Modelowanie propagacji hałasu podczas startu statku powietrznego Modelling of noise propagation during the start of an aircraft

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 114. Transport. 2016.

(2) 2 #"0

(3) ' %

(4) # &

(5) &

(6) !

(7) , W

(8) Maszyn Roboczych i Transportu. (89058%/%&$<=7%(&+ STARTU STATKU POWIETRZNEGO =

(9) : ! B;. Streszczenie: ,

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23) F "

(24) w

(25) (

(26) @ @,

(27)

(28) (

(29) ;5 'F

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38) (

(39) @ x

(40) @~F , (

(41)

(42)

(43)

(44)

(45) F &

(46)

(47)

(48)

(49) F /

(50)

(51) (

(52)

(53)

(54)

(55) @

(56) F !

(57) B

(58)

(59) *

(60) * . 1. WPROWADZENIE Obecnie o

(61) (

(62)

(63)

(64)

(65) £

(66)

(67)

(68)

(69)

(70) @* ustalany *

(71)

(72)

(73)

(74) ( @ /

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80) dla pory dziennej i pory nocy. %

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86) £ nego, które ( @

(87) @ podczas startu samolotu (

(88) nawet 150 dB i m

(89)

(90) . G

(91)

(92) (

(93)

(94) *

(95) @, generowanego przez statki powietrzne podczas operacji startu. )

(96)

(97)

(98) *

(99)

(100)

(101)

(102)

(103) (

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112) w (

(113)

(114)

(115) F.

(116) 350. F "

(117) ! * %

(118) *

(119)

(120)

(121) , * &

(122) + . 2. (89058<=70=9.5 G

(123)

(124)

(125)

(126)

(127)

(128) *

(129)

(130)

(131)

(132) jego propagacji. Do (

(133)

(134)

(135)

(136) (£.

(137)

(138) .

(139)

(140) F G

(141) ( F F 2, 3, 4, 9]: ! /G" x

(142) / G "

(143) ~* holenderskie: Kosten Unit Model oraz LAEQ, szwajcarski Flula 2, kanadyjski CANIM (Canadian Airport Noise Model), /GY,GB (

(144) % '

(145) G/>" xG

(146)

(147) / >

(148) ## "[ Ltd.), opracowany przez FAA (Federal Aviation Administration) program INM, który w

(149) B;]

(150)

(151) /[

(152) < [

(153) Design Tool (AEDT).

(154)

(155)

(156)

(157) (

(158)

(159)

(160)

(161) F &

(162)

(163) G x

(164) G ~ £

(165)

(166)

(167)

(168)

(169) #

(170)

(171)

(172)

(173) yp statku po *

(174)

(175)

(176)

(177) F &

(178) #

(179)

(180)

(181)

(182)

(183)

(184)

(185)

(186) *

(187)

(188) (

(189)

(190) # (

(191)

(192)

(193) 6, 7F %

(194)

(195)

(196) £ niczego rekomendowane jest zastosowanie metody obliczeniowej INM. Na rynku polskim.

(197)

(198)

(199)

(200)

(201)

(202)

(203)

(204) * (ymi do tworzenia cyfro

(205)

(206)

(207)

(208)

(209)

(210) Y

(211)

(212) /* " &

(213) * >_=/* Predictor-LimA Software, NoiseMap i Novapoint Noise [5F %

(214)

(215) ( £ temy opracowywane indywidualnie na potrzeby poszczególnych lotnisk [1, 8].

(216) G

(217)

(218) £ kim:

(219)

(220)

(221)

(222) * dane taktyczno-techniczne najpopularniejszych n

(223)

(224) i wojskowych,

(225)

(226)

(227)

(228)

(229) * algorytm

(230)

(231)

(232)

(233)

(234) ( £

(235)

(236)

(237)

(238) ¬

(239)

(240) £

(241)

(242)

(243)

(244) (

(245) !

(246) £

(247) tapach operacji powietrznej. ,

(248)

(249)

(250) G

(251)

(252)

(253)

(254) . # #

(255)

(256) @

(257)

(258)

(259)

(260)

(261) startowego, (

(262)

(263)

(264)

(265) # *

(266)

(267)

(268) (

(269)

(270) # *.

(271)

(272)

(273)

(274)

(275)

(276)

(277)

(278)

(279) . 351.

