飛機降噪都有哪些訣竅?

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Image caption 看著飛機起飛的男子(圖片來源:Thinkstock)

1968年的一天,BeeGees樂隊乘坐一架英國航空的Vickers Viscount飛機時,在機艙裏仔細地傾聽著噪音。「就是那種讓乘客昏昏入睡的嗡嗡聲,但我們這一次的感覺卻不太一樣。」已故BeeGees主唱羅賓·吉布(Robin Gibb)在該樂隊的一張精選集裏說,「這種嗡嗡聲似乎有自己的曲調,冥冥中讓人感覺像是唱詩班的合唱。」吉布甚至表示,作為該樂隊最著名的歌曲之一,《我開了個玩笑》(I Started A Joke)就是受到這種聲音的啟發而創作的。

但對多數乘客來說,飛機噪音更像是一種痛苦,根本無法帶來任何靈感。儘管航空技術取得了巨大進步,但只要發動機在轉動、風在呼嘯、空調在運轉,噴氣式飛機的乘客仍會剛感受到不小的噪音。新技術能否提供一些幫助?乘客能否通過某些方式來降低噪音?

乘坐飛機旅行時,各個階段的噪音都大不相同。美國語言聽力協會的帕梅拉·梅森(Pamela Mason)表示,起飛和著陸時噪音最大,機艙內的音量能夠達到105分貝;而在高空巡航時,噪音會降到85分貝左右。長期暴露在85分貝的噪音中會引發短暫的聽力問題。「很多人在長時間乘坐飛機後都出現了耳鳴,這是噪音損傷的早期症狀。」梅森說。美國聯邦航空管理局警告稱,如果每天在90分貝以上噪音環境中暴露的時間達到或超過8小時,就有可能造成永久性聽力損傷。在型號較老的飛機上,或者座位靠近飛機尾部,噪音往往會很接近這一水平。

飛機製造商和航空公司都認識到這一問題,並且都在努力降低機艙內的噪音。但實現起來卻並不容易,因為傳統的降噪技術——例如加厚機艙壁上的隔音層——會加大機身重量,從而增加耗油量。那麼,工程師是如何解決這個問題的呢?

抑制噪音

風是噪音的主要來源之一。所以,在現代飛機的設計階段,已經開始利用計算機化的工具來模擬飛機的航空動力學,尋找可能加大機艙噪音的高氣流區域。空客公司產品營銷總監阿蘭·帕多(Alan Pardoe)表示,這可以幫助工程師調整設計方案。他透露,正是在這種技術的幫助下,空客A380雙層客機才被英國噪音消除協會評為市場上最安靜的噴氣式客機。

Image caption 模擬飛機表面的氣流可以確定噪音來源(圖片來源:Science Photo Library)

還有一些工程師會記錄原型飛機發出的聲音,以此為依據調整設計方案。例如,美國密蘇里州的Innovative Technology Applications Company正在研究如何使用一組麥克風來尋找並消除噪音源。

此外還出現了很多噪音消除技術。增加振動吸收材料可以消耗機身的能量。「如果能削弱振動,就能降低噪音。」 機艙設計方案提供商3M Aerospace業務開發經理布萊恩·喬約爾(Brian Joyal)說。隔音材料可以吸收空氣傳播的聲能,而音障則能改變它的方向,使之遠離機艙。例如,法國橡膠專家斯邁克·埃羅(Smac Aero)開發了一種名為SmacBarrier的隔音材料,可以降低舷窗周圍以及地板和天花板的聲波傳輸能力。

具體到私人飛機,由於資金更充裕,而且不太在意油耗,所以能夠安裝額外的隔音材料,包括在舷窗上安裝更多玻璃,採用吸音的絨面皮裝飾天花板,並重新設計空調系統。這些定制方案可以將噪音水平降到50分貝以下,比普通民航客機安靜得多。

發動機也是重要的噪音來源,但情況也在逐步改善。「以前,噴氣式飛機兩側的發動機會產生巨大的噪音。」帕多說。但在新的飛機上,發動機艙的體積大幅增加,前面的風扇同樣做得很大。「這就可以放慢風扇的轉速,從而降低噪音。」他解釋道。空客今年就在A320客機上安裝了配有大風扇的新一代發動機,因此,「這些飛機將比我們目前正在生產的飛機安靜得多。」他補充說。

波音公司首席噪音、振動和排放工程師馬亨德拉·約什(Mahendra Joshi)表示,還有一種方法是在發動機排氣孔上使用V型邊緣,以便在源頭上降低發動機噪音。

空客甚至試圖降低空調的噪音,具體方法則是對機艙輪廓進行設計,使之不會干擾氣流,從而讓空氣自由流通。「這樣一來,就不必那麼費力地向機艙裏壓入空氣,速度越慢,噪音就越小。」帕多說。

Image caption 機艙後面的噪音往往更大(圖片來源:BBC)

那麼,除了佩戴耳塞或降噪耳機外,乘客還能採取哪些措施呢?

2006年,伊斯坦布爾大學的庫爾圖盧斯·歐扎坎(Kurtulus Ozcan)和塞米哈·尼姆裏奧格魯(Semih Nemlioglu)決定找出機艙內不同座位之間的噪音差異。這兩位研究人員記錄了空客A321雙走廊客機內部各個位置的噪音,當時的那架飛機在土耳其境內飛行,總里程約為1,000公里(620英里)。他們發現,靠舷窗位置的噪音比中間或靠走廊位置的噪音高出4分貝。而機艙前部普遍比頂部或後部安靜。

乘客現在可以使用SeatGuru等公司提供的服務,這些公司可以根據噪音水平等不同因素幫助用戶評估座位。乘客在預訂機票前,可以先搜索自己的航空公司和飛機信息,盡量選擇更舒適的座位。

可是,這種措施是否會讓機艙變得太過安靜呢?畢竟,有些人或許認為「白色噪音」好過人們的聊天聲、寶寶的哭鬧聲和廁所門的開關聲。「3M Aerospace的喬約爾認為,未來的工程師有可能會關注聲音品質,而不再一味降低噪音。「汽車行業20年前就曾經歷過這種情況——他們不再單純關注噪音水平,還把精力放在了噪音頻譜上。所以我認為,我們今後也將看到聲音更好聽的噴氣式飛機,但卻未必更加安靜。」

然而,調整後的噪音還能否像以前那樣給BeeGees樂隊帶來靈感,恐怕就很難說了。

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