Анализ перспектив развития средств защиты от авиационного шума

E-mail: soldatov2304@yandex.ru

Ключевые слова: авиационный шум, защита от шума, шумозащитный комплект

Многолетние наблюдения за состоянием здоровья ИТС, обслуживающего современные ВС, показали, что у них высок риск развития нейросенсорной тугоухости и шумовой профессионально обусловленной патологии [5, 6, 10]. Проблема усугубляется отсутствием на снабжении в государственной авиации табельных средств индивидуальной (ИСЗ) и коллективной защиты (СКЗ) от механоакустического фактора. Имеющиеся на аэродромах домики (вагончики, укрытия), предназначенные для пребывания ИТС в период летных смен, как правило, неэффективны с точки зрения шумозащиты, не обеспечивают должных условий жизнедеятельности личного состава [1-5, 10].

Снижение интенсивности авиационного шума осуществляется по следующим направлениям [1, 2, 8-11]:

- уменьшение параметров шумового фактора в источнике образования технологическими, конструктивными и эксплуатационными способами;

- снижение интенсивности шумов по пути их распространения средствами звукоизоляции или звукопоглощения;

- уменьшение вредного воздействия механоакустического фактора на организм за счет использования СИЗ и СКЗ персонала или изменения его режима труда, а также комплекса медико-организационных мер.
АНАЛИЗ СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ АВИАЦИОННОГО ШУМА В ИСТОЧНИКАХ ЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
Наиболее мощным источником шума самолетов является газотурбинный двигатель (ГТД), а основными источниками шума современных ГТД являются; вентилятор, компрессор, камера сгорания, турбина и реактивная струя. Каждый источник шума характеризуется частотным составом различных уровней звукового давления (спектром) и направленностью излучения [5, 10]. На аэродроме к шумам взлета и посадки, перемещения по рулежным полосам присоединяются интенсивные шумы при подготовке ВС к вылету, а также шумы, возникающие на специальных площадках при испытании двигателей. Уменьшение интенсивности авиационного шума в источниках его образования технологическими и конструктивными мерами является наиболее эффективным способом борьбы с авиационными шумами.

К основным мерам, позволяющим создавать малошумные узлы, механизмы и агрегаты, следует отнести изыскание оптимальных конструктивных форм деталей и компоновочной схемы ВС для их безударного взаимодействия или плавного обтекания газовоздушными потоками.

Так, на основе исследований специалистов Центрального аэрогидродинамического института и Центрального института авиационного моторостроения им. П.И.Баранова удалось снизить уровень шума ГТД оптимальным подбором закрутки лопаток, их количества и расстояния между ними [10]. Снизить турбулентность, направление и, соответственно, шум струи ГТД позволяют шевроны волнообразной формы, устанавливаемые на срезе сопла ГТД, а также скошенные воздухозаборники.

Самостоятельную область авиационной акустики представляет разработка звукопоглощающих конструкций (ЗПК). Наиболее перспективным является создание многослойных ЗПК, ячейки которых заполнены мелкопористым материалом, а также адаптивных ЗПК, изменяющих свои свойства (пористость и плотность) в зависимости от параметров звукового поля [1, 2, 10, 11]. Отличительная черта этих материалов - высокая звукопоглощающая способность в очень широком частотном диапазоне. Благодаря установке ЗПК на новых отечественных авиадвигателях удалось снизить шум самолетов до нормативов, установленных ИКАО.

Большие надежды в борьбе с авиационным шумом возлагается на переход в перспективе к новому типу ВС на основе концепции летающего крыла. У ВС, построенных по такой схеме, сверхширокий фюзеляж плавно переходит в крыло, воздухозаборники двигателей располагаются над верхней поверхностью корпуса, который превращается в эффективный звуковой экран. Названные обстоятельства способствуют уменьшению турбулентности и, соответственно, улучшению аэродинамических характеристик и снижению шумности ВС. Эти обстоятельства актуальны также при разработке беспилотных летательных аппаратов, к которым предъявляются жесткие требования по критериям акустической заметности.