(280)

(281)

(282)

(283)

(284)

(285)

(286) £

(287) *

(288)

(289)

(290)

(291)

(292)

(293) x

(294) uprzednie

(295)

(296)

(297) # ~F & ,

(298) G (

(299)

(300)

(301)

(302)

(303)

(304) *

(305) #£ guracji, przy wprowadzaniu zmian w istnie # £

(306) F )

(307) (

(308)

(309)

(310)

(311) w profilach lotu (trasy dolotowe i odlotowe) lub modyfikowaniu procedur operacyjnych.. \28.(;(] '

(312)

(313)

(314)

(315)

(316) (

(317) *

(318)

(319) £

(320)

(321)

(322)

(323)

(324)

(325)

(326)

(327) ( £

(328)

(329)

(330) !F Pomiary zrealizowano w sierpniu, warunki atmosferyczne podczas pomiarów by

(331) £

(332)

(333)

(334) B qY*

(335) # ;B &

(336) *

(337)

(338) ( ] *

(339)

(340) #

(341) F <

(342) (

(343) &

(344) ! - Krzesiny. Usytuowanie punk

(345)

(346)

(347)

(348)

(349)

(350) = F;F. Rys. 1. Usytuowanie punktów pomiarowych [10]. Wyniki pomiarów w punktach 1 (200 m od pasa startowego), 3 (600 m), 5 (650 m), 6 (700 m), 7 (1500 m), 9 (1550 m) wykorzystano do opracowania modelu, natomiast na podstawie pomiarów w punktach 2 (400 m), 4 (625 m), 8 (1525 m) dokonano walidacji opracowanego modelu. Aparatura wykorzystana do wykonania

(351)

(352) ! eksperymentalnych

(353)

(354)

(355)

(356) £ 9 mikrofonów firmy Brüel & Kjær typu 4189-L-001.

(357) 352. F "

(358) ! * %

(359) *

(360)

(361)

(362) , * &

(363) + . 1 jednostka

(364)

(365) . &:"< / > ]-A-060 firmy Brüel & Kjær 2

(366)

(367) . &:"< / > -C firmy Brüel & Kjær mobilny komputer (sterow

(368)

(369)

(370)

(371)

(372)

(373) ~F )

(374)

(375)

(376) (

(377)

(378)

(379)

(380)

(381) ; 'F. 4. 5&8%&$$?&08/8/8;$58 (897%/%&$(0>7

(382)

(383) .

(384) (

(385) (

(386)

(387)

(388)

(389)

(390)

(391)

(392) F G

(393)

(394) £

(395)

(396)

(397)

(398)

(399)

(400) * (na

(401)

(402)

(403) . D X. Y. (1). gdzie: Y – .

(404)

(405) * D . * X –

(406) .

(407)

(408) F. W przedstawionym przypadku zmienne

(409)

(410) (!

(411)

(412) £ nej, dlatego p

(413) wyznaczenie zbioru n

(414) ! x

(415)

(416)

(417)

(418)

(419)

(420) ~ (

(421)

(422) £.

(423)

(424)

(425)

(426)

(427)

(428)

(429) (

(430)

(431)

(432) F Do ob

(433)

(434)

(435) (

(436)

(437)

(438) . Li. a i r bi ci. (2). gdzie: Li –

(439)

(440)

(441) , ai, bi, ci . i modelu

(442)

(443)

(444) , r –

(445)

(446) startowego.. )

(447) .

(448) (

(449)

(450)

(451)

(452)

(453)

(454)

(455) (

(456)

(457)

(458) F.

(459)

(460)

(461)

(462)

(463)

(464)

(465)

(466)

(467) . 353. 5. WYNIKI (] )

(468)

(469)

(470)

(471)

(472) !

(473)

(474) poddano analizie widmowej.

(475)

(476) (£

(477)

(478)

(479)

(480)

(481) e. Wyniki analiz zamieszczono w tablicy 1. Tablica 1 0

(482) 1! ' Oktawa [Hz]. Poziom 3

(483) !

