Thử nghiệm thúc đẩy thế hệ máy bay tiếp theo trở nên yên tĩnh và tốc độ hơn
Thử nghiệm/kiểm tra và đo lường là chìa khóa để giảm tiếng ồn máy bay, từ đó mở ra các lợi ích đổi mới hàng không cho các công ty, hành khách, người lao động và cộng đồng.
Thử nghiệm/kiểm tra là điều cần thiết để giảm tiếng ồn máy bay
Mặc dù tất cả chúng ta đều cảm nhận thế giới theo cách khác nhau, nhưng chúng ta luôn bị bao quanh bởi âm thanh phức tạp ở bất cứ nơi nào chúng ta đến - từ tiếng lá xào xạc trên cỏ và tiếng máy rửa bát trong bếp cho đến tiếng máy bay vút trên mái nhà. Khi số lượng thiết bị và máy móc chạy ngầm tăng lên, công nghệ trở nên không thể thiếu trong việc quản lý âm thanh để chúng ta có thể điều hướng môi trường của mình một cách thoải mái hơn.
Thử nghiệm và đổi mới chịu trách nhiệm giúp chúng ta có được âm thanh “vừa phải”. Chúng giúp làm cho những thứ ồn ào trở nên yên lặng hơn và những thứ yên lặng trở nên to hơn. Khi chúng ta chế tạo các thiết bị hàng không tinh vi hơn, giảm thiểu tiếng ồn công nghiệp và giảm thiểu tiếng ồn máy bay, sẽ rất quan trọng để duy trì sự hài hòa giữa công nghệ và xã hội.
Trong tập podcast Testing 1, 2, 3 gần đây, Jim Underbrink, cựu Thành viên Kỹ thuật của Boeing với 35 năm kinh nghiệm về các phương pháp thử nghiệm và hệ thống thu thập dữ liệu động, đã chia sẻ cách đo lường âm thanh và đo lường tiếng ồn là chìa khóa để thúc đẩy đổi mới trong di chuyển và giảm âm thanh lớn.
Nguồn gốc của âm thanh
Nếu bạn đã học Vật lý 101, bạn sẽ nhớ rằng sóng âm thanh là những dao động vô hình truyền từ nguồn qua môi trường. Thật khó để bạn có thể tập trung vào việc thử nghiệm thứ gì đó không thể nhìn thấy được. Để thực hiện kiểm tra tiếng ồn và phân tích tiếng ồn của máy bay, Underbrink giải thích rằng các kỹ sư đã thiết lập micrô theo mô hình toán học hoặc mảng theo pha xung quanh đường băng để “chụp ảnh tiếng ồn” thông qua camera âm thanh. Những micrô này có thể xác định chính xác nơi phát ra tiếng ồn để giải quyết các nguồn âm thanh ồn ào nhất trong máy bay và giảm lượng phát ra tiếng ồn tổng thể của máy bay.
Sau khi dữ liệu đã xác định được các nguồn âm thanh gây tiếng ồn đáng kể, các kỹ sư có thể mô hình hóa các thay đổi trong các bộ phận của thiết kế máy bay và chạy các dự đoán trên máy tính để xem các tác động tiềm ẩn của tiếng ồn. Ví dụ: giả sử mép cánh của máy bay gây ra quá nhiều tiếng ồn, đặc biệt là trong điều kiện có gió. Bằng cách lập mô hình một mặt phẳng với thiết kế cạnh nắp thay thế, các kỹ sư có thể “thấy” liệu sự thay đổi đó có làm giảm tiếng ồn hay không. Underbrink cho biết: “Nếu chúng tôi biết chúng tôi đang làm việc với nguồn âm thanh ồn nhất trên máy bay và chúng tôi thực hiện thay đổi đối với nguồn đó trong một thử nghiệm ở quy mô mô hình và thấy rằng tiếng ồn của nó đã giảm 5 decibel, như vậy chúng tôi có thể tìm ra mức độ ồn tổng thể của máy bay và giảm nguồn âm thanh đó. Bạn có thể bắt đầu tấn công tất cả các khu vực có vấn đề này, bắt đầu hạ thấp và giảm dần tiếng ồn tổng thể của máy bay.”
Hướng đến mục tiêu tạo ra bầu trời yên tĩnh hơn
Khi ngày càng có nhiều máy bay trên bầu trời, áp lực giảm mức độ tiếng ồn của máy bay vì các lý do pháp lý và xã hội vẫn tiếp tục gia tăng. Từ khi phát triển, mọi máy bay đều phải đáp ứng một tiêu chuẩn tiếng ồn nhất định để được chứng nhận bay. Cục Hàng không Liên bang (FAA) bắt buộc mức độ tiếng ồn từ máy bay theo tiêu chuẩn dựa trên decibel để bảo vệ cộng đồng - và một số khu vực đông dân cư gần các sân bay như London Heathrow, Sân bay Quốc gia Washington hoặc Sân bay John Wayne ở California, thậm chí còn có những hạn chế chặt chẽ hơn. Ví dụ, một máy bay chở hàng lớn có thể bị hạn chế chỉ bay vào những thời điểm nhất định nếu nó vượt quá ngưỡng tiếng ồn của một khu vực. Các quy tắc chặt chẽ hơn đã thúc đẩy các công ty trang bị máy bay yên tĩnh hơn để giảm thiểu gián đoạn kinh doanh.
Tiếng ồn quá mức là một trong những lý do khiến FAA cấm máy bay siêu âm hạ cánh vào những năm 1970 - tiếng nổ quá mạnh và thường rung lắc, thậm chí làm vỡ cửa sổ trên mặt đất. Nhưng việc đi lại bằng máy bay siêu âm có thể quay trở lại nếu các thiết kế trở nên đủ tinh vi và hiệu quả để tuân thủ các hạn chế về âm thanh. Ai lại không thích đi từ New York đến London trong khoảng ba giờ trên một chiếc máy bay siêu thanh, so với hơn 7 giờ trên một chiếc máy bay phản lực bình thường?
Underbrink cho biết chúng tôi có công nghệ để làm cho tiếng nổ êm hơn hoặc đạt được “tiếng nổ thấp”. “Mục tiêu của công nghệ low-boom là thiết kế những chiếc máy bay sao cho chúng vẫn phá vỡ rào cản âm thanh nhưng làm sao cho việc thay đổi đặc tính của sóng xung kích là tối thiểu và ít gây phiền nhiễu hơn cho những người trên mặt đất.”
Ưu tiên sự thoải mái về tiếng ồn cho các cộng đồng xung quanh, hành khách và nhân viên hàng không sẽ là điều cần thiết để triển khai thế hệ máy bay tiếp theo sở hữu khả năng low-boom. Underbrink tin rằng việc thử nghiệm, xác nhận và cải tiến thiết bị chuyên dụng có thể tạo ra các phép đo có độ trung thực cao hơn sẽ giúp triệt tiêu tiếng ồn và cách mạng hóa máy bay từ trong ra ngoài. Underbrink giải thích rằng những thách thức không bao giờ kết thúc, nhưng anh ấy tận tâm tìm kiếm các giải pháp trong thế giới thực để cải thiện máy bay: “Khi bạn làm cho một số thứ yên tĩnh hơn, những thứ mới sẽ xuất hiện và bây giờ chúng tôi cần các phương pháp để xử lý những nguồn gây ồn đó.”
Hãy nghe thêm từ James Underbrink trong tập podcast đầy đủ về Testing 1, 2, 3 để hiểu quá trình thử nghiệm nghiêm ngặt nhằm giảm tiếng ồn của máy bay.