Необходимость снижения эксплуатационных расходов и экологических рисков привели к формированию новых технологических решений, заключающихся во внедрении в конструкцию ВС вместо вспомогательной силовой установки (один из наиболее интенсивных источников авиационного шума) топливных химических элементов. Существенно снизить шумность ВС позволяет также использование углепластика и других композитных материалов в конструкциях крыла и фюзеляжа.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ АВИАЦИОННОГО ШУМА
Обобщая имеющийся опыт, следует подчеркнуть, что наибольшего эффекта защиты ИТС от интенсивных авиационных шумов можно достичь лишь при комплексном использовании инженерных (коллективных) и индивидуальных шумозащитных средств. Применение шумозащитных сооружений со средствами индивидуальной защиты обеспечивает комфортную акустическую обстановку в период проведения полетов и позволяет варьировать суммарным временем работы ИТС.

Исходя из вышеизложенного, перспективными являются следующие направления в области шумозащиты в авиации:

1. Разработка и внедрение в практику шумозащитных изделий с использованием эффективных шумопоглощающих материалов и интеллектуальной системы поддержки принятия решения на основе учета психофизиологических возможностей персонала.

2. Внедрение в перспективные СИЗ беспроводных малогабаритных интеркомом (переговорных устройств), вмонтированных в наушники (шлем) для осуществления качественной речевой связи и обмена данными между членами расчета персонала, участвующего в обеспечении полетов.

3. Разработка многофункционального комплекта (упругий шлем + жилет) инженерно-технического состава морской авиации ВМФ, предназначенного для защиты от виброакустических колебаний интенсивностью до 140 дБ, ударных воздействий и спасения на воде за счет придания плавучих свойств жилету.

3. Применение эффективных средств активного гашения звука в имеющихся пассивных СИЗ и СКЗ с целью повышения эффективности защиты в области низких частот.

4. Улучшение эргономических характеристик авиационных гарнитур, шлемофонов, наушников.

5. Разработка эффективных эргономически оптимизированных модульных средств коллективной защиты от авиационного шума, дифференцированных исходя из специфики задач, решаемых ИТС при обслуживании ВС различного назначения.

1. Акустическая эффективность средств защиты от шума / С.П.Драган [и др.] // Медицинская техника. 2013. № 3. С. 34-36.

2. Акустическая эффективность средств индивидуальной защиты от низкочастотного шума и инфразвука / В.Н.Зинкин, А.В.Богомолов, А.В.Россельс, Г.И.Еремин // Безопасность в техносфере. 2013. № 1 (40). С. 64-69.

3. Гигиеническая обстановка на территориях, примыкающих к глиссаде аэродрома / В.Н.Зинкин [и др.] // Здоровье населения и среда обитания. 2014. № 6 (255). С. 38-40.

4. Драган С.П. Оценка акустической эффективности средств индивидуальной защиты от экстрааурального воздействия авиационного шума / С.П.Драган [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2013. Т. 47. № 5. С. 21-26.

5. Жданько И.М. Фундаментальные и прикладные аспекты профилактики неблагоприятного действия авиационного шума / И.М.Жданько [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2014. Т. 48. № 4. С. 5-16.

6. Зинкин В.Н. Медико-биологическая оценка эффективности средств индивидуальной защиты от шума / В.Н.Зинкин, И.М.Ахметзянов, С.К.Солдатов, А.В.Богомолов // Медицина труда и промышленная экология. 2011. № 4. С. 33-34.

7. Зинкин В.Н. Особенности сочетанного действия шума и инфразвука на организм / В.Н.Зинкин, И.М.Ахметзянов, С.П.Драган, А.В.Богомолов // Безопасность жизнедеятельности. 2011. № 9. С. 2-10.

8. Методология исследования эффективности средств индивидуальной защиты от шума в расширенном частотном диапазоне / В.Н.Зинкин [и др.] // Безопасность жизнедеятельности. 2013. № 7. С. 2-8.

9. Симухин В.В. Методические аспекты нормирования импульсных промышленных шумов / В.В.Симухин, Ю.А.Кукушкин, А.В.Богомолов, А.А.Ворона // Безопасность труда в промышленности. 2013. № 10. С. 32-35.

10. Солдатов С.К. Человек и авиационный шум / С.К.Солдатов, В.Н.Зинкин, А.В.Богомолов, Ю.А.Кукушкин // Безопасность жизнедеятельности. 2012. № 9 (приложение). 24 с.

11. Средства и методы защиты от авиационного шума: состояние и перспективы развития / С.К.Солдатов [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2011. Т. 45. № 5. С. 3-11.