ضوضاء الطائرات وأثرها البيئي

الضوضاء،هي تقلب في ضغط الهواء في المدى المسموع من 20 هيرتز الى 20,000 هيرتز،انه في كل مكان،ويمكن ان يسبب اعمالا مؤلمة ومتعبة ومزعجة، منذ الأيام الأولى من الطيران عندما وضعت المحركات المزعجة على إطار خشبي قريب من الطيار،ان المدى ذو العلاقة من ناحية الحدة السمعية الإنسانية من 45 الى 11300 هيرتز

لقد اصبحت الضوضاء مشكلة خطيرة تواجه صناعة الطيران منذ ظهور الطائرة النفاثة التجارية في العام 1958، ويستحق التذكير انه في حالة تعرض الانسان لحوالي 8 ساعات من الضوضاء يوميا وبقوة 90db ديسيبل,قد يلحق اضرارا بالأذن,وأي تعرض الى 140db من الصوت,سيلحق اضرارا فورية بالأذن الداخلية,بالإضافة الى الالام الحادة,لذا فان هناك جهودا كبيرة تبذل من قبل مصنعي المحركات,تهدف الى تخفيض الضجيج بحوالي  15dbفي الأجيال versions التالية للمحركات,وذلك بجعل انصال المراوح fans كبيرة بالنسبة الى باقي أجزاء المحرك,ما يساعد على تخفيف الضوضاء وزيادة قوة الدفع والحصول على تبريد اكبر.

تعتبر المحركات هي المصادر الرئيسية للضوضاء في الطائرة،اما الأجزاء المؤثرة فهي الضاغط compressor،والانصال التربينية،حيث ان ضوضاء نصل الضاغط تأخذ طريقها الى مقدمة المحرك،بينما ضوضاء الانصال التربينية تأخذ طريقها الى خلف المحرك.

الضوضاء الأساسية بالمحركات النفاثة ناتجة عن خلط غاز العادم العالي السرعة من الجسم الرئيسي للمحرك بالهواء الجوي،كذلك فان الهواء الناتج عن دوران المروحة يولد ضجيجا،بينما عند الهبوط فإن المصدر الأساسي للضوضاء هي الأجزاء المتحركة للمحرك،التخفيضات الهامة في ضوضاء المحرك يمكن أن تنجز فقط بواسطة تخفيض سرعة الهواء الخارج من العادم،ومن ناحية أخرى هناك بطانة سمعية في مقدمة المحرك لتخفيض الضوضاء،عدة أنواع من المكثفات طورت لتخفيض الضوضاء النفاثة، لكن التخفيض في الضوضاء كان بسيطاً.

ضوضاء مقصورة الركاب تشمل كلاً من اضطراب التردد المنخفض والمستوى العالي للضوضاء.

للسيطرة على المستوى العالي للضوضاء،فقد وضعت أجهزة عازلة مبطنة،وهذه على أية حال حلول فعالة،إن 70% من الضوضاء في المقصورة,سببها التردد الأكثر انخفاضاً بالمحرك أو الأصوات الناتجة عن دوران المروحة،وقد وضعت أجهزة لامتصاص الاهتزازات غير المرغوب فيها عند موضع تثبيت المحرك MOUNTS تدعى Elastomeric, لكن ذلك الامتصاص كان جزئياً فقط،أثناء الطيران المنتظم السرعة,يوجد هناك نوعان من الضوضاء في مقصورة الركاب, تعرف باسم broadband (واسعة النطاق),وهي تغطي تشكيلة واسعة من الترددات مثل الضوضاء التي تسببها سرعة الهواء حول الطائرة,وكذلك هواء التكييف,بينما تحدث ضوضاء Narrowband (ضيقة النطاق),في الترددات المعينة جداً وسببها المحركات ومراوح الطائرة .

وتبقى الضوضاء تشغل بال الجميع خاصة مع ازدياد حركة النقل الجوي وارتفاع عدد السكان المحيطين بالمطارات,ما يؤثر بشكل سلبي على الغالبية العظمى من المجتمع،والعمل على تخفيضها بهذه المناطق،الضوضاء يمكن أن تؤثر على العوامل الاقتصادية أيضاً،وذلك بنقص كفاءة العامل،كما تؤثر على المبيعات وتنقص قيم الملكية بهذه المناطق،وعلى سبيل المثال فقد استلمت هيئة المطار فرانكفورت بألمانيا في شهر سبتمبر 2002 أكثر من 56,330 شكوى بالخصوص من السكان المحيطين بالمطار ,وبزيادة 30% عن نفس الشهر في العام 2001 ,أما إدارة مطار بروكسيل فقد اقترحت انفاق أكثر من 152 مليون يورو كتعويض للمجاورين للمطار, بسبب عدم قدرتهم على النوم .

وتشكل الفاعلية في استخدام الوقود نفس الأهمية،وانطلقت العديد من البرامج بالخصوص،نذكر منها برنامج التقنية المتطورة للمحركات التي سرعتها أقل من سرعة الصوت،والذي انطلق في العام 1992 بالتعاون مع وكالة ناسا NASA، ويهدف هذا البرنامج إلى الحفاظ على البيئة وتقليل المصاريف.

عموما تخفيض ضوضاء محركات الطائرات التجارية يشكل تحدٍ مستمر،وبسبب ازدياد حركة الملاحة الجوية,فإن منتجي المحركات الرئيسيين في العالم والعديد من مجهزيهم SUPPLIERS, لديهم البرامج التي تهدف إلى تخفيض الضوضاء،على سبيل المثال في أوروبا،في ابريل /نيسان 2001 انطلق أكبر مشروع بحث بشأن الضوضاء في المجتمع الأوروبي (كاتم الصوت) ,ويضم أكثر من 51 شركة لتحري التقنيات الجديدة التي قد تؤدي إلى تخفيض كبير في الضوضاء ,البرنامج الذي سيكمل في 2005 وتوقع الأداء إلى تخفيض عام من ضوضاء المحرك من 6 ديسيل بسنة 2008 إلى 10 ديسيل بحلول سنة 2017.

مصادر الضوضاء الرئيسية للطائرة عند الاقتراب من المهبط نتاج حركة الضاغط والتوربينة،لذلك فإن فريق البرنامج يركزون عملهم على حل هذه المشكلة، البرنامج بشكل معين يركز على تصميم ضواغط الضوضاء المنخفضة وضوضاء التوربينات النفاثة،وظهر برنامج بحث متطور متقدم عرف باسم CFD يستخدم رموز عددية لتمييز مصادر الضوضاء الرئيسية،ويقرر إمكانيات تحقيق أمثليه، ويعتقد الفريق أن هناك إمكانية كبيرة في تخفيض الضوضاء،وخلال عشرين عاماً الماضية هدفت الشركة إلى تخفيض الضوضاء بنسبة تصل إلى النصف. 

*احد المواضيع التي تناولها كتابنا (الطيران والفضاء) منشورات دار العبيكان للنشر الرقميpdf يمكن معرفة المزيد من خلال الرابط المشترك لمجموعة كتبنا الخمسة.