飞机噪音是飞机在飞行的各个阶段产生的噪音污染。 该术语主要用于飞机的外部噪声。 喷气发动机是已知存在的最嘈杂的人造物体之一，并且飞机噪音可能非常剧烈，即使在飞机附近停留几秒钟，尤其是在飞机起飞时，也会导致听力损失。 从起飞的喷气式飞机起25米处的声压约为。 150 dBA（分贝-A），足以爆破鼓膜。 除了发动机噪音之外，如果飞机保持溢流率，冲击波将以猛烈的线索形式出现，这不适用于今天的民用飞机。 但是飞机在达到音频速度之前很久就会产生很大的空气动力学噪音。 此外，飞机和直升机内部的噪音和振动通常很烦人，在某些情况下会非常强烈，以至于可能导致听力损失。
声音制作分为三类：
发动机部件的机械噪音旋转，当风扇叶片达到超音速时最明显。
空气动力学噪音 – 来自飞机表面周围的气流，特别是在高速飞行时。
来自飞机系统的噪音 – 驾驶舱和机舱增压和调节系统以及辅助动力装置。
健康后果包括睡眠障碍，听力障碍和心脏病，以及由压力引起的工作场所事故。 记忆和召回也会受到影响。 政府已经制定了适用于飞机设计人员，制造商和操作人员的广泛控制措施，从而改善了程序并减少了污染。
声音制作机制
飞机噪音是飞机或其部件产生的噪音污染，无论是在停放时如地面，如辅助动力装置，滑行时，螺旋桨和喷气式排气装置，起飞时，下方和出发和到达路径的侧面，在途中或在着陆期间飞越。 包括喷气发动机或螺旋桨的移动飞机引起空气的压缩和稀疏，产生空气分子的运动。 这种运动作为压力波在空气中传播。 如果这些压力波足够强并且在可听频谱内，则产生听觉。 不同的飞机类型具有不同的噪音水平和频率。 噪音源自三个主要来源：
发动机和其他机械噪音
空气动力学噪音
飞机系统的噪音
发动机和其他机械噪音
螺旋桨飞机的大部分噪音同样来自螺旋桨和空气动力学。 直升机噪音是来自主旋翼和尾旋翼的空气动力学引起的噪音以及来自主变速箱和各种传动链的机械感应噪音。 机械源产生与旋转速度和运动部件的运动相关的窄带高强度峰值。 在计算机建模方面，来自移动飞机的噪声可被视为线源。
喷气发动机的飞机噪音
飞机燃气涡轮发动机在起飞和爬升期间负责飞机的大部分噪音，例如当风扇叶片的尖端达到超音速时产生的蜂鸣声噪音。 然而，随着降噪技术的进步 – 机身在降落时通常会更加嘈杂。
大多数发动机噪音是由于喷气噪声造成的 – 尽管高旁通比涡轮风扇确实存在相当大的风扇噪音。 离开发动机后部的高速射流具有固有的剪切层不稳定性（如果不够厚）并且卷起成环形涡流。 这后来分解为湍流。 与发动机噪音相关的SPL与喷射速度成比例（达到高功率）。 因此，即使适度降低排气速度也会大大降低喷射噪音。
喷气发动机运行期间的声音产生主要是由于叶片周围的流动，燃烧室中的燃烧以及机械部件的摩擦造成的。 此外，声音发射来自发动机后面产生的湍流。 风扇，压缩机和涡轮机是桨轮，其中压缩机和涡轮机通常设计成多级并因此具有各种桨轮。 流场声音生成的基本理论是由英国数学家迈克尔·詹姆斯·莱特希尔于1952年开发的，他将Navier-Stokes方程转化为波动方程。 该等式的解可以以延迟电势的形式写出，以理论形式描述了桨轮的辐射声。 气动声学处理由发动机中的气流引起的复杂的噪声形成。
声波爆炸
如果飞机超音速飞行，将在飞机机身和船尾产生冲击波。 这些冲击波以马赫锥的形状传播，并在飞过观察者之后不久到达。 对于小型飞机和更高的高度，这些冲击波被一个人视为爆炸，在较大的飞机上或在低海拔地区，作为两个立即连续的爆炸。 与流行的看法相反，音爆不仅发生在声屏障被破坏的那一刻，而且它永久地发生并且暴露于超音速地方的所有过度飞行。 超高速飞行的飞机在100米高度的超音速爆炸可以产生高达130 dB（A）的声压级，这与近距离发射的枪声大致相同。
