A repülőgép zajszennyezése a repülőgép által repülés közben keltett zajt jelenti, amelyet a stressz okozta számos negatív egészségügyi hatással társítottak, az alvászavaroktól a szív- és érrendszeri betegségekig [1] [2] [3] . A kormányok kiterjedt ellenőrzéseket vezettek be, amelyek a repülőgép-tervezőkre, -gyártókra és -üzemeltetőkre vonatkoznak, javítva az eljárásokat és csökkentve a zajterhelést.
A zajszennyezés három kategóriába sorolható:
Repülőgép zaj keletkezik a repülőgép üzemeltetésének minden szakaszában. A földön álló helyzetben, például segéderőegységekkel; taxizás során; a propellerből és a sugárhajtóművek kipufogógázaiból történő gyorsítás során; felszállás, repülés vagy leszállás során. Egy mozgó repülőgép, beleértve a sugárhajtóművet vagy légcsavart , a levegő összenyomódását és megritkulását idézi elő, ami a levegőmolekulák mozgását okozza. Ez a mozgás nyomáshullámként terjed a levegőben. Ha ezek a nyomáshullámok elég erősek és a hallható frekvenciaspektrumon belül vannak , hang hallható. A különböző típusú repülőgépek zajszintje és frekvenciája eltérő. A zaj három fő forrásból származik:
A propeller hajtású repülőgépek zajának nagy része a légcsavarokból és az aerodinamikából származik. A helikopterzaj a fő- és farokrotorok aerodinamikailag keltett zaja, valamint a fő sebességváltó és a különböző átviteli áramkörök mechanikusan indukált zaja. A mechanikus források nagy intenzitású keskeny sávú csúcsokat hoznak létre, amelyek a forgási sebességhez és a mozgó alkatrészek mozgásához kapcsolódnak. A számítógépes szimuláció szempontjából a mozgó repülőgép zaja vonalforrásnak tekinthető .
A repülőgépek gázturbinás hajtóművei ( sugárhajtóművei ) felelősek a legtöbb repülőgép zajért felszállás és emelkedés közben, például a láncfűrész zajért, amely akkor keletkezik, amikor a ventilátorlapátok csúcsai elérik a szuperszonikus sebességet. A zajcsökkentő technológiák fejlődésével azonban a repülőgép teste általában zajosabb leszálláskor.
A legtöbb motorzaj a sugárhajtómű zajából adódik, bár a nagy bypass arányú turbóventilátorok ventilátorzajjal rendelkeznek. A motor hátuljából kilépő nagy sebességű sugár a nyíróréteg instabilitását okozza (ha nem elég vastag), és gyűrű alakú örvényekké gördül. Később turbulenciába fordul át. A motorzajhoz kapcsolódó hangnyomásszint arányos a sugár sebességével (nagy teljesítmény). Ezért a kipufogógáz sebességének enyhe csökkenése is a sugárzaj jelentős csökkenéséhez vezet [4] .
Az aerodinamikai zaj a repülőgép törzse és a vezérlőfelületek körüli légáramlásból származik . Az ilyen típusú zaj a repülőgép sebességével és a levegő sűrűsége miatt alacsony magasságban is növekszik. A sugárhajtású repülőgépek sok aerodinamikai zajt keltenek . Az alacsonyan repülő, nagy sebességű katonai repülőgépek különösen hangos aerodinamikai zajt keltenek.
A repülőgép orrának, szélvédőjének vagy tetőterének alakja befolyásolja a kibocsátott hangot. A propeller hajtású repülőgépek zajának nagy része aerodinamikai eredetű, a lapátok körül áramló levegő miatt. A helikopter fő- és farokrotora aerodinamikai zajt is kelt. Az ilyen típusú aerodinamikai zaj elsősorban alacsony frekvenciájú, amelyet a rotor sebessége határoz meg.
Jellemzően zaj lép fel, amikor a légáramlás elhalad egy repülőgépen lévő tárgyon, például szárnyakon vagy futóművön. Általánosságban elmondható, hogy a repülőgép testzajának két fő típusa van:
Az utastérben és az utastérben található nyomás- és légkondicionáló rendszerek gyakran a fő zajforrások mind a polgári, mind a katonai repülőgépek pilótafülkéiben. A kereskedelmi sugárhajtású repülőgépek kabinzajjának egyik legjelentősebb forrása azonban – a hajtóművek kivételével – az APU ( Auxiliary Power Unit , APU), egy fedélzeti elektromos generátor , amelyet a repülőgépekben a fő hajtóművek beindítására használnak, általában sűrített levegővel . elektromos áramot biztosítanak, amíg a repülőgép a földön van. Más hazai repülőgép-rendszerek is hozzájárulhatnak, például egyes katonai repülőgépek speciális elektronikus berendezései.
A repülőgép-hajtóművek jelentős zajforrást jelentenek , és felszállás közben meghaladhatják a 140 decibelt (dB). Repülés közben a zaj fő forrásai a hajtóművek és a törzs feletti nagy sebességű turbulencia [6] .
