آلودگی صوتی در هواپیماها

آلودگی صوتی هواپیما به معنی صدای ناشی از حرکت هواببما در محوطه فرودگاه ، نشست و برخاست و عبور هواپیما بر فرار شهر می باشد. این آلودگی صوتی تقریبا تا شعاع ۱۰۰ کیلومنر مربع اطراف فرودگاه های بزرگ اثرگذار است ، که معمولا با واحد دسی بل اندازه گیری می شود. آلودگی صوتی هواپیما مهمترین آلودگی بعد از آلودگی صوتی بزرگراه ها است که قسمت عمده آن به وسیله هواپیماهای تجاری ایجاد می شود. ولی نقش پروازهای شخصی و نظامی را نمی توان نادیده گرفت.

‏صدای هواپیما در لحظه برخاستن و تقرب و نشستن از ۱۰۰ دسی بل تجاوز می کند. هواپیمایی که در حال نشستن است هنگامی که ارتفاع آن کمتر از ۶۰ ‏متر می شود صدایی بیشتر از ۱۰۰ دسی بل ‏تولید می کند. در ادامه قصد داریم با این نوع آلودگی بیشتر آشنا شویم.

۱) مکانیزم تولید صدا

حرکت هواپیما چه از نوع ملخی باشد یا جت ، باعث رقیق شدن هوا می شود که خود باعث جنبش مولکول های هوا و به دنبال آن انتشار امواج فشرده ای در هوا می شود. اگر این امواج فشرده به اندازه کافی قدرتمند باشند و همچنین در محدوده فرکانس شنوایی باشد ، یک احساس شنوایی به وجود می آورد. بنابراین هواپیماها با توجه به بزرگی و کوچکی شکل ایرودینامیکی آنها ، صداهای مختلف با فرکانس های مختلف تولید می کنند.

عوامل اصلی آلودگی صوتی هواپیما عبارتند از :

الف) صدای ناشی از آیرودینامیک هواپیما (Aerodynamic Noise)

این نوع آلودگی صوتی در اثر برخورد توده هوا با بدنه و سطوح کنترل هواپیما به وجود می آید ، که با افزایش سرعت و یا پرواز هواپیما در ارتفاع کم (به خاطر فشردگی مولکول های هوا) افزایش می یابد. هواپیماهایی که از موتور جت بهره می گیرند ، آلودگی صوتی بیشتری از این بابت ایجاد می کنند. در نتیجه محوطه گسترده تری را تحت تاثیر قرار می دهند. این نوع آلودگی صوتی بیشتر به وسیله هواپیماهای نظامی که در ارتفاع کم و با سرعت زیاد پرواز می کنند ، تولید می شود.

اگرچه در داخل هواپیماهای مسافربری به خاطر استفاده از مواد کاهش دهنده صدا ، آلودگی کمتری وجود دارد ولی به هر حال ، قرار داشتن در معرض مداوم چنین آلودگی باعث از دست دادن شنوایی می شود. البته دماغه و شیشه جلو هواپیما می تواند در تولید صدا خیلی موثر باشد.

بیشتر صداهایی که یک هواپیمای ملخی ایجاد می کند به علت جریان هوای اطراف تیغه ها می باشد ، در هلی کوپترها ملخ های اصلی و عقب عوامل اصلی صدا می باشند و بیشتر با فرکانس پایین تولید می شود. البته بستگی به سرعت ملخ ها هم دارد.

ب) صدای موتور و دیگر وسایل الکترونیکی (Engine and other Mechanical Noise)

در هواپیماهای ملخی بیشتر صداها به علت ملخ هواپیما و شکل آیرودینامیک آنها می باشد. مثلا صدای هلی کوپتر به دو گونه تولید می شود. یکی آیرودینامیکی که منبع آن پروانه های اصلی و انتهایی است و دیگری مکانیکی که منبع آنها مکانیکی است ، دارای پهنای باند کمی هستند و بستگی به سرعت چرخش پروانه ها و حرکت قسمت های متحرک هلی کوپتر دارند. در کامپیوترهایی که مدل صداهای هواپیماها را ترسیم می کنند نوسانات صدای هلی کوپتر را خطی نشان می دهند.