飞机外部气流引起的飞机噪音
启动飞机时，发动机在满负荷下工作并发出高声压级; 其他组成部分的声音发射与其相关。 然而，当接近飞机时（以及在发射的某些阶段的新飞行策略中，见下文），发动机在部分负荷下运行; 在这里，其他因素的声音排放在总排放量中占有相当高的份额。 主要因素是高扬程推进（特别是板条和襟翼）和底盘的流动噪音。
在翼型下方的开口处，空中客车A320系列的油箱压力均衡端口在空气溢出时产生高音（类似于吹过玻璃瓶）。 金属板可以转移空气并将此现象衰减4 dB。
发动机噪音引起的噪音
较小尺寸的飞机，例如轻型飞机，没有发动机，但通常用活塞发动机推进螺旋桨。 由于这种飞机的最大速度和几何尺寸明显较低，因此气流产生的噪音通常可以忽略不计。 当发动机关闭并在空中（如滑翔机）时，这些类型的飞机几乎不会引起任何地面可感知的声音 – 与线路和军用飞机相比，即使发动机在理论上关闭也会发出很大的噪音。 因此，由小型飞机产生的有时相当大的声压级仅由发动机噪声和螺旋桨引起的气流引起。
空气动力学噪音
气动噪声来自飞机机身和控制表面周围的气流。 由于空气密度，这种类型的噪声随着飞机速度和低海拔而增加。 喷气动力飞机从空气动力学中产生强烈的噪音。 低空飞行的高速军用飞机产生特别大的空气动力噪音。
飞机的机头，挡风玻璃或顶篷的形状会影响产生的声音。 由于叶片周围的空气流动，螺旋桨飞机的大部分噪音属于空气动力学原因。 直升机主旋翼和尾旋翼也会产生空气动力学噪音。 这种类型的空气动力学噪声主要是由转子速度决定的低频。
通常，当流动通过飞行器上的物体（例如，机翼或起落架）时产生噪声。 大致有两种主要类型的机身噪音：
布拉夫体噪声 – 从钝体两侧的交替涡旋脱落产生低压区域（在梭口漩涡的核心），其表现为压力波（或声音）。 阻流体周围的分离流非常不稳定，并且流动“卷起”成环形涡流 – 随后分解成湍流。
边缘噪声 – 当湍流通过物体的末端或结构中的间隙（高升力装置间隙）时，当声音从物体的边缘（径向向下）传播时，听到相关的压力波动。
飞机系统的噪音
驾驶舱和机舱增压和调节系统通常是民用和军用飞机舱内的主要贡献者。 然而，除了发动机之外，商用喷气式飞机的机舱噪音最重要的来源之一是辅助动力装置（APU），一种用于飞机的机载发电机，用于启动主发动机，通常使用压缩空气，以及在飞机在地面时提供电力。 其他内部飞机系统也可以提供，例如某些军用飞机中的专用电子设备。
健康影响
飞机发动机是噪音的主要来源，起飞时可能超过140分贝（dB）。 在空中飞行时，噪音的主要来源是发动机和机身上的高速湍流。
声级升高会对健康造成影响。 工作场所或其他噪音升高可能导致听力障碍，高血压，缺血性心脏病，烦恼，睡眠障碍和学习成绩下降。 虽然一些听力损失随着年龄的增长而自然发生，但在许多发达国家，噪声的影响足以在一生中损害听力。 噪音水平升高会造成压力，增加工作场所事故率，并刺激侵略和其他反社会行为。 机场噪音与高血压有关。
心血管疾病
飞机噪音对心血管系统有影响，并表现为系统疾病。 一些案例研究证明了飞机噪音与心血管疾病之间的关系。
