Ruido de aviones
El ruido de los aviones es la contaminación acústica producida por los aviones durante las diversas fases de un vuelo. El término se usa principalmente para el ruido externo de los aviones. Un motor a reacción es uno de los objetos artificiales más ruidosos que existen, y el ruido de la aeronave puede ser tan violento que incluso unos pocos segundos de estadía cerca de un avión, especialmente durante la salida, pueden conducir a la pérdida de la audición. La presión del sonido a 25 m de un avión que despega es de aprox. 150 dBA (decibel -A), suficiente para reventar los tambores. Además del ruido del motor, las ondas de choque vendrán en forma de pistas violentas si un avión tiene una tasa de desbordamiento, que no es aplicable a los aviones civiles de hoy en día. Pero un avión produce un ruido aerodinámico significativo mucho antes de que alcance la velocidad de audio. También el ruido interno y la vibración en aviones y helicópteros a menudo son molestos y en algunos casos tan fuertes que pueden causar pérdida de audición.
La producción de sonido se divide en tres categorías:
Ruido mecánico de rotación de las piezas del motor, más notable cuando las aspas del ventilador alcanzan velocidades supersónicas.
Ruido aerodinámico: del flujo de aire alrededor de las superficies de la aeronave, especialmente cuando vuela bajo a altas velocidades.
Ruido de los sistemas de la aeronave: sistemas de presurización y acondicionamiento de cabina y cabina, y unidades de potencia auxiliar.
Las consecuencias para la salud incluyen trastornos del sueño, problemas auditivos y cardíacos, así como accidentes laborales causados por el estrés. La memoria y el recuerdo también pueden verse afectados. Los gobiernos han promulgado amplios controles que se aplican a los diseñadores, fabricantes y operadores de aeronaves, lo que resulta en procedimientos mejorados y cortes en la contaminación.
Mecanismos de producción de sonido
El ruido de la aeronave es la contaminación acústica producida por una aeronave o sus componentes, ya sea en el suelo mientras está estacionado como unidades de potencia auxiliares, durante el rodaje, en el arranque desde la hélice y el escape del jet, durante el despegue, debajo y lateral a las rutas de salida y llegada , volando mientras está en ruta o durante el aterrizaje. Un avión en movimiento que incluye el motor a reacción o la hélice causa compresión y rarefacción del aire, produciendo movimiento de moléculas de aire. Este movimiento se propaga a través del aire como ondas de presión. Si estas ondas de presión son lo suficientemente fuertes y dentro del espectro de frecuencia audible, se produce una sensación auditiva. Los diferentes tipos de aviones tienen diferentes niveles de ruido y frecuencias. El ruido proviene de tres fuentes principales:
Motor y otros ruidos mecánicos
Ruido aerodinámico
Ruido de los sistemas de la aeronave
Motor y otros ruidos mecánicos
Gran parte del ruido en los aviones de hélice proviene igualmente de las hélices y la aerodinámica. El ruido del helicóptero es el ruido inducido aerodinámicamente por los rotores principal y de cola y el ruido inducido mecánicamente desde la caja de engranajes principal y varias cadenas de transmisión. Las fuentes mecánicas producen picos de alta intensidad de banda estrecha relacionados con la velocidad de rotación y el movimiento de las partes móviles. En términos de modelado por computadora, el ruido de una aeronave en movimiento se puede tratar como una fuente de línea.
Ruido de los aviones de los motores a reacción
Los motores de turbina de gas de aeronaves son responsables de gran parte del ruido de la aeronave durante el despegue y el ascenso, como el ruido de la sierra circular que se genera cuando las puntas de las aspas del ventilador alcanzan velocidades supersónicas. Sin embargo, con los avances en las tecnologías de reducción de ruido, el fuselaje suele ser más ruidoso durante el aterrizaje.
La mayoría del ruido del motor se debe al ruido del chorro, aunque los turboventiladores de alta relación de derivación tienen un ruido considerable en el ventilador. El chorro de alta velocidad que sale de la parte trasera del motor tiene una inestabilidad de la capa de corte inherente (si no es lo suficientemente gruesa) y se enrolla en vórtices de anillo. Esto luego se descompone en turbulencia. El SPL asociado con el ruido del motor es proporcional a la velocidad del chorro (a una potencia alta). Por lo tanto, incluso reducciones modestas en la velocidad de escape producirán una gran reducción en el ruido del chorro.