(484) 1` '

(485) 3 od pasa startowego [dB] 200 m. 600 m. 650 m. 700 m. 1500 m. 1550 m. 16. 92,4. 72,6. 69,9. 70,0. 69,3. 68,9. 31,5. 101,0. 78,8. 76,3. 76,7. 71,6. 69,7. 63. 107,8. 84,3. 84,2. 84,4. 77,9. 76,8. 125. 107,6. 86,5. 89,3. 90,1. 79,3. 81,4. 250. 102,2. 91,5. 90,5. 91,1. 78,8. 80,8. 500. 97,1. 88,6. 85,4. 85,4. 76,3. 76,1. 1000. 93,7. 82,4. 80,9. 81,2. 74,3. 72,8. 2000. 93,2. 74,4. 73,9. 73,4. 68,9. 64,8. 4000. 87,8. 59,5. 56,6. 56,1. 58,5. 48,5. 8000. 74,3. 47,0. 29,3. 30,7. 48,3. 26,6. 16000. 55,6. 36,1. 44,3. 40,7. 35,4. 45,0. Overall L. 112,0. 95,0. 94,5. 95,0. 85,1. 85,9. Wyniki zawarte w tablicy 1 wykorzystano do

(486)

(487)

(488)

(489) £

(490)

(491) ( xB~F% .

(492)

(493)

(494) x-14) wyzna

(495)

(496)

(497) F. L16 Hz. L31,5 Hz. 8.2e + 05 r -1,97 68,5. 4655 r 0,92 65,1 0 ,89. (3) (4). L63 Hz 3986 r 71,4 0 , 55 L125 Hz 731 r 67,4 0 , 31 L250 Hz 4,85 r 127. (5). L500 Hz 6,12 r 0, 28 124 L1000 Hz 184 r 0,1 13,7 L2000 Hz 1168 r 0, 66 57,5 L4000 Hz 1.5e + 05 r 0,58 51,9 L8000 Hz 3.9e + 08 r 3, 05 35,7 L16000 Hz 4.2e + 15 r 6, 28 40,2 LOverall 287,6 r 0,31 54,7. (8). (6) (7) (9) (10) (11) (12) (13) (14).

(498) 354. F "

(499) ! * %

(500) *

(501)

(502)

(503) , * &

(504) + . W równaniach (3-;~

(505)

(506)

(507)

(508)

(509) ( xB~F Na rysunku 1 przedstawiono wyniki analizy regresyj

(510) (

(511)

(512) w #

(513)

(514)

(515)

(516)

(517)

(518)

(519) ( x-8). a). b) L. 90. 16Hz. 100. vs. Distance. Walidacja16 Hz L. 85. 16Hz. 31Hz. vs. Distance. Walidacja 31 Hz L. Model. 31Hz. Model. 31Hz. [m]. [dB]. 90. L. 80. L. 16Hz. L. 95. 85. 80. 75 75 70 70 200. 400. 600. 800. 1200. 1000. 1400. 200. 1600. 400. 600. 800. 1000. c) L. 63Hz. vs. Distance. L. 105. Walidacja 63 Hz L. 1600. 63Hz. 125Hz. vs. Distance. Walidacja 125 Hz. Model. L. 100. [dB]. 100. 95. 125Hz. [dB]. 1400. d) 105. 90. 125Hz. Model. 95. 90. L. L. 63Hz. 1200. Distance [m]. Distance [m]. 85 85. 80 80. 75 200. 400. 600. 800. 1200. 1000. 1400. 200. 1600. 400. 600. 800. 1000. e). 1400. 1600. f) L. 100. 250Hz. vs. Distance. L. 95. Walidacja 250 Hz L. 95. 250Hz. 500Hz. vs. Distance. Walidacja 500 Hz L. Model. 500Hz. Model. [dB] 500Hz. [dB]. 90. 85. L. 90. L. 250Hz. 1200. Distance [m]. Distance [m]. 85 80 80 75 200. 400. 600. 800. 1000. Distance [m]. 1200. 1400. 1600. 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 1400. 1600. Distance [m]. Rys. 1. )

(520)

(521)

(522)

(523)

(524) ;-2000 Hz z £

(525)

(526)

(527) . %

(528)

(529)

(530) (

(531)

(532) #

(533)

(534)

(535) £ towego w oktawach 1-16 kHz uzyskane na podstawie

(536) ( x9-13) przedstawiono na.