根据世界卫生组织的一份健康报告，欧洲1.8％的心脏病发作是由超过60分贝的交通噪音引起的。 此交通噪音中飞机噪音的份额仍然存在。 在另一项研究中，对斯德哥尔摩大区2,693名受试者的飞机噪音与高血压之间的关系进行了检查，得出的结论是，连续声级为55 dB（A），最高水平为72 dB（A）存在显着更高的疾病风险。 在这项研究的背景下，作者还能够证明即使在睡眠期间血压也会增加，噪音水平也会增加，而人们不习惯飞机噪音的觉醒。
精神错乱
发生精神障碍可能有不同的原因，其中一些原因尚未探索。 这些疾病的发生的重要原因，包括主观性耳鸣（持续性耳朵噪音），听觉过敏（对声音的病理性超敏反应），以及更少见的声音恐怖症（涉及声音或特定声音的恐怖症），是应激反应。 这种压力当然可以通过持久的飞机噪音来触发。 仅在德国，大约十分之一的人报告耳鸣症状，并且有50万人患有听觉过敏症。
德国环境研究
由Bernhard Greiser在21世纪后期对德国中央环境办公室Umweltbundesamt进行了对飞机噪声对健康影响的大规模统计分析。 分析了科隆机场周围100多万居民的健康数据，了解与飞机噪音相关的健康影响。 然后针对住宅区的其他噪声影响以及社会经济因素对结果进行校正，以减少数据的可能偏差。
德国研究得出的结论是，飞机噪音明显而且严重损害了健康。 例如，60分贝的日间平均声压水平使男性冠心病增加61％，女性增加80％。 另一个指标是，55分贝的夜间平均声压水平使男性心脏病发作的风险增加了66％，女性增加了139％。 然而，统计上显着的健康影响确实早在40分贝的平均声压水平开始。
FAA的建议
美国联邦航空管理局（FAA）通过要求飞机满足某些噪声认证标准来规定个别民用飞机可以发出的最大噪音水平。 这些标准通过“阶段”指定来指定最大噪声水平要求的变化。 美国噪声标准在联邦法规（CFR）标题14第36部分 – 噪声标准：飞机类型和适航性认证（14 CFR第36部分）中定义。 美国联邦航空局表示，65分贝的最高昼夜平均声级与居民社区不相容。 受影响地区的社区可能有资格获得隔音等缓解措施。
小屋噪音
飞机噪音也会影响飞机内的人员：机组人员和乘客。 可以研究机舱噪音，以解决飞行员和乘务员的职业暴露以及健康和安全问题。 1998年，64名商业航空公司的飞行员接受了有关听力损失和耳鸣的调查。 1999年，NIOSH进行了几次噪声调查和健康危害评估，发现噪声水平超过建议的85 A加权分贝的暴露限值为8小时TWA。 据报道，在2006年，空中客车A321在巡航期间的噪音水平约为78分贝（A），而在出租车期间，当飞机发动机产生的推力最小时，机舱内的噪音水平记录为65分贝（A）。 2008年，一项对瑞典航空公司机组人员的研究发现，平均声级在78-84 dB（A）之间，最大A加权暴露为114 dB，但未发现重大听力阈值变化。 在2018年，对代表六个飞机组的200个航班测量的声级进行的研究发现，媒体噪音水平为83.5分贝（A），某些航班的水平达到110分贝（A），但只有4.5％超过了NIOSH建议的8小时TWA为85 dB（A）。
认知效应
模拟的飞机噪音为65 dB（A）已被证明会对个人的记忆和回忆听觉信息产生负面影响。 在一项比较航空器噪声对酒精对认知能力影响的影响的研究中，发现65 dB（A）的模拟飞机噪音对个人回忆听觉信息的能力与血液酒精中毒的影响相同。浓度（BAC）水平为0.10。 在澳大利亚等许多发达国家，0.10的BAC是运行汽车所需的法定限制的两倍。
航空旅行和野生动物