La generación de sonido durante el funcionamiento de un motor a reacción se debe principalmente al flujo alrededor de las palas, a la combustión en la cámara de combustión y a la fricción de las partes mecánicas; Además, la emisión de sonido proviene de los flujos turbulentos generados detrás de los motores. El ventilador, el compresor y la turbina son ruedas de paletas, en las que, en particular, el compresor y la turbina se diseñan generalmente en múltiples etapas y, por lo tanto, tienen una variedad de ruedas de paletas. La teoría básica de la generación de sonido de campo de flujo fue desarrollada en 1952 por el matemático británico Michael James Lighthill, quien transformó las ecuaciones de Navier-Stokes en una ecuación de onda. La solución de esta ecuación, que puede escribirse en forma de un potencial retardado, describe el sonido irradiado de una rueda de paletas en forma teórica. Aeroacústica se ocupa de la compleja formación de ruidos causados por las corrientes de aire en el motor.
Explosión sonora
Si una aeronave vuela de manera supersónica, se creará una onda de choque en el fuselaje y la popa de la aeronave. Estas ondas de choque se extienden en la forma del cono Mach y llegan poco después de sobrevolar a un observador. Para aeronaves pequeñas y altitudes más altas, estas ondas de choque son percibidas por una persona como una explosión, en aviones más grandes o en altitudes bajas, como dos explosiones inmediatamente consecutivas. Contrariamente a la creencia popular, el auge sónico no solo se produce en el momento en que se rompe la barrera del sonido, sino que se produce de forma permanente y se expone a todos los lugares sobrevolados en velocidades supersónicas. La explosión supersónica de un avión que vuela supersónicamente a una altura de cien metros puede producir un nivel de presión acústica de hasta 130 dB (A), que es casi tan alto como disparos desde muy cerca.
Ruido de aeronaves debido al flujo de aire fuera de los motores
Al arrancar un avión, los motores funcionan a plena carga y emiten altos niveles de presión sonora; la emisión de sonido de otros componentes es marginal en relación con ella. Al acercarse a una aeronave (y en las nuevas estrategias de vuelo en ciertas fases del lanzamiento, ver más abajo), sin embargo, los motores funcionan a carga parcial; Aquí, la emisión de sonido por otros factores tiene una parte bastante alta de las emisiones totales. Los principales factores son el ruido de flujo de la propulsión de gran altura (especialmente los listones y las aletas) y el chasis.
En una abertura debajo del perfil aerodinámico, el puerto de ecualización de la presión del tanque de la familia Airbus A320 crea un sonido alto cuando el aire se desborda (similar a soplar sobre una botella de vidrio). Una placa de metal puede desviar el aire y atenuar el fenómeno en 4 dB.
Emisión de ruido debido al ruido del motor
Aviones de menor tamaño, como aviones ligeros, no tienen motores, pero generalmente propulsan sus hélices con un motor de pistón. Debido a las velocidades máximas significativamente más bajas y las dimensiones geométricas que tienen tales aeronaves, las emisiones de ruido de las corrientes de aire son generalmente insignificantes. Cuando el motor está apagado y en el aire (como en planeadores), este tipo de aeronaves casi no producen ningún sonido perceptible en el suelo, a diferencia de las líneas y los aviones militares, que emiten ruidos fuertes incluso cuando los motores están apagados teóricamente. Los niveles de presión sonora a veces considerables, que son generados por aviones pequeños, se deben únicamente al ruido del motor y a los flujos de aire causados por la hélice.
Ruido aerodinámico
El ruido aerodinámico surge del flujo de aire alrededor del fuselaje y las superficies de control de la aeronave. Este tipo de ruido aumenta con la velocidad de la aeronave y también a bajas altitudes debido a la densidad del aire. Aviones a reacción crean un intenso ruido de la aerodinámica. Los aviones militares de alta velocidad y bajo vuelo producen un ruido aerodinámico especialmente fuerte.
La forma de la nariz, el parabrisas o el dosel de un avión afecta el sonido producido. Gran parte del ruido de una hélice es de origen aerodinámico debido al flujo de aire alrededor de las palas. Los rotores principales y de cola del helicóptero también provocan ruido aerodinámico. Este tipo de ruido aerodinámico es en su mayoría de baja frecuencia determinada por la velocidad del rotor.
