騒音レベルを理由に運航を制限し、航空会社を落胆させ、結果として重大な財務的打撃を受けた。 商業的利益と国民の利益との間のこの緊張により、研究コミュニティは、航空機がより少ない騒音で飛行できるようにするための解決策を模索するようになりました。 ヨーロッパでは毎日 30,000 便近くの飛行機が運航していることを考慮すると、それに伴う健康上の問題を防ぐことが研究の主な推進力の 1 つとなっています。

「飛行機は特に離陸時だけでなく、着陸時にもかなりの騒音を発します」とベルリン工科大学で博士号を取得したドイツの航空コンサルタント兼航空力学の専門家であるヴェルナー・ハーセ氏は説明し、さらに次のように付け加えた。あなたの家の上空は非常に混乱を招く可能性があります。 「この種の騒音の社会的影響は非常に大きいです。」 飛行機は今ではありますが、 75% 静かになりました それは30年前、そして 道路輸送 航空機よりもはるかに大きな騒音公害を引き起こしており、航空交通量の増加により多くの人々が騒音レベルの影響を受けています。

欧州連合の報告書によると、ヨーロッパでは2,200万人が飛行機の音などの環境騒音による「慢性的なイライラ」に苦しんでいるという。 欧州委員会 これは、心血管疾患、ストレス、耳鳴りなどの関連疾患を挙げています。 この報告書はまた、環境騒音への長期曝露が原因で毎年 12,000 人が早期に死亡しており、12,500 人の学齢期の子供たちが航空機騒音のみに関連した学習困難を経験していることも示しています。

国連世界保健機関によると、騒音公害は大気汚染に次いで健康問題の第二位の環境原因となっている。 を通って ゼロ公害行動計画2021 年、欧州委員会は、交通機関の騒音による慢性的な不快感に苦しむ人の数を、この 10 年間に 30% 削減することを目指しています。

「フラップ」と「スラット」のデザインを一新

発明者はEUの資金提供によるプロジェクトで、空港近くに住む国民の着陸の混乱を軽減することを目的としている。 プロジェクトは着陸装置に焦点を当てています そしてその中で フラップ そしてその スラット —それぞれ翼の前部と後部にあります。 飛行機が空港に近づくと、着陸装置が伸びて着陸位置が変わります。 フラップ y スラット フランスの航空宇宙研究センター ONERA の計算航空音響研究ユニットのディレクターであるエリック・マノハ博士は、低速での揚力を増加させるためだと説明します。

「飛行機は、あらかじめ決められたルートに沿って緩やかな降下軌道を描きます。 これは、飛行機が常に同じグループの人々の家の上空を低空で飛行していることを意味します」と、2020 年 5 月に開始され、2024 年 10 月末まで実施される INVENTOR プロジェクトを指揮するマノハ氏は言います。ヨーロッパの主要な航空メーカー、エアバスとダッソー、および着陸装置メーカーのサフラン ランディング システムズは、両方の航空機から発生する騒音の解決策を見つけようとしています。 フラップ そしてその スラット 翼にも着陸装置にも。

航空機のエンジンは離陸時の主な騒音源の 1 つですが、 フラップ、 スラット 着陸装置が発生する騒音が少なくなると、エンジンの騒音が少なくなった場合、進入時と着陸時に全体的に大幅な改善が得られる可能性があります。 「これらの飛行段階で航空機によって発生する騒音の 30% から 50% は、エンジンではなく機体から発生します」とマノハ氏は言います。

INVENTOR チームは、航空業界がプロジェクトから生まれた提案を適用できるようにすることを目的として、デシベル レベルを下げるために航空機の設計に一連の変更をテストしています。 そのような変更の 1 つは、着陸装置の前に受動的な多孔質構造を配置して、構造と相互作用する空気の流れを変化させ、騒音を減衰させることです。 それらのもう 1 つは、空気を排出する着陸装置へのアクティブ装置の設置に関係しています。 これによりエアカーテンが形成され、空気の流れをそらすことによって騒音が再び低減されます。