飞机噪音也很烦人，对野生动物也有害。 例如，毛皮育种者已经经历过，这些动物已经吃掉了在幼犬期间已经过飞机或直升机的新生幼犬。 这个问题也与春季繁殖和繁殖季节期间在国家公园或自然保护区内低空飞行的军事演习有关。
降低飞机噪音的措施
已采取各种措施来降低飞机噪音。 这些程序通常细分为减少排放和减少排放的措施（通常也分为主动和被动噪声控制）。 虽然减排措施旨在直接减少源头（即飞机或直升机）的噪音，但减少排放方法的目的是尽量减少对人口，动物或环境的影响。 后者可以通过各种措施来实现，例如隔音或增加到飞机的距离。
减排措施
通过各种设计措施，发动机，螺旋桨和转子的噪音排放在过去几十年中大幅减少。 在喷气发动机中，除了其他变化之外，这主要是通过远离Einstrom而进行的，从而增加了对涡扇发动机的使用; 使用螺旋桨飞机和直升机，可以通过改变叶片几何形状来实现较低的声压级，从而实现较低的转子速度。 通过征收费用并禁止特别高噪声的飞机，如美国和欧盟实施的那样，航空公司以及因此间接使飞机和涡轮机制造商开发和使用更安静的飞机模型。
喷气发动机的发展
与20世纪50年代以来使用的发动机相比，喷气发动机的发展的进步尤其显着降低了民用航空发动机发出的噪音。
较低噪声排放的一个重要部分是在喷气发动机中实现二次流动，即从单喷射发动机到涡轮风扇发动机的喷气发动机的发展。 虽然在第一代发动机中没有使用或仅使用非常小的侧流，但是现代发动机在侧流中产生高达总推力的80％的大部分，侧流中的空气的质量分布在主流中（“旁通比”）部分地以12：1的比例.PW1124G发动机将安装在空中客车320neo中，根据制造商的说法，将声压级降低15 dB（A），而庞巴迪开发的PW1521G发动机甚至达到了20 dB（A）。
对于某些发动机，可以安装消音器。 具有较低旁通比的较旧的飞机 – 通常仅在以后 – 可以配备安静套件，其中包括减少快速主流和环境空气之间的速度差异。 静音套件的缺点是发动机的动力损失。 波音787发动机内置的“雪佛龙喷嘴”遵循类似的原则：发动机的锯齿形后缘旨在更好地将二次流与周围空气混合，从而减少噪音排放。
另一种建设性措施是使用新的排气喷嘴，其以某种方式将废气与环境空气混合，从而降低噪音。 即使在现代发动机中，压缩机的定子和叶轮之间的距离增大也会导致声音减小。 减少噪声发射的其他方法是改变发动机中的桨轮的几何形状或者在发动机进气口处使用噪声吸收材料。
降低发动机噪音的另一种方法是不使用具有超过空转功率的反推力装置。 在着陆飞机后立即着陆时可以打开反推力装置。 由于发动机喷射的偏转，发动机的推力是向前的，因此飞机减速。 然而，在民用航空中，通常只允许飞机进入机场的跑道，在那里可以保证安全着陆而不使用反向推力。 因此，越来越省去全推力反转，因为它通过涡轮机的短期启动连接到具有显着噪声排放的高性能。
涡轮螺旋桨飞机和直升机
在涡轮螺旋桨发动机中，发出的声音很大程度上归因于发动机上的螺旋桨。 通过改变叶片几何形状，可以使螺旋桨更有效，这就是为什么可以降低螺旋桨运转的速度。 减速可以降低飞机噪音，使发动机能够以更低的功率运行，同时降低噪音。 类似的效果适用于直升机：通过改变转子的叶片几何形状，直升机可以在叶片尖端中以较低的速度操作，这可以减少排放。
接近程序
机场居民的负担在很大程度上取决于飞机接近方法的选择，因为根据所选择的方法，不同数量的具有不同声压级别的人员被收取费用。 除了标准的进近方法（标准方法）之外，其中用于着陆的飞机的最终配置（即延伸襟翼和延伸起落架）很早就达到了，现在正在测试和探索各种其他方法。 在某些情况下，可以观察到机场居民的相当大的减轻。