Normalmente, el ruido se genera cuando el flujo pasa por un objeto en la aeronave, por ejemplo, las alas o el tren de aterrizaje. En general, hay dos tipos principales de ruido de fuselaje:
Bluff Body Noise (Ruido corporal Bluff): la rotación alterna del vórtice desde cualquier lado de un cuerpo bluff crea regiones de baja presión (en el núcleo de los vórtices del cobertizo) que se manifiestan a sí mismas como ondas de presión (o sonido). El flujo separado alrededor del cuerpo del bluff es bastante inestable, y el flujo se «enrolla» en vórtices de anillo, que luego se descomponen en turbulencia.
Ruido del borde: cuando el flujo turbulento pasa por el extremo de un objeto o huecos en una estructura (espacios de separación del dispositivo de gran altura) se oyen las fluctuaciones de presión asociadas a medida que el sonido se propaga desde el borde del objeto (radialmente hacia abajo).
Ruido de los sistemas de la aeronave
Los sistemas de presurización y acondicionamiento de cabinas y cabina son a menudo un contribuyente principal dentro de las cabinas de aviones civiles y militares. Sin embargo, una de las fuentes más importantes de ruido de cabina de aviones de reacción comerciales, además de los motores, es la Unidad de potencia auxiliar (APU), un generador a bordo utilizado en aeronaves para arrancar los motores principales, generalmente con aire comprimido, y para proporcionar energía eléctrica mientras la aeronave está en tierra. Otros sistemas de aeronaves internas también pueden contribuir, como equipos electrónicos especializados en algunos aviones militares.
Efectos en la salud
Los motores de las aeronaves son la principal fuente de ruido y pueden superar los 140 decibelios (dB) durante el despegue. Mientras está en el aire, las principales fuentes de ruido son los motores y la turbulencia de alta velocidad sobre el fuselaje.
Hay consecuencias para la salud de niveles de sonido elevados. El lugar de trabajo elevado u otro tipo de ruido puede causar problemas de audición, hipertensión, cardiopatía isquémica, molestias, trastornos del sueño y un rendimiento escolar reducido. Aunque la pérdida de audición se produce naturalmente con la edad, en muchas naciones desarrolladas el impacto del ruido es suficiente para perjudicar la audición a lo largo de la vida. Los niveles elevados de ruido pueden generar estrés, aumentar las tasas de accidentes laborales y estimular la agresión y otros comportamientos antisociales. El ruido del aeropuerto se ha relacionado con la presión arterial alta.
Enfermedades cardiovasculares
El ruido de las aeronaves tiene efectos sobre el sistema cardiovascular y se manifiesta en las enfermedades del sistema. La relación entre el ruido de las aeronaves y las enfermedades cardiovasculares se ha demostrado en varios estudios de casos.
Según un informe de salud de la Organización Mundial de la Salud, el 1,8% de los ataques cardíacos en Europa se deben a un ruido de tráfico superior a 60 dB. La parte del ruido de los aviones en este ruido de tráfico permanece abierta. En otro estudio, se examinó la relación entre el ruido de la aeronave y la presión arterial alta en 2.693 sujetos en el área metropolitana de Estocolmo y se llegó a la conclusión de que desde un nivel de sonido continuo de 55 dB (A) y un nivel máximo de 72 dB (A) Existe un riesgo significativamente mayor de enfermedad. En el contexto de este estudio, los autores también pudieron demostrar que la presión arterial aumenta incluso durante el sueño con un aumento de los niveles de ruido sin que las personas estén acostumbradas al despertar del ruido de los aviones.
Desordenes mentales
Los trastornos mentales que ocurren pueden tener diferentes causas, algunas de las cuales no se exploran. Contribuyentes significativos a la aparición de tales trastornos, que incluyen tinnitus subjetivo (ruido de oído persistente), hiperacusia (una hipersensibilidad patológica al sonido) y, más raramente, fonofobia (un trastorno fóbico que involucra sonidos o sonidos específicos), son respuestas de estrés. Este estrés sin duda puede ser provocado por el ruido de los aviones de larga duración. Solo en Alemania, aproximadamente una de cada diez personas reporta síntomas de tinnitus y 500,000 personas sufren de hiperacusia.
