Table of Contents

مقدمة: التحدي المتنامي لنواحي المحرك الجيت في توسيع المطارات الحضرية

وتعاني المطارات الحضرية في جميع أنحاء العالم من ضغوط هائلة لزيادة القدرة، وإضافات المجرى، وتوسيع المرافق الطرفية لتلبية الطلب على الركاب والبضائع، غير أن هذا النمو يجلب مشكلة مستمرة وحساسة سياسيا: ضوضاء محركات الطائرات، حيث تتعدى المجتمعات المحلية حدود المطارات، والتضارب بين التوسع التشغيلي ونوعية الحياة بالنسبة للسكان الذين يكثفون من الطلب، وقد أصبحت الشكاوى المقدمة محركا رئيسيا للتقاضي، والقيود التشغيلية، بل وحتى حظر الطيران.

الابتكارات التكنولوجية في مجال الحد من الضوضاء

ويبدأ قمع الضوضاء الحديثة داخل المحرك ناسيل ويمتد عبر عمود العادم، وينشر الباحثون والمصنعون حلولا متزايدة التطور تستهدف الضوضاء في مصدرها وعلى طول طريقها للنشر.

شركة " لينرز " المتقدمة

و قد تم استخدام أجهزة التجميل لتقليل الضغط على المروحيات و الضجيج في المحرك أحدث الجيل يتجاوز هياكل البيوت البسيطة و المحركات التي تستخدم الآن

نظم مراقبة النواحي النشطة

التحكم بالضوضاء النشطة هو الانتقال من الاستخدام التجريبي إلى الاستخدام العملي في بعض تطبيقات المحركات هذه النظم تنشر مجموعة من الميكروفونات والمتحدثين وضعوا استراتيجيا داخل الشبكة وعلى الحاسوب الجوي لتوليد موجات مضادة للضباب تلغي الصوت غير المرغوب فيه في الوقت الحقيقي، وتستعمل نظم النقل الوطني الحديثة مقاييس التكييف - مثل الضوضاء المميتة -

Chevrons and Serrated Nozzles

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الكيمياء - الأنماط المتطورة والمنشقة على حافة محركات وييت نولز - قد أصبحت شبه متماثلة في التربوفينات الحديثة، وهي تشجع الخلط السريع بين العادم الساخن والهواء المبرد المحيط، وتخفض الاضطرابات في الطحالب التي تولد ضوضاء منخفضة التردد، وتشتمل أحدث التطورات على على نماذج متحركة ذاتية.

استراتيجيات تصميم المحركات الهادئة

وبالإضافة إلى التكنولوجيات الإضافية، فإن التغييرات الأساسية في هيكل المحرك تولد فوائد ضوضاء كبيرة، وكل عنصر تناوبي - من المروحة إلى التربين - يجري إعادة التفكير في الأداء الصوتي إلى جانب القياسات التقليدية للتوجه والكفاءة.

Shaped Nozzles and Exhaust Geometry

ولم يعد شكل مخرج الأزياء مجرد ثقب دائري، إذ يستكشف المصممون " عدم التكرار " () أي شكل من أشكال التخصيب، أو الاختناق، أو حتى " D " - تعديل اتجاه الضوضاء المشعّة إلى أسفل، كما أن الإضواء المشكل يمكن أن يُصدر الضوضاء الأعلى من الأرض.

Blade Redesign and Fan Noise Mitigation

ويضاف إلى ذلك أن مصدر الضجيج السائد أثناء النهج، عندما يكون المحرك منخفضاً، ويخلق نصلات المروحية صوراً متعددة من الترددات المتناثرة على اللافتات الجديدة تستخدم " المروحية المتطايرة " ، وتولد الآن " تمثالاً مُبهرجاً " ، ويُعَدَّل فيه عدد من الأصوات الصارخة، ويُعُنَّى من خلال ذلك.

خفض الضوضاء الأساسية: الحرق والتربين

وفي حين أن الضوضاء المروحية والطائرات تهيمن على مستوى منخفض وعالي على التوالي، فإن الضوضاء الأساسية - من جهاز الحرق والتربين - تصبح ملحوظة في نطاق القوى المتوسطة التي هي نموذجية للتسلق التاكسي والتسلق الأولي، ومن أجل التصدي لذلك، يقوم المهندسون بإدخال أجهزة الحرق غير المجهزة بالفلور ( التي تقلل من عدد الضوضاء الغامضة التي تُصمم للتصويب.

