Kako se Europa bori protiv buke putničkih zrakoplova

Sredinom prosinca 2023. demonstracije u Irskoj otkrile su snagu zabrinutosti javnosti o buci koju uzrokuju komercijalni zrakoplovi. Prosvjednici su se okupili ispred okružnih ureda gdje je Uprava zračne luke u Dublinu raspravljala o planiranom proširenju.

‘Pogrešan put DAA! (operator zračne luke u Dublinu)’, skandirali su ljudi.

Prevencija lošeg zdravlja bila je glavni pokretač

Takve su reakcije uobičajene diljem Europe jer zračne luke teže dobrom poslovanju, a stanovnici ispod putanje leta traže olakšanje od zvuka mlaznih aviona kada polijeću i slijeću. U rujnu je Zračna luka Schiphol u Nizozemskoj obustavila neke svoje letove zbog zabrinutosti zbog buke, što je užasnulo zrakoplovne kompanije jer su im time smanjeni prihodi.

Ova napetost između komercijalnih i javnih interesa potaknula je istraživače da traže načine da zrakoplovi lete tiše. S oko 30.000 letova dnevno u Europi, prevencija lošeg zdravlja bila je glavni pokretač istraživačkih napora.

‘Posebno pri polijetanju, ali i pri slijetanju, zrakoplovi stvaraju veliku buku’, rekao je dr. Werner Haase, njemački konzultant za aeronautiku i stručnjak za aerodinamiku s doktoratom na Tehničkom sveučilištu u Berlinu. ‘Ako spavate, a avion leti iznad vašeg doma, to je vrlo ometajuće. Društveni utjecaj te vrste buke prilično je velik.’

Unatoč tome  su pojedinačni zrakoplovi postali oko 75% tiši tijekom posljednja tri desetljeća, a cestovni promet uzrokuje znatno više buke od zrakoplovstva, povećanje intenziteta zračnog prometa rezultiralo je smetnjama bukom za veliki broj ljudi.

U Europi 22 milijuna ljudi ima “kroničnu jaku iritaciju” kao posljedicu buke iz okoliša, uključujući buku iz aviona, prema Europskoj komisiji, koja navodi povezane bolesti kao što su kardiovaskularne bolesti, stres i tinitus.

Kaže da je 12.000 preuranjenih smrti uzrokovano svake godine dugotrajnom izloženošću buci iz okoliša i da se 12.500 školske djece suočava s poteškoćama u učenju samo zbog buke zrakoplova.

Zagađenje bukom drugi je najveći ekološki uzrok zdravstvenih problema nakon onečišćenja zraka, prema Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji.

Putem “akcijskog plana za nulto onečišćenje” koji datira do 2021., Komisija ima za cilj smanjiti udio ljudi koji su kronično uznemireni bukom prometa za 30% u ovom desetljeću.

Zakrilca i krilne letvice

Projekt koji financira EU pod nazivom INVENTOR želi učiniti zračne luke manje nametljivima za stanovnike u blizini. Fokus je na stajnom trapu, zakrilcima na stražnjoj strani krila i letvicama na prednjim dijelovima krila.

“Kada se zrakoplov približava zračnoj luci, stajni trap je spušten, a zakrilca i letvice se otvaraju kako bi se povećao uzgon pri maloj brzini”, ističe dr. Eric Manoha, voditelj Jedinice za istraživanje računalne aeroakustike u francuskom centru za svemirska istraživanja ONERA.

“Zrakoplov se lagano spušta duž standardizirane rute. To znači da zrakoplovi stalno lete na maloj visini iznad domova iste skupine ljudi”, dodao je Manoha.

Manoha vodi program INVENTOR koji je započeo u svibnju 2020. i traje do kraja listopada 2024. godine.  Okupljajući velike europske proizvođače zrakoplova Airbus i Dassault te proizvođača stajnih trapova Safran Landing Systems, usmjerava se na buku koja proizlazi iz zakrilaca krila i letvica te iz stajnog trapa.

Iako su avionski motori glavni izvor buke pri polijetanju, tišim zakrilcima i predkrilcima, kao i stajnim trapom, može se postići veliko opće poboljšanje tijekom prilaza i slijetanja kada su motori manje bučni.

“Otprilike 30% do 50% buke koju uzrokuje zrakoplov u ovim fazama leta dolazi od konstrukcije zrakoplova, a ne od motora, rekao je Manoha.

Zrak struji

Tim INVENTOR-a testira, i planira predložiti zrakoplovnoj industriji, niz promjena dizajna za niže razine decibela.