Estudio medioambiental alemán
Bernhard Greiser realizó un análisis estadístico a gran escala de los efectos en la salud del ruido de los aviones a finales de la década de 2000 en la Umweltbundesamt, la oficina ambiental central de Alemania. Los datos de salud de más de un millón de residentes alrededor del aeropuerto de Colonia fueron analizados por efectos de salud que se correlacionan con el ruido de los aviones. Los resultados luego se corrigieron por otras influencias de ruido en las áreas residenciales, y por factores socioeconómicos, para reducir la posible desviación de los datos.
El estudio alemán concluyó que el ruido de los aviones afecta clara y significativamente la salud. Por ejemplo, un nivel de presión sonora promedio durante el día de 60 decibeles aumenta la enfermedad coronaria en un 61% en hombres y un 80% en mujeres. Como otro indicador, un nivel promedio de presión sonora de 55 decibelios durante la noche aumentó el riesgo de ataques cardíacos en un 66% en hombres y un 139% en mujeres. Sin embargo, los efectos de salud estadísticamente significativos comenzaron tan pronto como a partir de un nivel de presión sonora promedio de 40 decibelios.
Consejo de la FAA
La Administración Federal de Aviación (FAA) regula el nivel máximo de ruido que las aeronaves civiles individuales pueden emitir al requerir que las aeronaves cumplan con ciertos estándares de certificación de ruido. Estos estándares designan cambios en los requisitos de nivel de ruido máximo por designación de «etapa». Los estándares de ruido de los EE. UU. Están definidos en el Código de Regulaciones Federales (CFR) Título 14 Parte 36 – Estándares de Ruido: Tipo de Aeronave y Certificación de Aeronavegabilidad (14 CFR Parte 36). La FAA dice que un nivel de sonido promedio de día-noche máximo de 65 dB es incompatible con las comunidades residenciales. Las comunidades en las áreas afectadas pueden ser elegibles para la mitigación, como la insonorización.
Ruido de cabina
El ruido de las aeronaves también afecta a las personas dentro de la aeronave: tripulación y pasajeros. El ruido de cabina puede estudiarse para abordar la exposición ocupacional y la salud y seguridad de los pilotos y auxiliares de vuelo. En 1998, se encuestó a 64 pilotos comerciales de aerolíneas con respecto a la pérdida de audición y el tinnitus. En 1999, el NIOSH realizó varias encuestas de ruido y evaluaciones de riesgos para la salud, y encontró niveles de ruido que excedían su límite de exposición recomendado de 85 decibeles ponderados como un TWA de 8 horas. En 2006, los niveles de ruido dentro de un Airbus A321 durante el crucero se informaron aproximadamente 78 dB (A) y durante el rodaje cuando los motores de la aeronave producen un empuje mínimo, los niveles de ruido en la cabina se registraron en 65 dB (A). En 2008, un estudio de tripulaciones de cabina de las aerolíneas suecas encontró niveles de sonido promedio entre 78-84 dB (A) con una exposición ponderada A máxima de 114 dB, pero no encontró cambios importantes en el umbral de audición. En 2018, un estudio de niveles de sonido medidos en 200 vuelos que representaban seis grupos de aeronaves encontró un nivel de ruido medido de 83.5 db (A) con niveles que alcanzan 110 dB (A) en ciertos vuelos, pero solo el 4.5% excedió el TWA de 8 horas recomendado por NIOSH de 85 dB (A).
Efectos cognitivos
Se ha demostrado que el ruido simulado de las aeronaves a 65 dB (A) afecta negativamente la memoria de las personas y el recuerdo de la información auditiva. En un estudio que comparó el efecto del ruido de la aeronave con el efecto del alcohol sobre el rendimiento cognitivo, se encontró que el ruido simulado de la aeronave a 65 dB (A) tenía el mismo efecto en la capacidad de los individuos para recordar que la información auditiva estaba intoxicada con un alcohol en sangre Nivel de concentración (BAC) de 0.10. Un BAC de 0.10 es el doble del límite legal requerido para operar un vehículo de motor en muchos países desarrollados, como Australia.