一种重要的替代方法是在法兰克福机场开发的低功率/低阻力方法（LP / LD），着陆襟翼，特别是起落架延长很久–LP / LD只有五个航海的底盘到达跑道前的英里（NM），相比之下，标准进近程序已经在12个NM之前。
另一种方法是连续下降法，从而在很大程度上避免下降期间的水平飞行阶段。 这允许发动机空转，而标准接近程序由于中间水平相位而需要更高的发动机功率。 因此，连续下降方法可能导致噪声污染，特别是在跑道前方55至18公里的范围内。 Gleitanflugverfahrens的缺点是随着交通量的增加更难实现，因为在巡航飞机上，水平飞行是不可避免的，因此在许多机场的繁忙时间不是或仅部分 – 例如，在夜间或交通时间较短 – 可以使用，使用该程序的最大机场是法兰克福和科隆/波恩机场; 此外，该程序将在其他机场进行测试。 在着陆进近的最后阶段，仪表着陆系统的信标中的飞机设置并因此保持固定的下降速率，这就是为什么在跑道前方约18公里处，Gleitanflugverfahren没有降噪的原因。更可行。
一种较老的方法，遵循与连续下降法相似的原理，是两段（两段路段）的方法，其中在第一段中最初选择陡峭的接近角，然后在导向梁中将其减小到指定值。 飞机噪声污染的减少尤其发生在高海拔地区; 缺点是由于较高的下沉率，安全问题和乘客的舒适度较低。
接近角度
默认情况下，飞机以3°超前角下沉，这是国际民航组织的标准。 如果该角度增加，那么在最后进近时使飞机下沉，具有更高的下降速率，即最终进近的位置，相应地移动到更靠近跑道的位置。 结果，跑道周围的某个区域被飞机在更高的高度溢出，从而减少了噪音污染。 只有在全天候飞行模式CAT I中才能进行3度以外的进近角度。对于全天候飞行操作CAT II和III，根据ICAO PANS-OPS（Doc 8168号文件），强制性三度进近必须遵守角度。
出发程序
通过选择离场程序，噪音排放，也可以减少出发的背景。 首先，发动机必须在起动时以高功率运行，以便达到足够的速度以便安全起动和避免失速。 然而，一旦达到安全高度和足够高的空速以实现稳定的飞行条件，就可以关闭发动机的动力。
减震方法于1978年在美国开发，计划将起飞推力从地面以上1000英尺（300米）降低，从而以较小的爬升角度继续下降。 当达到250节（460公里/小时）的空速时，爬升率再次增加。 首先，这种方法可以节省高煤油，但是高于地面仅300米的低海拔地区会导致溢出区域的居民持续存在高噪音。
国际航空运输协会（IATA）制定的离场程序建议以最大发动机功率爬升至1500英尺（450米），然后关闭发动机功率并在3000英尺（900米）的高度再次升起。 这种离境程序减轻了机场居民的负担，但却导致燃料消耗增加。 因此，已经为不同的飞机模型开发了总共14种不同的轮廓，以尽可能地考虑飞机的特性。
飞行路线
原则上，在确定飞行路线时，尝试避免飞越大都市区域并且设计飞行路线以使得撇去区域优选地飞越。 这就提出了一个问题，即一个较大社区（共同利益）的利益在多大程度上损害了人口稀少地区居民的利益是合理的。 在空域规划的背景下选择标准化的飞行路线以及与该飞行路线的短期偏差，通常由空中交通管制员决定取决于许多有时复杂的因素。 避免飞机噪音起着重要作用，但从根本上来说，它依赖于飞行安全。
引入噪声防护区