A megnövekedett zajszint egészségügyi következményekkel jár . A megnövekedett munkahelyi zajszint vagy más zaj halláskárosodást , magas vérnyomást , koszorúér-elégtelenséget , irritációt , alvászavarokat és csökkent tanulmányi teljesítményt okozhat [7] . Bár bizonyos halláskárosodás az életkor előrehaladtával természetesen előfordul [8] , sok fejlett országban a zajterhelés elegendő ahhoz, hogy életre szóló halláskárosodást okozzon [9] [10] . A megnövekedett zajszint stresszt válthat ki, növelheti a munkahelyi balesetek arányát, valamint agressziót és más antiszociális viselkedést válthat ki [11] . A repülőtéri zaj a magas vérnyomáshoz kapcsolódik [12] . A repülőgépek zaja növeli a szívroham kockázatát [13] .
A 2000-es évek végén Bernhard Greiser végzett nagyszabású statisztikai elemzést a repülőgépek zajának egészségügyi hatásairól az Umweltbundesamt, Németország központi környezetvédelmi hivatala számára. Több mint egymillió kölni repülőtér lakójának egészségügyi adatait elemezték a repülőgépek zajával összefüggő egészségügyi hatások szempontjából. Az eredményeket ezután más lakossági zajexpozícióhoz és társadalmi-gazdasági tényezőkhöz igazították, hogy csökkentsék az adatok lehetséges torzítását.
Egy német tanulmány megállapította, hogy a repülőgépek zaja egyértelműen és jelentősen rontja az egészséget. Például egy átlagos napi 60 decibeles hangnyomásszint 61%-kal növeli a szívkoszorúér-betegséget a férfiaknál és 80%-kal a nőknél. További mutatóként az 55 decibeles átlagos éjszakai hangnyomásszint férfiaknál 66%-kal, nőknél 139%-kal növelte a szívroham kockázatát. A statisztikailag szignifikáns egészségügyi hatások azonban már 40 decibeles átlagos hangnyomásszintnél jelentkeztek [14] .
A Szövetségi Légiközlekedési Hatóság (FAA) szabályozza azt a maximális zajszintet, amelyet az egyes polgári légijárművek kelthetnek azáltal, hogy megköveteli a légi járművektől, hogy megfeleljenek bizonyos zajtanúsítási szabványoknak. Ezek a szabványok a maximális zajszint követelményeinek változásait „szakasz” megjelöléssel jelölik. Az Egyesült Államok zajszabványait a Szövetségi Szabályozási Kódex (CFR) 14. címe, 36. rész – Zajszabványok: Repülőgép típusa és légialkalmassági tanúsítása (14 CFR 36. rész) határozza meg. Az FAA kijelenti, hogy a maximális nappali és éjszakai 65 dB-es átlagos zajszint nem egyeztethető össze a lakóterületekkel. Az érintett területek közösségei jogosultak lehetnek a mérséklésre, például a hangszigetelésre [15] .
A repülőgép zaja a gépen tartózkodó embereket is érinti: a személyzetet és az utasokat. A pilótafülke zaja tanulmányozható a munkahelyi expozíció, valamint a pilóták és a légiutas-kísérők egészsége és biztonsága érdekében. 1998-ban 64 kereskedelmi légitársaság pilótáját kérdeztek meg halláskárosodásról és fülzúgásról [16] . 1999-ben a NIOSH számos zajfelmérést és egészségügyi kockázatértékelést végzett, és megállapította, hogy a zajszint 8 órán keresztül meghaladta az ajánlott expozíciós határértéket, 85 A súlyozott decibelt [17] . 2006-ban az Airbus A321-en belüli zajszintet utazás közben körülbelül 78 dB(A), taxizás közben pedig, amikor a repülőgép hajtóművei minimális tolóerőt produkálnak, az utastérben 65 dB(A)-t [18] . 2008-ban a Swedish Airlines légiutas-kísérői által végzett tanulmány 78-84 dB(A) átlagos zajszintet talált 114 dB-es maximális A-súlyozott expozíció mellett, de nem talált jelentős küszöbeltolódást [19] . 2018-ban egy hat repülőgépcsoportot képviselő 200 repülésen mért zajszint vizsgálata 83,5 dB(A) közegzajszintet talált, egyes járatokon 110 dB(A), de csak 4,5%-kal haladja meg a NIOSH által javasolt 8 -óra TWA 85 dB(A) [20] .
Kimutatták, hogy a repülőgépek 65 dB(A)-es szimulált zaja károsan befolyásolja az emberek memóriáját és a hallási memóriáját [21] . Egy tanulmány, amely a repülőgép zajának és az alkoholnak a megismerésre gyakorolt hatását hasonlította össze, azt találta, hogy a repülőgépek szimulált zaja 65 dB(A) mellett ugyanolyan hatással volt az emberek hallási memóriájára, mint a 0,10-es véralkoholszint (BAC) mérgezése [22] . A 0,10-es BAC kétszerese annak a törvényes határértéknek, amely sok fejlett országban egy gépjármű üzemeltetéséhez szükséges.