Viajes aéreos y vida silvestre
El ruido del avión puede ser molesto y dañino para la vida silvestre también. Por ejemplo, los criadores de pieles han experimentado que los animales han comido cachorros recién nacidos cuyos aviones o helicópteros han pasado durante la cacería. El problema también ha sido relevante en relación con ejercicios militares con bajo vuelo sobre parques nacionales o reservas naturales durante la temporada de cría y reproducción en la primavera.
Medidas para reducir el ruido de los aviones
Se han tomado varias medidas para reducir el ruido de los aviones. Los procedimientos generalmente se subdividen en medidas de reducción de emisiones y de reducción de inmisión (a menudo también en el control de ruido activo y pasivo). Si bien las medidas de reducción de emisiones tienen como objetivo reducir el ruido directamente en la fuente, es decir, aeronaves o helicópteros, el objetivo de los métodos de reducción de inmisiones es minimizar el impacto en la población, los animales o el medio ambiente. Esto último se puede lograr mediante diversas medidas, como aislamiento acústico o aumento de la distancia a la aeronave.
Medidas de reducción de emisiones
A través de diversas medidas de diseño, las emisiones de ruido de los motores, hélices y rotores se han reducido significativamente en las últimas décadas. En los motores a reacción, esto se realiza, además de otros cambios, principalmente alejándose de Einstrom y, por lo tanto, aumentando el uso de motores turbofán; Con aviones de hélice y helicópteros, se pueden lograr niveles de presión sonora más bajos cambiando la geometría de la cuchilla, lo que permite velocidades bajas de los rotores. Mediante la imposición de tarifas y la prohibición de aeronaves especialmente ruidosas, tal como se implementaron en los Estados Unidos y la Unión Europea, se insta a las aerolíneas y, por ende, a los fabricantes de aeronaves y turbinas a desarrollar y utilizar modelos de aeronaves más silenciosos.
Desarrollo en motores a reacción
Los avances en el desarrollo de los motores a reacción han reducido, en particular, significativamente el ruido emitido por los motores de aviación civil en comparación con los motores utilizados desde la década de 1950.
Una parte importante de la emisión de ruido más baja tiene la implementación del flujo secundario en motores a reacción, es decir, el desarrollo de motores a reacción de motores de un solo motor a turbofan. Mientras que en las primeras generaciones de motores no se usó ni solo una corriente lateral muy pequeña, los motores modernos producen una gran parte de hasta el 80% del empuje total por la corriente secundaria, la distribución de masa de aire en la corriente secundaria a tal en la corriente principal («relación de by-pass») parcialmente en la relación de 12: 1. El motor PW1124G, que se instalará en el Airbus 320neo, entre otras cosas, reduce el nivel de presión acústica en 15 dB (A) de acuerdo con el fabricante, y el motor PW1521G desarrollado por Bombardier incluso por 20 dB (A).
Para algunos motores, es posible instalar silenciadores. Las aeronaves más antiguas con una relación de derivación más baja pueden, a menudo más tarde, contar con kits de silencio que, entre otras cosas, reducen las diferencias de velocidad entre el flujo principal rápido y el aire ambiente. La desventaja de los kits de silencio son las pérdidas de potencia del motor. Las «boquillas Chevron» incorporadas en los motores del Boeing 787 siguen un principio similar: un borde posterior en forma de zigzag del motor tiene la intención de mezclar mejor el flujo secundario con el aire ambiente, reduciendo así las emisiones de ruido.
Otra medida constructiva es el uso de nuevas boquillas de escape, que mezclan el gas de escape de alguna manera con el aire ambiente, por lo que la emisión de ruido se reduce. Incluso en motores modernos, la distancia aumentada entre el estator y el impulsor del compresor conduce a una reducción del sonido. Otras formas de reducir la emisión de ruido son la geometría cambiada de las ruedas de paletas en el motor o el uso de material que absorbe el ruido en las tomas de aire del motor.
Otra forma de reducir la emisión de ruido de los motores es la ausencia del uso de inversores de empuje con más potencia que el ralentí. El inversor de empuje puede encenderse cuando aterrice inmediatamente después de aterrizar la aeronave. Debido a la desviación del chorro del motor, el empuje de los motores es hacia adelante, por lo que la aeronave se desacelera. En la aviación civil, sin embargo, a los aviones solo se les permite acercarse a pistas en aeropuertos donde se puede garantizar un aterrizaje seguro sin el uso del empuje inverso. Por lo tanto, se prescinde cada vez más de la inversión de empuje total, ya que está conectada mediante el arranque a corto plazo de las turbinas a un alto rendimiento con emisiones de ruido significativas.