(537)

(538)

(539)

(540)

(541)

(542)

(543)

(544)

(545) . 355. Rys. 2 a-e). Natomiast na rysunku 2f)

(546)

(547)

(548)

(549)

(550)

(551)

(552) (

(553)

(554)

(555) £ wego. a). b) L. L. vs. Distance. 90 Model. L. 85. [dB]. 1000Hz. 2000Hz. vs. Distance. Walidacja 2000 Hz. 2000Hz. 85. 80. 2000Hz. Model. 80. 75. L. 1000Hz. [dB]. L. L. 1000Hz. Walidacja 1000 Hz. 90. 70 75 65 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 1400. 1600. 200. 400. 600. Distance [m]. c) L. 4000Hz. vs. Distance. 1400. 1600. L. 4000Hz. 8000Hz. vs. Distance. Walidacja 8000 Hz L. Model. 60. 8000Hz. Model. [dB]. 75. 8000Hz. 70 65. L. [dB]. L. 70. Walidacja 4000 Hz. 80. 4000Hz. 1200. 1000. d) 85. L. 800. Distance [m]. 60. 50. 40. 55 30 50 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 1400. 200. 1600. 400. 600. Distance [m]. 800. 1000. e) L. 16000Hz. vs. Distance. L. 110. Walidacja 16000 Hz L. 1600. 16000Hz. O v e r a ll. vs. Distance. Walidacja modelu. Model. Overall Model. 105. [dB]. [dB]. 50. O v e ra ll. 45. 100. 95. L. 16000Hz. 1400. f) 55. L. 1200. Distance [m]. 40. 90 35 85 200. 400. 600. 800. 1000. Distance [m]. 1200. 1400. 1600. 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 1400. 1600. Distance [m]. Rys. 2. )

(556)

(557)

(558)

(559)

(560) a-c) w pasmach oktawowych 1-16 kHz; d) szerokopasmowo. G

(561)

(562)

(563)

(564) ; B (

(565) * (

(566)

(567) (3-10)

(568) (

(569)

(570)

(571)

(572) startowego w pasmach oktawowych 16-2000 Hz oraz

(573) x;~

(574)

(575)

(576)

(577) F.

(578) 356. F "

(579) ! * %

(580) *

(581)

(582)

(583) , * &

(584) + . %

(585)

(586)

(587) ( . =2

(588)

(589)

(590) *\-0,99.

(591) ( _ rys. B *~

(592)

(593)

(594)

(595) F

(596)

(597) .

(598) *F. 6. WALIDACJA MODELU Modele dane równaniami (3-14~

(599) (

(600)

(601)

(602)

(603)

(604) rtowego

(605)

(606)

(607)

(608)

(609)

(610)

(611)

(612) . £

(613)

(614)

(615)

(616)

(617)

(618)

(619)

(620)

(621) £

(622)

(623)

(624)

(625)

(626)

(627) F Zarejestro

(628)

(629)

(630)

(631) ! walidacyjnych

(632)

(633) poddano analizie widmF

(634)

(635) (

(636)

(637)

(638)

(639)

(640) F %

(641)

(642)

(643) £ czono w tablicy 2. Tablica 2 0

(644) 1! ' Oktawa [Hz]. Poziom 3

(645) !

(646) 1` '

(647) 3 6

(648) [dB] 400 m 625 m 1525 m. 16. 75,1. 71,3. 68,6. 31,5. 84,0. 76,5. 70,0. 63. 92,8. 84,1. 76,5. 125. 94,2. 88,7. 81,3. 250. 96,1. 90,4. 80,5. 500. 92,8. 85,7. 75,4. 1000. 87,1. 81,0. 72,6. 2000. 78,8. 74,1. 65,2. 4000. 65,3. 56,8. 48,5. 8000. 44,9. 25,9. 26,2. 16000. 42,2. 33,6. 39,7. Overall L. 103,1. 94,3. 85,7. Na podstawie danych zawartych w tablicy 2 !

(649) wyznaczono

(650)

(651)

(652) F % ! dla pasm oktawowych zamieszczono w tablicy 3..

(653)

(654)

(655)

(656)

(657)

(658)

(659)

(660)

(661) . 357. Tablica 3 03

(662) !16#'' 1! ' Oktawa [Hz]. % #3

(663) !