ج) صدای ناشی از سیستم هواپیما (Noise from Aircraft System)

سیستم تنظیم فشار هوای داخل هواپیما و تهویه آن نقش مهمی در داخل هواپیماهای مسافربری و نظامی دارد. یکی از مهمترین عوامل ایجاد صدا در هواپیماهای مسافربری به غیر از صدای موتورها صدای قسمت هایی است که قدرت کمکی هواپیما را تامین می کند. (APU) هنگامی که هواپیما در پارکینگ است از یک ژنراتور کوچک برای روشن کردن موتور اصلی هواپیما و تامین برق مورد نیاز هواپیما استفاده می شود. صدای تولید شده به وسیله این واحد کمکی ۱۱۳ دسی بل است که ۲۷ دسی بل کمتر از صدای موتور هواپیما است. سیستم های دیگری در هواپیماها هستند که ایجاد صدا می کنند؛ از قبیل تجهیزات تولید برق مخصوصی که در بعضی هواپیماهای نظامی وجود دارد.

۲) صداهای آزار دهنده (Annoyance effects)

هنگامی که هواپیما به ارتفاع مورد نظر خود می رسد ، کمترین صدا را تولید می کند. این اتفاق بیشتر به خاطر ارتفاع هواپیما است. این صدا در شهرهایی که در محیطی آرام قرار دارند اغلب شنیده می شود ، تاثیر این صدا با وجودی که دامنه خیلی کمی دارد ولی می تواند قابل توجه باشد. (تقریبا ۴۵ دسی بل)

هواپیما در لحظه نشستن با زاویه ۳ درجه به منطقه ای از باند که برای همین منظور مشخص شده است نزدیک می شود ، این محل تقریبا ۳۰۰ متر از آستانه باند فاصله دارد. همین مساله هواپیما را در ۶۰ متری بالای زمین و ۱۲۰۰ متری از محل نشستن یا ۹۰۰ متری از باند قرار می دهد. این فاصله معمولا خارج از محدوده فرودگاه می باشد. همچنین هواپیماهای خروجی در لحظه ای که از انتهای باند عبور می کنند حدود ۱۵۰ متری از بالای زمین ارتفاع دارند.

۳) اثرات صدای هواپیما روی سلامتی (Health Effects of Aircraft Noise)

صدای هواپیما اثرات سویی بر سلامتی انسان دارد. تعداد افردی که به خاطر این عارضه دچار کاهش شنوایی شده اند آنقدر زیاد است که می توان آن را به عنوان یکی از عوامل مهم این بیماری به حساب آورد. در سال ۱۹۷۰ آلودگی صوتی ناشی از صدای هواپیما یکی از شایع ترین بحث ها در آمریکا بود. به طوری که مقررات و برنامه هایی برای کاهش اثرات این آلودگی در محدوده فرودگاه ها به اجرا در آمد. شدت زیاد صدای هواپیما که به طور طبیعی در اطراف فرودگاه های بزرگ وجود دارد از دلایل افزایش فشار خون و همچنین از دست دادن شنوایی شناخته شده است. بعضی از تحقیقات نشان می دهد که همین مساله می تواند باعث بیماری های قلبی ، تنگی نفس ، ناراحتی های پوستی و استرس شود. البته تحقیقات بیشتری برای پی بردن به دیگر اثرات سوی این آلودگی در جریان است.

تحقیقات اولیه نشان می دهد که ناشنوایی بیش از آنکه به خاطر کهولت سن باشد در اثر قرار گرفتن در معرض آلودگی صوتی به وجود می آید. هر صدایی که بلندتر از حد معمول باشد به گوش درونی صدمه وارد می کند. ساختمان گوش درونی طوری است که امواج صدا را به علایم قابل شنیدن تبدیل می کند. صدمات وارده به گوش میانی ممکن است موقتی باشد وی اگر مدام در معرض این گونه صداها باشیم این صدمات دایمی خواهند شد و باعث پیشرفت بیماری زنگ گوش می شود.