Turbopropos y helicópteros
En turboprops, el sonido emitido se debe principalmente a las hélices en los motores. Al cambiar la geometría de la cuchilla, las hélices podrían ser más efectivas, por lo que se pueden reducir las velocidades a las que se accionan las hélices. La reducción de velocidad proporciona una reducción en el ruido de la aeronave y permite que los motores funcionen a una potencia menor, nuevamente reduciendo el ruido. Un efecto similar se aplica a los helicópteros: al cambiar la geometría de la cuchilla del rotor, el helicóptero se puede operar a una velocidad menor en las puntas de las cuchillas, lo que podría reducir las emisiones.
Procedimiento de aproximación
La carga de los residentes del aeropuerto depende significativamente de la elección del método de aproximación de los aviones, ya que dependiendo del método elegido, se cobra una cantidad diferente de personas con diferentes niveles de niveles de presión sonora. Además del método estándar de aproximación (Enfoque estándar), en el cual la configuración final de la aeronave para el aterrizaje (es decir, aletas extendidas y tren de aterrizaje extendido) se alcanza bastante temprano, varios otros métodos están siendo probados y explorados. En algunos casos, se puede observar un alivio considerable para los residentes del aeropuerto.
Un procedimiento de aproximación alternativo importante es el enfoque Low Power / Low Drag (LP / LD), que se desarrolla en el aeropuerto de Frankfurt, con las aletas de aterrizaje y especialmente el tren de aterrizaje se extienden mucho más tarde: el LP / LD es el chasis solo cinco náuticas millas (NM) antes de llegar a la pista extendida, por el contrario, el procedimiento de aproximación estándar ya doce NM antes.
Otro método es el Enfoque de Descenso Continuo, mediante el cual las fases de vuelo horizontales durante el descenso deben evitarse en gran medida. Esto permite que los motores estén inactivos, mientras que el procedimiento de aproximación estándar requiere mayor potencia del motor debido a las fases horizontales intermedias. El enfoque de descenso continuo puede dar lugar a contaminación acústica, en particular en el rango de 55 a 18 km frente a la pista. La desventaja de Gleitanflugverfahrens es que es más difícil de realizar con un tráfico creciente, porque en un avión que cruza, un vuelo horizontal es inevitable, y así en muchas horas en muchos aeropuertos no solo o parcialmente, por ejemplo, en la noche o en poco tráfico, se puede utilizar, los aeropuertos más grandes que utilizan el procedimiento son los aeropuertos de Frankfurt y Colonia / Bonn; Además, el procedimiento será probado en otros aeropuertos. En la fase final de la aproximación de aterrizaje tiene el avión en el faro del sistema de aterrizaje de instrumentos y así mantener una tasa de descenso fija, por lo que allí, desde aproximadamente 18 km frente a la pista, no hay reducción de ruido por Gleitanflugverfahren. mas factible
Un método anterior, que sigue un principio similar al Enfoque de Descenso Continuo, es el enfoque en dos segmentos (enfoque de dos segmentos), en el que en el primer segmento se selecciona inicialmente un ángulo de aproximación pronunciado, que luego se reduce en el haz guía al valor específico. La reducción de la contaminación acústica de las aeronaves se produce en particular por las áreas sobrevoladas a mayor altitud; Las desventajas son, debido a la mayor tasa de hundimiento, problemas de seguridad y menos comodidad para los pasajeros.
Ángulo de aproximación
Por defecto, los aviones se hunden en un ángulo de avance de 3 °, que es el estándar de la OACI. Si se aumenta este ángulo, entonces hunda la aeronave para que en la aproximación final con una mayor velocidad de descenso, el lugar donde se inicia la aproximación final, se mueva en consecuencia más cerca de la pista. Como resultado, una cierta área alrededor de la pista es sobrevolada por la aeronave a una altitud más alta, lo que reduce la contaminación acústica. Los ángulos de aproximación distintos de 3 grados solo son posibles en el modo de vuelo para todas estaciones CAT I. En el caso de las operaciones de vuelo para todo tipo de clima CAT II y III, de acuerdo con ICAO PANS-OPS (Doc 8168) un enfoque obligatorio de 3 grados el ángulo debe ser observado.