مرافق التكيف في مجال الهياكل الأساسية للمطارات الحضرية

وحتى أكثر المحركات هدوءاً ما زالت تولد ضوضاء يجب إدارتها من خلال تدابير جانبية للمطارات، وأصبحت المطارات تشارك مشاركة نشطة في قمع الضوضاء، وليس فقط في المتلقين السلبيين للطائرات الأكثر هدوءاً.

مباريات الصوت والبرام

كما أن الحواجز التقليدية - الجدران والأعيرة الأرضية - لا تزال وسيلة فعالة من حيث التكلفة لحماية أماكن الإقامة المجاورة من الضوضاء الأرضية أثناء التصريف والهبوط، كما أن آخر تصميمات تستخدم كتل ثابتة من ثاني أكسيد الكربون [ممتلئة بموائل زراعية] مع حواجز مطاطية أو رغوية مرنة، بدلا من أن تؤدي إلى ظهور أسطح متحركة يمكن أن تعيد توجيه الضوضاء البصري " .

مناطق الخمور الخضراء ومساحات الصيد

وهناك اتجاه متزايد يتمثل في إنشاء حدائق صوتية ] وقطع عازلة محفورة حول محيطات المطارات، حيث أن الأشجار الكثيفة التي تدوم يوما بعد يوم - مثل البذور والصنوبر والشعارات - توفر استيعابا عاما للصوت، ولا سيما بالنسبة للضوضاء المرتفعة التردد، بل إن أكثر فعالية هي " الحواجز الخضراء " التي تتكون منها

:: تحقيق الاستفادة المثلى من مسار الطيران والإجراءات التشغيلية

ولا تقتصر الهياكل الأساسية على الهياكل الأرضية. كما أن الملاحة القائمة على أساس الشكل (PBN) لا تسمح بمسارات دقيقة ومرنة تُبقي الطائرات على المناطق الصناعية أو غير المأهولة إلى أقصى حد ممكن، كما أن النهج المتأصلة في مجال التحوُّل في المواقع لا تُبقي محركات في اتجاه غير مقصود بالنسبة لجزء أطول من مسارات الهبوط، مما يقلل من التعرض للضوئي للمجتمعات المطارات.

حظر التجول ونظم ميزانية الضوضاء

وقد فرض العديد من المطارات الحضرية حظر التجول خلال ساعات ليلية حساسة، عادة من الساعة 00/11 إلى الساعة 00/18. ولموازنة احتياجات المجتمعات المحلية مع عمليات الشحن، اعتمدت بعض المطارات نظاما لميزانية مزعجة ، وقد خصصت كل طائرة بدل ضوضاء فصلي - يقاس بمجموع EPNdB - ويمكن أن تعمل رحلات ليلية طالما بقيت الضوضاء المتراكمة دون ميزانية كابوستر.

الأطر التنظيمية والمشاركة المجتمعية

ويجب أن تعمل الحلول التكنولوجية والبنى التحتية في بيئة تنظيمية آخذة في التطور باستمرار، وتضع منظمة الطيران المدني الدولي معايير لإصدار شهادات الضوضاء، ولكن السلطات المحلية كثيرا ما تعتمد تدابير أشد صرامة، وتتطلب إدارة الضوضاء الفعالة فهما دقيقا لهذه الأنظمة والمشاركة المجتمعية الاستباقية.

معايير منظمة الطيران المدني الدولي ووكالة الطيران المدني الدولي

(أ) يحدد المجلد الأول مصاريف إصدار الشهادات المتعلقة بالضوضاء - الفصل 3، الفصل 4، والفصل 14 (أشدها صرامة) ويجب أن تستوفي تصميمات الطائرات الجديدة معايير الفصل 14، التي تكون أكثر هدوءاً من الفصل 4، وتقضي ولايات القوات المسلحة الأنغولية بأن أي طائرة تعمل في مطارات الولايات المتحدة تستوفي مستويات ضوئية على الأقل، وأن العديد من المطارات الرئيسية التي تتطلب الامتثال للفئة 4 أو المرحلة 5، المعتمدة في عام 2021، تضيف باستمرار تفاصيل إضافية

