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eVTOL 飞行器噪声

eVTOL 噪声和声功率验证

eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing)电动垂直起降飞行器是低空经济的核心。

虽然其发出的噪声无法与民航客机相提并论,但作为一种低空飞行器,它们飞行高度一般小于 1000 米,还可能频繁起降,巡航路径也更贴近人们的生活区域,因此可能会带来更加显著的噪声问题。

  • 依据 ISO 3744 标准进行声功率测量
  • GB 42590-2023 航空器噪声测量
  • 航空器型号和适航合格审定噪声
  • 无人机抓拍和监测

主要挑战

维度问题
技术层面多旋翼机型中高频噪声突出、螺旋桨设计受限、电机共振、降噪技术尚不成熟
运营层面城市人口密度高、飞行路线难以避开敏感区、运行频次一旦提升,干扰指数倍增
感知层面居民对空中交通不确定性及新型声音的不适感
标准与法规缺乏明确的低空噪声评估标准与飞行排程噪声限值制度

噪声模拟和航线规划

噪声如何传播?这个看似稍有物理知识就能回答的问题,放在城市空间将变得异常复杂 – 这里涉及多种声源和反射面。声波如何被反射和吸收?如何叠加或干涉?eVTOL 以何种速度和高度在空中划过对人的影响最小?

eVTOL 的航线并非随心所欲,合理的路径才能在确保安全、高效的同时,最大降低噪声污染。

所有这些都必须一一研究。

顶尖的研究机构和专家们对城市或街道建模,并将 eVTOL 视为点声源,借助各种算法模拟实际场景。他们还借助大型计算机夜以继日的计算并分析。

Nti Waves

无人机噪声测试

从源头限制

只有控制 eVTOL 自身的声压级和声功率才能从源头消除噪声污染的可能。这不仅包括飞行器的电机、旋翼等“发声”部件,还涉及机体结构、材料和气动布局等复杂学科。

CCAR-36《航空器型号和适航合格审定噪声规定》中也对噪声提出了具体要求,这也是 eVTOL 取得适航证的关键环节。

旋翼和桨叶
Xing

比如,旋翼或螺旋桨叶片的数量、直径、厚度和弯掠设计等都会直接影响其发出的中高频宽频噪声大小。而通过优化不同旋翼的空间布局和旋转相位也能有效降低特定平面内的总噪声。

降低旋翼转速显然也能有效降低噪声,但这样又势必影响 eVTOL 飞行性能。

声功率
Rocket

飞行器的声功率,eVTOL 作为稳态声源,可以依据 ISO 3744 标准进行声功率测量

Evtol声功率测试declan Sun Sound Power

起降、悬停和巡航
Sun

飞行器起降、悬停和巡航等过程的实际声压级。比如 GB 42590-2023《民用无人驾驶航空器系统安全要求》中就对距离无人机 1 米处(垂直下方和等高平面)的 A 计权声压级做出了明确规定。

Evtol无人航空器噪声测试结果 Ntiaudio

Nti Waves
Evtol无人机 大疆无人机 Ntiaudio

GB 42590 中的噪声测试

无人机飞行噪声测试须遵循特定配置和飞行路径。

Noise Test Dig

Nti Waves

实时测量和抓拍

实时监测

即便 eVTOL 通过层层考核最终“上路”,由于天气、机器寿命等多重因素,它的实际影响仍需实时监测和评估。

MeasurEye
User Check

通过在飞行器起降点和航线上部署 MeasurEye 这类在线监测系统,可以随时发现噪声超标事件。

噪声监测地图 噪音在线监测 Ntiaudio

声学相机
Instagram

配合噪声地图和 Cam iV64 这样的声学相机等声源识别和定位技术,就能及时找出“违规”个体。

Evtol无人机升学相机追踪drone Detection

Nti Waves
了解声学相机
Evtol 振动异音测试 Fft Abnormal Sound Ntiaudio

标准

坦白来说,目前对 eVTOL 声学性能的要求还缺乏比较权威的统一标准。但不管是供应链上下游企业还是相关团体和行业协会,都已经在该领域投入资源。

走在前列的包括苏州声学产业技术研究院牵头的《低空飞行垂直起降点噪声控制规范团体标准》。

其他相关标准还包括:

✅GB 42590-2023《民用无人驾驶航空器系统安全要求》,对微型(<0.25 kg)、轻型(<4kg)和小型(<15 kg)无人机提出了噪声要求;

✅ISO 5305:2024《无人驾驶航空器系统的噪声测量》,明确了如何测量最大起飞重量小于 150 kg 的无人机噪声;

✅EU 2019/945,及欧盟无人机认证 CE-UAS。从 2024 年开始,要求所有在欧盟销售的无人机通过该认证。其中规定应根据 ISO 3744 标准测量无人机的 A 计权声功率级 LWA。

✅除此之外,如上文提到,eVTOL 取得适航证还必须满足 CCAR-36《航空器型号和适航合格审定噪声规定》等的要求。

视频课程:eVTOL飞行器噪声和声功率控制

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