Procedimiento de salida
También en el contexto de la salida se puede reducir eligiendo el procedimiento de salida, la emisión de ruido. En primer lugar, los motores deben funcionar a alta potencia al inicio para alcanzar una velocidad suficiente para un inicio seguro y evitar un bloqueo. Sin embargo, una vez que se alcanza una altitud segura y una velocidad aérea suficientemente alta para una condición de vuelo estable, la potencia de los motores se puede cerrar.
El método de reducción de ruido, que se desarrolló en los Estados Unidos en 1978, planea reducir el empuje de despegue desde 1000 pies (300 metros) sobre el suelo, continuando así el descenso con un ángulo de ascenso menor. Al alcanzar una velocidad de 250 nudos (460 km / h), la velocidad de ascenso aumenta de nuevo. En primer lugar, este método permite un alto ahorro de kerosene, pero la baja altitud de solo 300 metros sobre el suelo da como resultado altos niveles de ruido continuo para los habitantes del área sobrevolada.
Un procedimiento de salida desarrollado por la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) recomienda subir a 1500 pies (450 metros) con la potencia máxima del motor, luego apagar la potencia del motor y elevarlo de nuevo a una altitud de 3000 pies (900 metros). Este procedimiento de salida alivia a los residentes del aeropuerto, pero conduce a un mayor consumo de combustible. Por lo tanto, se han desarrollado un total de 14 perfiles diferentes para diferentes modelos de aeronaves para tener en cuenta las características de la aeronave como sea posible.
Rutas de vuelo
En principio, al determinar las rutas de vuelo, se intenta evitar el sobrevuelo de las áreas metropolitanas y diseñar las rutas de vuelo de tal forma que las áreas desnatadas se vuelvan a volar preferiblemente. Esto plantea la pregunta de hasta qué punto es justificable la ventaja de una comunidad más grande (bien común) en detrimento de los habitantes en las áreas escasamente pobladas. La elección de la ruta de vuelo normalizada en el contexto de la planificación del espacio aéreo, así como las desviaciones a corto plazo de esta ruta de vuelo, generalmente por parte del controlador de tráfico aéreo, dependen de muchos factores, en ocasiones complejos. Evitar el ruido de la aeronave juega un papel importante, pero está fundamentalmente subordinado a la seguridad de vuelo.
Introducción de zonas de protección contra el ruido
Las zonas de protección contra ruido son áreas alrededor de un aeropuerto, que están sujetas a regulaciones y requisitos especiales con el propósito de proteger contra el ruido. En Alemania, se establecen sobre la base del FluLärmG; el cálculo del diseño de las zonas de protección contra el ruido, así como las condiciones individuales emitidas se llevan a cabo mediante modelos matemáticos. Una breve descripción de las zonas de protección contra el ruido definidas por el FluLärmG alemán y la situación en otros países se puede encontrar en la sección sobre la situación legal.
Edificios de protección contra ruido
Hay muchas maneras de construir edificios de protección contra el ruido y proteger a los residentes del aeropuerto del ruido de los aviones. Algunos edificios de protección contra el ruido se utilizan directamente en el aeropuerto, por lo que las pruebas necesarias de los motores se llevan a cabo en aeropuertos más grandes en salas de protección contra ruido, que reducen significativamente el sonido emitido al medio ambiente por aislamiento acústico. Incluso las paredes insonorizadas pueden amortiguar el ruido emitido por un aeropuerto, pero esto se aplica muy poco al ruido de los aviones que despegan y aterrizan, ya que se encuentran muy rápidamente por encima de las barreras acústicas y el ruido del avión afecta a los residentes del aeropuerto sin impedimentos
Una medida importante de los residentes cerca del aeropuerto es el uso de sistemas de ventilación insonorizados y ventanas insonorizadas, que reducen el ruido que llega al interior del apartamento a través de una mayor hermeticidad y el uso de cristales especiales, con espesores diferentes. Las ventanas insonorizadas se dividen en seis clases, con la clase más alta capaz de absorber más de 50 dB (A) de sonido.