اخیرا مرکز کنترل و جلوگیری از بیماری ها (CDC) و مرکز ملی برای سلامت محیط زیست (NCBH) در آمریکا ، شیوع ناشنوایی در میان بچه ها را با استفاده از اطلاعاتی که در سومین تحقیقات تغذیه و سلامتی در سال های ۱۹۸۸ تا ۱۹۹۶ به دست آمده ، مورد تجزیه و تحلیل قرار داده اند. این بررسی ها نشان می دهد که ۱۴/۹ بچه های ایالات متحده امریکا در مقابل فرکانسی با حداقل ۱۶ دسی بل شنوایی خود را از دست داده اند. همچنین تحقیقات موسسه سلامتی نشان می دهد که تقریبا ۶۵ میلیون آمریکایی در معرض صداهایی هستند که می تواند در انجام وظیفه یا خواب آنها اختلال ایجاد کند و ۲۵ میلیون در معرض خطرات سلامتی (فشار خون ، انسداد شرایین و غیره …) ناشی از سر و صدای اطراف خود هستند.

برنامه های کاهش صدا (Noise Mitigation Programs)

در دهه ۱۹۶۰ صدای ناشی از هواپیما در آمریکا یک مساله اصلی شد و دولت ها قوانینی برای کنترل آن وضع کردند. سازندگان و طراحان و شرکت های هواپیمایی موظف به ساخت هواپیماهای کم صداتر شدند و از طرف دیگر موظف شدند که دقت بیشتری در دستورالعمل های اجرایی هواپیماها بکنند. از جمله این اقدامات ساخت موتورهای توربوفن مدرن بود که کم صداتر از موتورهای توربوجت و نوع قدیمی موتورهای توربوفن سال های ۱۹۶۰ بود. هواپیماهای FAA اولین هواپیماهایی بودندکه پیشرفت قابل ملاحظه ای در این زمینه داشتند به طوری که علی رغم افزایش ترافیک هوایی شاهد کاهش آلودگی صوتی هواپیماها بودیم.

در سال ۱۹۸۰ کنگره آمریکا FAA را ملزم کرد برای عایق سازی منازل اطراف فرودگاه ها تدابیری اندیشیده کند. از آنجا که این برنامه شامل محیط بیرون نمی شد فقط توانست برای محیط داخل منازل مفید وموثر واقع شود. سانفرانسیسکو و سانجوس در کالیفرنیا اولین فرودگاه هایی بودند که این تکنولوژی در آنها به کار گرفته شد. اساس این تکنولوژی یک مدل کامپیوتری بود که می توانست اثرات صدای هواپیما را بر ساختمان ها شبیه سازی کند. از یک طرف انواع مختلف هواپیما ، محدوده پروازی و شرایط جوی را مورد آزمایش قرار دادند و از طرف دیگر ارتقای روش های ساختمان سازی از قبیل بهبود در پوشش ساختمان ها ، پنجره ها ، بخاری ها و همچنین درزگیری ساختمان را ارزیابی کردند. ولی در عین حال روش های اقتصادی تر را هم مدنظر داشتند.

روش های دیگر حل این مشکل ساخت فرودگاه های روی آب و با فاصله زیاد است. به طوری که هواپیما بتواند بدون مزاحمت برای مردم عمل نشست و برخاست انجام دهد ، ولی موانع قابل ملاحظه ای برای دست یابی به این منظور از قبیل هزینه ها ، وقت و مشکلات دست یابی به این فرودگاه ها وجود دارد. ایجاد شبکه حمل و نقل و اتصال فرودگاه به مراکز تجاری از مشکلات بزرگ این طرح است.

نویسنده مقاله :غلامعلی کشاورز