エンジン騒音を低減するには、着陸装置を考慮することも重要です。 フラップ 揚力と抗力を増加させるために離陸時と着陸時に伸びる翼。 「着陸装置の後流は、 フラップ。 そしてそれがノイズの原因になります」とマノハは説明します。

プロジェクトチームは、多孔質材料を フラップ 周囲の空気の流れによって発生する騒音を低減します。 また、騒音を低減するためのさまざまなオプションも評価しています。 スラット 多孔質材料を介した騒音や、空間を拡張するために機能する機械装置によって発生する騒音。 スラット。

デシベルを減らすことを予測する

より静かな飛行機は、特定の 1 つの変更によるものではなく、これらすべての小さな設計改善の累積的な効果によって生まれます。 たとえば、最新世代の狭胴機は着陸時に 75 ～ 80 デシベルの騒音を発します。 「私たちの目標は、機体の要素ごとに 1 ～ 3 デシベルの低減を達成することです。 あらゆる小さな一歩が進歩なのです」とマホナは言います。

いずれにせよ、空港近くに居住する EU 国民は引き続き辛抱する必要があります。 いくつかの技術的解決策は既存の航空機に組み込むことができますが、航空交通騒音の最も顕著な改善は次世代の旅客機によってのみ実現されます。

ヴェルナー・ハーゼ氏が主導し、つい最近終了した別の独立した EU 資金援助プロジェクトは、この問題に対してより一般的なアプローチを採用した。 呼ばれた ジン、このプロジェクトは、航空機メーカーが将来の航空機の騒音を予測するために使用するシミュレーション方法の改善に焦点を当てました。 2020年6月に開始され、2023年11月に終了したこのプロジェクトは、高度な数値解析手法とハイパフォーマンスコンピューティングを使用して流体の流れを予測し、航空機の空力性能と音響性能を向上させた。 。

彼らの発見は、航空機メーカーが騒音を低減するための設計オプションを実験するのに役立ちます。 「これらの方法は、現在業界でノイズの計算に使用されている方法よりも正確になっています。 この分野が求めているのは設計の改善であるため、これは非常に重要なことです」とハース氏は言います。 INVENTOR プロジェクトとは異なり、DJINN はエンジンと機体の両方から発生する騒音を調査し、航空機メーカーのロールスロイスとサフラン エアクラフト エンジンをプロジェクトの参加者として含めました。

エンジンカバー

DJINN チームが検討した考えられる設計変更の 1 つは、モーターの出口に歯のような形状を与えることです。 鋸歯状のエンジンカバーは、すでに一部のボーイングモデルに採用されており、航空機エンジンの騒音を低減することがいくつかのテストで実証されています。

これまでエアバスは、騒音に対する効果が低く、騒音を低減するには他の選択肢があるとして、鋸歯状のエンジンカバーを使用しないことを選択してきた。 フラップ 多孔質の。 「どの選択肢にも長所と短所があります。 どのアプローチが最も適切であるかという問題は未解決のままです」とハース氏は言います。 いずれにせよ、これらの変更はすぐには飛行機に反映されないかもしれないが、研究の進歩を考慮すると、ハーセ氏とマノハ氏はどちらも飛行機の騒音を低減できる見通しについて楽観的である。

これに関連して、欧州の空港では航空機の騒音レベルに基づいて離着陸料の規制が強化されており、航空業界にはこうした変化を加速させるインセンティブがある。 この慣行は、環境に対する関心の高まりと、昨年12月にアイルランドで起きたような国民の抗議活動に対応するものである。 「飛行機の騒音は毎日何人かの人々の生活に影響を与えています。 新しいテクノロジーのおかげで、こうした不便さを軽減できるでしょう」とマノハ氏は結論づけています。

この記事で説明されている研究は、EU Horizon プログラムから資金提供を受けています。 インタビューを受けた人々の意見は、必ずしも欧州委員会の意見を反映しているわけではありません。

最初に掲載された記事 地平線欧州連合の研究とイノベーションの雑誌。

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