Prohibición de vuelo nocturno
Otra medida, que sirve especialmente para proteger el sueño nocturno de la población, es la prohibición de vuelos nocturnos. Sin embargo, las prohibiciones nocturnas generalmente no impiden, como su nombre lo indica, todos los vuelos nocturnos, sino que restringen los despegues y aterrizajes de los aviones en los aeropuertos durante la noche. En el caso alemán de FluLärmG no se proporciona una prohibición de vuelo nocturno, pero hay aeropuertos alemanes en el aeropuerto de Frankfurt-Hahn. Permisos de operación limitados para despegues y aterrizajes durante la noche. El período de validez de las prohibiciones de vuelos nocturnos se regula individualmente para cada aeropuerto, así como la implementación exacta. Por ejemplo, a pesar de la prohibición de vuelos nocturnos, los despegues y aterrizajes nocturnos están permitidos para ciertos propósitos de vuelos tales como vuelos postales o vuelos de rescate o modelos de aeronaves de ciertas categorías de ruido en la mayoría de los aeropuertos.
Programas de atenuación de ruidos
En los Estados Unidos, dado que el ruido de la aviación se convirtió en un problema público a fines de la década de 1960, los gobiernos han promulgado controles legislativos. Los diseñadores, fabricantes y operadores de aviones han desarrollado aeronaves más silenciosas y mejores procedimientos operativos. Los modernos motores turbohélice de puente alto, por ejemplo, son más silenciosos que los turborreactores y los turbofans de puente bajo de los años sesenta. Primero, la Certificación de aeronaves de la FAA logró reducciones de ruido clasificadas como aeronaves «Etapa 3»; que se ha actualizado a la certificación de ruido de la «Etapa 4», lo que resulta en aeronaves más silenciosas. Esto ha resultado en una menor exposición al ruido a pesar del aumento en el crecimiento y la popularidad del tráfico.
Sistemas de navegación por satélite
Se llevaron a cabo una serie de pruebas en el aeropuerto londinense de Heathrow, entre diciembre de 2013 y noviembre de 2014, como parte de la «Estrategia de espacio aéreo futuro» del Reino Unido y del proyecto europeo de modernización «Cielo único europeo». Los ensayos demostraron que el uso de sistemas de navegación basados en satélites permitió ofrecer alivio del ruido a más comunidades aledañas, aunque esto generó un aumento inesperado significativo en las quejas de ruido (61,650) debido a las rutas de vuelo concentradas. El estudio encontró que los ángulos más empinados para el despegue y el aterrizaje llevaron a un menor número de personas experimentando ruido de aeronaves y que el alivio del ruido podría compartirse utilizando rutas de vuelo más precisas, lo que permite controlar la huella de ruido de las aeronaves que salen. El alivio del ruido podría mejorarse al cambiar las rutas de vuelo, por ejemplo, utilizando un trayecto de vuelo por la mañana y otro por la tarde.
Avances tecnológicos
Diseño del motor
Los turbofandos High bypass modernos no solo son más eficientes en combustible, sino que también son mucho más silenciosos que los motores turborreactores antiguos y turbofán de derivación baja. En los motores más nuevos, los chevrones reductores de ruido reducen aún más el ruido del motor, mientras que en los motores más antiguos, el usuario de los kits de silencio se usa para ayudar a mitigar el ruido excesivo.
Ubicación del motor
La capacidad de reducir el ruido puede verse limitada si los motores permanecen debajo de las alas de la aeronave. La NASA espera un acumulado de 20-30 dB por debajo de los límites de la Etapa 4 para 2026-2031, pero mantener el ruido de la aeronave dentro de los límites del aeropuerto requiere al menos una reducción de 40-50 dB. El tren de aterrizaje, los listones de ala y las aletas de ala también producen ruido y es posible que tengan que estar protegidos del suelo con nuevas configuraciones. La NASA descubrió que las góndolas sobre ala y mitad del fuselaje podrían reducir el ruido en 30-40 dB, incluso 40-50 dB para el cuerpo del ala híbrido, que puede ser esencial para los rotores abiertos.
Para 2020, las tecnologías de helicópteros que se encuentran en desarrollo y los nuevos procedimientos podrían reducir los niveles de ruido en 10 dB y las huellas de ruido en un 50%, pero se necesitan más avances para preservar o expandir los helipuertos. La entrega del paquete UAS necesitará caracterizar su ruido, establecer límites y reducir su impacto.