Есть песня, которую каждый, кто живет рядом с аэропортом или непосредственно под траекторией полета прибывающих и вылетающих самолетов, ежедневно мечтает сыграть: «The Sound of Silence» Саймона и Гарфанкела.

Насколько силен шум самолета? В отчете за 2022 год ученые из Нью—Джерси, который, как самый перенаселенный штат Америки, кое—что знает о шуме, заявили, что у жителей, живущих в районах, загрязненных шумом, таких как аэропорты, частота сердечных приступов на 72% выше, чем в более тихих регионах. Профессор медицинской школы Рутгерса Роберта Вуда Джонсона Абель Морейра сказал, что шумовое загрязнение следует рассматривать как фактор, способствующий развитию сердечных заболеваний.

В Лондоне Авиационная экологическая федерация недавно заявила: «Авиационный шум может повлиять на память и обучение детей, нарушить сон и вызвать серьезные долгосрочные проблемы со здоровьем».

Бельгийская экологическая группа подсчитала, что расходы на здравоохранение жителей, страдающих от шума аэропортов, составляют более 1 миллиарда евро (1,07 миллиарда долларов США). Они подсчитали, что 51 000 человек имеют повышенный риск развития высокого кровяного давления, а 2000 человек сталкиваются с повышенным риском сердечных заболеваний из-за нарушения сна и постоянного дневного шума из аэропортов.

Европейский союз издал директиву, запрещающую чрезмерно шумным авиакомпаниям совершать полеты в европейском воздушном пространстве.

Бельгия начала принимать меры по ограничению шума реактивных самолетов в апреле, введя налоги на ближнемагистральные рейсы и частные самолеты.

А аэропорт BWI в Балтиморе начал многолетний проект стоимостью 35 миллионов долларов по установке звукоизоляции для более чем 400 домов, окружающих оживленный — и довольно шумный — терминал.

На фоне растущих опасений по поводу вредного воздействия шума появились долгожданные новости из Шанхайского университета. Команда исследователей разработала модель, которую Interesting Engineering назвала «новаторским» достижением, которое позволит резко снизить оглушительный шум реактивных двигателей.

В своей статье «Снижение шума при высоких дозвуковых струйных течениях путем обработки внутренних стенок», опубликованной в мае в журнале Advances in Aerodynamics, исследователи подробно описали многочисленные моделирования, которые они провели в области турбулентности воздуха, аэроакустики и гидродинамики.

Они опирались на классические работы, такие как уравнение Уильямса–Хокингса, широко используемое для оценки звуков, создаваемых воздушными винтами, несущими винтами вертолетов и турбомашинами. Джон Фоукс Уильямс был наиболее известен своим вкладом в разработку сверхзвукового реактивного самолета Concorde.

Шанхайская команда исследовала такие проблемы, как нестабильность сдвигового слоя, поле течения и шум дальнего поля.

То, что они придумали, — это обработка реактивного двигателя под названием «волнистая внутренняя стенка» (WIW), в которой они заменили гладкую внутреннюю стенку, обнаруженную на выходе из сопла, стенками, содержащими волнистые узоры. Сопло — это трубка особой формы, по которой проходят горячие газы, создающие тягу.

Концепция, впервые предложенная исследователями Массачусетского технологического института в 2019 году, «позволяет контролировать мелкомасштабную турбулентность», по словам Хуэйю Мао, одного из шанхайских исследователей.

Результатом является «снижение шума средней и высокой частоты», — сказал Мао.

Решение Shanghai WIW улучшает предыдущие разработки других компаний, которые снижали тягу двигателя или требовали дополнительных устройств для достижения целей по шуму и тяге.

Shanghai remedy обеспечивает низкую потерю тяги и не зависит от других конструкций для достижения значительного снижения шума.

«Метод управления волнистыми стенками приводит к очень небольшим геометрическим изменениям, что приводит к незначительному снижению тяги при одновременном усилении перемешивания слоев сдвига», — сказал Мао. «В результате волнистая стенка является многообещающим методом контроля расхода и шума дозвуковых струй».

Довольно скоро, когда концепция будет доработана и, в конечном счете, запущена в производство, мы, возможно, сможем присоединиться к Саймону и Гарфанкелу, поп-дуэту, который вырос в нескольких минутах езды от одного из самых загруженных аэропортов мира (JFK в Квинсе, Нью-Йорк), в освежающе мирном исполнении «The Sound of Silence»..»