Jedan je postaviti pasivnu poroznu strukturu ispred stajnog trapa tako da se okolni protok zraka u interakciji sa strukturom promijeni i buka priguši.

Drugi je da se na stajni trap ugradi aktivni uređaj koji ispuhuje zrak. To bi stvorilo “zračnu zavjesu” koja, opet, smanjuje buku preusmjeravanjem protoka zraka.

Stajni trap se također mora uzeti u obzir kada se pokušava smanjiti buka od zakrilaca, koja se izvlače tijekom slijetanja i polijetanja kako bi se osigurao veći uzgon i otpor.

“Trag stajnog trapa utječe na zakrilca. To uzrokuje buku”, rekao je Manoha.

Projektni tim postavlja porozni materijal na preklop kako bi smanjio buku koju stvara strujanje oko preklopa. Također ispituje mogućnosti smanjenja buke letvica s poroznim materijalima i buke koju stvaraju mehanički uređaji koji se koriste za postavljanje letvica.

Pad decibela

Tiši će zrakoplovi nastati uglavnom zbog kumulativnih učinaka takvih poboljšanja dizajna, a ne zbog bilo kojeg pojedinačnog.

Na primjer, najnovija generacija zrakoplova s ​​jednim prolazom stvara oko 75-80 decibela buke tijekom slijetanja.

“Ciljamo na smanjenje od jedan do tri decibela po elementu konstrukcije zrakoplova”, rekao je Manoha. ‘Svaki korak naprijed je napredak.’

U svakom slučaju, stanovnici u blizini europskih zračnih luka morat će izdržati. Iako bi se neke tehnologije mogle naknadno ugraditi u postojeće zrakoplove, značajno olakšanje od zvukova zračnog prometa moglo bi doći tek sa sljedećom generacijom putničkih mlažnjaka.

Buka motora

Zasebni projekt financiran od strane EU-a koji je upravo završio – a vodio ga je Haase – imao je širi pristup cijelom izazovu.

Nazvan DJINN, projekt je poboljšao metode simulacije koje koriste proizvođači zrakoplova kako bi predvidjeli koliko će njihovi zrakoplovi biti glasni. Trajao je od lipnja 2020. do studenog 2023. i koristio je napredne numeričke metode i računala visokih performansi za predviđanje protoka fluida i poboljšanje aerodinamičkih i akustičnih performansi zrakoplova.

Njegova otkrića pomoći će proizvođačima aviona da eksperimentiraju s opcijama dizajna za smanjenje buke.

“Ove su metode postale preciznije od onih koje industrija danas koristi za izračunavanje buke. Ovo je nešto što industrija traži jer žele poboljšati svoje dizajne”, rekao je Haase.

Za razliku od INVENTOR-a, DJINN je promatrao buku koju stvaraju i motori i konstrukcija zrakoplova te je uključio proizvođače avionskih motora Rolls-Royce i Safran Aircraft Engines kao sudionike u projektu.

Poklopci motora

Jedna od mogućih promjena dizajna koju je DJINN tim ispitao je nazubljeni oblik izlaza motora. Nazubljeni poklopci motora pokazali su se dobrim u određenim testovima za smanjenje buke iz motora zrakoplova i već se nalaze u nekim modelima Boeinga.

Do sada se Airbus odlučio protiv nazubljenih poklopaca motora, navodeći nedostatak poboljšanja u borbi protiv buke.

Za smanjenje buke postoje i druge mogućnosti, uključujući korištenje poroznih zalistaka.

“Svi oni imaju svoje prednosti i nedostatke. Pitanje koji je pristup bolji ostaje otvoreno”, rekao je Haase.

U svakom slučaju, iako promjene na samim zrakoplovima možda neće doći odmah, i Haase i Manoha su optimistični u pogledu izgleda za smanjenje buke zrakoplova s ​​obzirom na napredak u istraživanju.

U tom kontekstu, zrakoplovna industrija ima poticaj za ubrzavanje promjena jer zračne luke u Europi sve više moduliraju naknade za slijetanje i polijetanje na temelju razine buke zrakoplova.

Ova praksa odražava rastuću zabrinutost za okoliš i negodovanje javnosti poput onoga u Irskoj prošlog mjeseca.

“Buka zrakoplova svaki dan remeti živote određenih ljudi. Nova tehnologija može nam pomoći smanjiti ovaj teret”, rekao je Manoha

Istraživanje u ovom članku financirao je program EU Horizont. Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije. Ako vam se svidio ovaj članak, razmislite o tome da ga podijelite na društvenim mrežama.