噪声防护区是机场周围的区域，受到特殊规定和噪声保护要求的限制。 在德国，它们是在FluLärmG的基础上建立的; 通过数学模型计算噪声防护区的设计以及个别发布的条件。 有关德国FluLärmG定义的噪声防护区域及其他国家情况的简要说明，请参见法律情况部分。
隔音建筑物
有许多方法可以建造隔音建筑物，从而保护机场居民免受飞机噪音的影响。 一些噪声防护建筑物直接在机场使用，因此发动机的必要试运行在噪声防护大厅的较大机场进行，这大大减少了隔音所释放到环境中的声音。 即使是隔音墙也可以抑制机场发出的噪音 – 但这仅限于飞机起飞和降落的噪音，因为它们位于隔音屏障的上方，因此飞机噪音会影响机场居民畅通无阻。
对机场附近居民的一项重要措施是使用隔音通风系统和隔音窗户，通过增加密封性和使用特殊的不同厚度的窗玻璃来减少进入公寓内部的噪音。 隔音窗分为六类，最高等级可吸收超过50分贝（A）的声音。
夜班禁令
另一项措施，特别是保护夜间人口的睡眠，是夜间禁飞的问题。 然而，夜间禁令通常不会像所暗示的那样阻止所有夜间飞行，而是限制夜间飞机在机场的起飞和着陆。 德国FluLärmG没有提供夜间航班禁令，但德国机场至法兰克福 – 哈恩机场的所有机场都有夜间起飞和降落的运营许可证。 夜间禁飞的有效期由每个机场单独监管以及确切实施。 例如，尽管禁止夜间飞行，但允许夜间起飞和着陆用于某些飞行目的，例如邮政航班或救援飞行或大多数机场的某些噪音类别的飞机模型。
噪音缓解计划
在美国，由于航空噪声在20世纪60年代后期成为一个公共问题，政府已经颁布了立法控制措施。 飞机设计师，制造商和运营商已经开发出更安静的飞机和更好的操作程序。 例如，现代高旁通涡轮风扇发动机比20世纪60年代的涡轮喷气发动机和低旁通涡轮风扇更安静。 首先，FAA飞机认证实现了降级，归类为“第3阶段”飞机; 已升级为“第4阶段”噪音认证，从而使飞机更安静。 尽管流量增加和流行度增加，但这导致了更低的噪声暴露。
卫星导航系统
2013年12月至2014年11月期间，伦敦希思罗机场进行了一系列试验，作为英国“未来空域战略”的一部分，以及欧洲范围内的“单一欧洲天空”现代化项目。 试验表明，使用基于卫星的导航系统可以为更多的周边社区提供噪声缓解，尽管由于集中的飞行路径导致噪声投诉（61,650）显着意外增加。 该研究发现，起飞和降落的角度越来越大，导致飞机噪音越来越少，并且可以通过使用更精确的飞行路径来分担噪音，从而可以控制离场飞机的噪音足迹。 通过切换飞行路径可以增强噪音，例如在早上使用一条飞行路径，在下午使用另一条飞行路径。
技术进步
发动机设计
现代高旁通涡扇发动机不仅更省油，而且比旧涡轮喷气发动机和低旁通涡扇发动机更安静。 在较新的发动机上，降噪V形灯进一步降低了发动机的噪音，而在较旧的发动机上，安静套件的使用者可用于帮助减轻噪音。
发动机位置
如果发动机保持在飞机机翼下方，则降低噪音的能力可能会受到限制。 美国宇航局预计到2026年至2031年将累计低于第4阶段的20-30分贝，但将飞机噪音保持在机场边界内需要至少减少40-50分贝。 起落架，机翼板条和机翼襟翼也会产生噪音，并且可能需要通过新配置与地面隔离。 NASA发现机翼上机身和机身中部机舱可以将混合机翼的噪音降低30-40 dB甚至40-50 dB，这对于开式转子来说可能是必不可少的。
到2020年，直升机技术正在开发中，加上新程序可以将噪音水平降低10分贝，噪音足迹减少50％，但需要更多的进步来保护或扩大直升机场。 包裹递送UAS需要表征他们的噪音，建立限制并减少其影响。