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飞机改造技术可显著降低噪声

  飞机噪声影响着数百万人,尤其是那些住在机场附近的人。作为低噪声先进技术研究飞机(LNATRA)项目的一部分,德国航空航天中心(DLR)的研究人员在航空噪声污染领域取得了令人鼓舞的成果,证明对现有飞机进行有针对性的改造可以带来可衡量的噪声降低。

  降噪研究的结果令人惊喜。DLR空气动力学和流动技术研究所的项目经理迈克尔·波特·波伦斯克说:“我们能够将起落架和着陆襟翼边缘等单个来源的噪声降低多达6分贝。”总体而言,改造措施使飞越噪音降低了3分贝。对于地面上的人来说,这相当于感知到的噪音减少了约30%。

  这些发现基于对德国航空航天中心在2016年至2019年期间在马格德堡-科赫施泰特机场使用空客A320先进技术研究飞机(ATRA)进行的飞行测试的深入分析。该飞机配备了8种不同的降噪技术,包括具有特殊设计的边缘轮廓的新发动机排气喷嘴、沿着陆襟翼边缘的多孔材料和起落架的部分整流罩。

  使用由30个麦克风组成的大型麦克风阵列在地面进行声学测量,这些麦克风分布在120×340米的区域内。通过将这些数据与风洞测试和计算机模拟相结合,研究人员能够通过与2016年未进行改装的参考飞行的测量结果进行精确比较来验证他们的发现。

  波特·波伦斯克解释说:“我们的飞行测试结果与早期的风洞实验和模拟结果非常吻合,这证实了我们多年来对噪声源的研究方向正确,并且成功地复现到了真正的飞机上。这些发现在技术上是合理的,并获得了国际认可。”

  尽管取得了这些成功,但降噪仍然是一个挑战。额外的包覆层和材料会增加飞机的重量,从而增加燃料消耗。然而,这种影响可以通过空气动力学改进来抵消。

  在气候保护和噪声降低之间取得平衡仍然是DLR研究的重点。波特·波伦斯克强调,噪声可能对健康有害,研究结果可以为使航空业更安静、更可持续作出重大贡献。

  LNATRA的研究结果已为其他项目提供信息,例如,正在进行的“LU(FT)2030”研究计划。该项目将关注点从飞机作为噪声源扩大到考虑居民如何看待噪声。目标是增加模拟的使用,使降噪措施的开发和实施更快、更经济、更高效。通过不断改进模拟,将来能够以数字方式设计更安静的飞机,这种方法允许通过计算机模拟评估声辐射,确保从一开始就将降噪保护融入飞机设计中。

  通过这项工作,DLR正在推动航空业向欧盟委员会的目标迈进,即到2050年将飞机噪音与2000年的水平相比降低65%。长期愿景很明确:未来的空中交通不仅必须与气候兼容,而且还必须更加安静。 (航柯)

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