(664) 1` '

(665) 3 6

(666) [dB] 400 m 625 m 1525 m. 16. 0,4. 0,3. 31,5. -0,1. -1,2. -0,4 -0,7. 63. 1,9. -0,7. -0,9. 125. -0,9. -0,1. 0,8. 250. -0,1. -1,0. 0,6. 500. 1,6. -1,2. -0,5. 1000. 0,7. -0,8. -0,7. 2000. -0,9. -0,2. -0,8. 4000. 1,0. -0,8. -5,0. 8000. 5,0. -12. -10. 16000. 1,8. -6,8. -0,2. Overall L. 1,9. -1,1. 0,1. Na podstawie analizy wyników zawartych w tablicy (

(667) * (

(668)

(669) x;~

(670) (

(671)

(672)

(673)

(674)

(675)

(676)

(677)

(678) 16-B _

(679)

(680) x;~

(681)

(682)

(683) £ niki pomiarów*

(684)

(685)

(686)

(687)

(688)

(689)

(690)

(691) B 'F

(692)

(693)

(694) _

(695)

(696)

(697) F. 7. PODSUMOWANIE I WNIOSKI %

(698)

(699) .

(700)

(701)

(702)

(703) * którym

(704) @. G

(705)

(706)

(707)

(708) !

(709)

(710) £

(711) (

(712)

(713)

(714)

(715)

(716)

(717)

(718)

(719) £

(720)

(721) B-1600 m od pasa startowego lotniska.

(722)

(723)

(724) F G

(725)

(726) * (

(727)

(728) £ @

(729)

(730)

(731) ;-B _

(732) *

(733)

(734)

(735)

(736)

(737)

(738)

(739)

(740) B dB. Zaobserwowano (

(741)

(742)

(743)

(744)

(745)

(746) ; _ * (

(747) #

(748) * .

(749)

(750)

(751) F G

(752)

(753)

(754)

(755)

(756)

(757) !

(758) * ( (

(759)

(760)

(761)

(762)

(763) @

(764) .

(765) 358. F "

(766) ! * %

(767) *

(768)

(769)

(770) , * &

(771) + .

(772)

(773) F ,

(774)

(775)

(776)

(777)

(778) £

(779)

(780) !

(781)

(782) wprowadzenia jej do (

(783) lotniczych.. Bibliografia 1. Y ( /F* + F* + 'F* "

(784) F*

(785)

(786)

(787)

(788)

(789) * ' £ ! &

(790) -8/2007, s. 8-11. 2. European Civil Aviation Conference (ECAC) Report on Standard Method of Computing Noise Contours around Civil Airports, Doc 29 (3rd Edition), July 2005. 3. FAA, https://aedt.faa.gov/Documents/UserGuide.pdf 4. International Civil Aviation Organization (ICAO), Recommended Method for Computing Noise Contours around Airports, Circular 205-AN/1/25, March 1987. 5. Kazimierska- F* +

(791)

(792) F* %

(793)

(794)

(795)

(796)

(797)

(798) map akustycznych, MECHANIK 7/2014, s. 295-302. 6. Piechota W., Monitorowanie

(799)

(800)

(801)

(802) %

(803)

(804)

(805) F {

(806) Y

(807) *

(808)

(809) # ³&

(810)

(811) ´ &

(812) ! BF 7. Preferred Frequencies, Frequency Levels and Band Numbers for Acoustical Measurements, American National Standard, ANSI S1.6-1984 (R2006), New York, NY: American National Standards Institute, 2006. 8. Sakai H., Sato S., Measurement of regional environmental noise by use of a pc-based system. An application to the noise near airport ‘‘G. Marconi’’ in Bologna, Journal of Sound and Vibration (2001) 241(1), pp. 57-68. 9. Society of Automotive Engineers, Committee A-21, Aircraft Noise, Method for Predicting Lateral Attenuation of Airplane Noise, Aerospace Information Report No. 5662, Warrendale, PA: Society of Automotive Engineers, Inc., April 2006. 10. www.google.pl/maps/@52.3452794,16.95488,14z?hl=pl. MODELLING OF NOISE PROPAGATION DURING THE START OF AN AIRCRAFT Summary: From many years in the field of the air transport the research concerning the effect of the noise generated by the aircrafts on the surroundings of the airports are carried out. The great power internal combustion engines used in aviation are the source of sound which the acoustic pressure level could rise up to the 150 dB. In the fight against the noise it’s essential to determine the level of the acoustic pressure within the heard band as well as the spectrum composition of a sound (quality of a sound). We have now the models enabling to model an effect of the noise on the environment. These models enable to make however only the quantity estimation. The authors propose hereby to elaborate the model enabling to analyses the quality of sound effecting on the surroundings of an airport. Keywords: noise, transport, aviation.

(813)