رصد الضوضاء ورسم الخرائط

وتتزايد نشر المطارات ] محطات دائمة لرصد الضوضاء (NMTs) ) حول محيطها وفي المجتمعات المحلية التي تُحسد الضوضاء، وتسجل هذه المحطات أحداث ضوضاء في الوقت الحقيقي، وتحدد نوع الطائرة ورقم الطيران عن طريق الربط بالرادار، وتقدم بيانات إلى سلطات المطار والجمهور على حد سواء، ويمكن أن تفرق البيانات المتعلقة بأشعة الطائرات الوطنية بين الضوضاء الطائرات وأصوات الخلفية، حتى في خرائط الطائرات.

برامج العزلة المجتمعية والبناء

وبالنسبة للمنازل الواقعة في أعلى مناطق الضوضاء، كثيرا ما تقدم المطارات مجموعات العزل الصوتي ] - وهي نوافذ محسنة، وأبواب، وأجهزة صمت تابعة للشركة، وعزل السقف - التي يمكن أن تقلل الضوضاء الداخلية بحلول الفترة 20-30 د.

التوقعات والتحديات المستقبلية

ولن تحل أي تكنولوجيا بمفردها مشكلة الضوضاء بالكامل، بل إن مستقبل قمع الضجيج من الطائرات النفاثة يكمن في الأثر التراكمي للعديد من التحسينات التدريجية - وفي التغلب على العقبات الاقتصادية والتقنية التي لا تزال قائمة.

التعقيد المرتفع في التكاليف والتكامل

إن وضع واعتماد تصميم جديد للمحركات الهادئة يمكن أن يكلف بلايين الدولارات، إذ أن إعادة تجهيز الطائرات القائمة التي لديها نكتيلات جديدة أو خطوط أو نظم رقابة نشطة مكلفة، وكثيرا ما تتطلب إعادة تدقيق، كما أن الخطوط الجوية، ولا سيما الناقلات المنخفضة التكلفة، حساسة لأي زيادة في سعر الشراء أو تكاليف الصيانة، ويجب على المصانع أن توازن بين الحد من الضجيج من ضوضاء الوقود، والوزن، وقابلية التبني، وهي أنظمة صارمة.

التكنولوجيات الناشئة: إنتاج الهيدروجين والهيدروجين

وفي حين أن هياكل الدفع الهجينة والمائية الكهرمائية والهيدروجينية لم تنضج بعد بالنسبة للطائرات الكبيرة، فإنها تتيح إمكانية القيام بعمليات أكثر هدوءاً، كما أن المحركات الكهربائية تنتج ضوضاء أقل من المحركات المحمولة جواً، وتزيل إزالة الاحتراق مصدر ضوضاء رئيسي، ويمكن تصميم محركات الاحتراق الهيدروجينية، بينما تنتج الضوضاء على الطائرات الصغيرة، مع استكشاف ذروتها في المناطق التي ترتفع فيها الحرارة، فضلاً عن ارتفاعها.

التوائم الرقمية والتعبئة المسبقة

واستخدام نماذج التوأم الرقمية [(FLT:0)] للتحليل الصوتي الهوائي يتسارع التطور، ويمكن للمصانع أن تحاكي دورة كاملة من المحركات المزروعة على حاسوب خارق، وتقييم الضوضاء من كل تفاعلات عنصرية قبل قطع المعادن أو المركب، كما أن نماذج التعلم من الخيوط يمكن أن تؤدي إلى تحسين الشكليات الصارخة للنوافذ.

التعاون بين أصحاب المصلحة

وفي نهاية المطاف، يتطلب قمع الضوضاء المستدامة إقامة شراكة بين المصنعين، والخطوط الجوية، والمطارات، والمنظمين، والمجتمعات المحلية، ولا يمكن لأي مجموعة أن تحقق التخفيضات اللازمة وحدها، كما أن منتدىين مثل الفريق الاستشاري الدولي المعني بالنواحي، وبرنامج البحوث التعاونية في المطارات، لا يزالان يرعىان البحوث، وأفضل الممارسات، بينما تُوسع البرامج الرائدة التي تجمع بين تكنولوجيات المحرك الجديدة وطرق الطيران المثلى والهياكل الأساسية الأرضية، وتُظهر أن الضجيجات تراكمية في الفترة من 5 إلى 10 سنوات.