Ардашев И.О. «Формирование обучающей выборки искусственной нейронной сети для детектирования пролета воздушных судов на основе спектра шума» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 253-254 (2023)

Проведение достоверных измерений и дальнейшая оценка шумовой обстановки на местности, а также корректировка по результатам измерений шумовой зоны аэродрома напрямую зависят от полноты и точности фиксируемых единичных шумовых событий создаваемыми пролетами воздушными судами вблизи места проведения мониторинга. С учетом того, что пункты мониторинга размещаются в густонаселенных районах, где присутствуют иные источники шума, задача детектирования пролета ВС становится наиболее актуальна в отсутствие данных о положении ВС необорудованных транспондерами АЗН-В информации. Специфика региона, в пределах которого проводится наибольшее количество работ по мониторингу авиационного шума, а именно г. Москва и Московская область, заключается в близком размещении 8 аэродромов, выполняющих как регулярные пассажирские рейсы, так и аэродромы экспериментальной и государственной авиации. Все эти особенности приводят к тому, что разметка и выделение шумовых событий пролетов ВС требует значительных человеческих ресурсов, включая необходимость проведения прямых наблюдений (присутствия человека) при проведении измерений уровней шума для составления расписания полетов для каждого отдельного места мониторинга. В настоящий момент испытательная лаборатория Центра экологической безопасности гражданской авиации в Московском регионе единовременно провидит долгосрочный круглосуточный мониторинг шума более чем в 40 точках, что не позволяет осуществлять наблюдение с присутствием человека. Решение данной задачи было возложено на построение искусственной нейронной сети, позволяющей определять периоды слышимости ВС в месте проведения мониторинга по 1/3 октавному спектру шума, получаемого в режиме реального времени для всех мест проведения измерений. В данной работе описан подход к разработке архитектуры ИНС на основе сверточной нейросети YOLO v4 с детальным обзором механизма формирования обучающей выборки с учетом определения требований к вариативности данных как по спектральным характеристикам детектируемых воздушных судов, так и разнообразию пространственного расположения пунктов мониторинга шума относительно траекторий осуществления полетов. Применение изложенного подхода к разработке ИНС и формированию обучающей выборки позволил решить поставленные перед системой мониторинга задачи, а именно добиться высокой точности автоматического детектирования пролета воздушного судна вблизи места размещения пункта мониторинга шума, а также дополнительной фильтрации данных даже при наличии информации, полученной по АЗН-В технологии.

Вишняков А.Н., Потапов А.В., Горчаков С.Е., Гаврилова С.А., Иванов Е.В. «Лабораторная барокамера с системой имитации звукового удара для изучения его воздействия на физиологические параметры мелких животных» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 249-250 (2023)

В рамках реализации программы создания и развития научного центра мирового уровня «Сверхзвук» на 2020–2025 годы при финансовой поддержке Минобрнауки России (соглашение от 17.05.2022 года № 075-15-2022-1023) в том числе необходимо обеспечить формирование требований к обосновывающим данным для регулирующих международных и национальных органов по нормированию звукового удара. Для исполнения программы создается комплекс лабораторных исследований отклика человека (зданий и сооружений) на воздействие звукового удара. Изучение особенностей воздействия звукового удара на человека производится в специальных барокамерах, где имитируется эпюра звукового давления, соответствующая тому или иному заданному профилю N или U волны. С технической точки зрения необходимо обеспечить синхронную работу подсистемы генерации звукового удара, подсистемы измерения звукового удара и подсистемы управления. Подсистема управления должна осуществлять управление генератором сигналов с использованием пошаговой коррекции на основе данных измерительной подсистемы так, чтобы обеспечивалась заданная форма акустического сигнала в контрольной точке камеры давления с точностью пиковых значений в пределах ±1 дБ. Для отработки принципов работы, технических решений и методов контроля физиологических параметров целесообразно провести предварительный этап работ на, так называемом, демонстраторе системы имитации звукового удар, с возможностью размещения в барокамере мелких животных. Корпус барокамеры выполнен из прочного пластика и состоит из двух сочленяемых объемов каждый порядка 300 литров. Подсистема генерации звукового удара обеспечивает воспроизведение импульсов длительностью от 0,07 до 0,3 секунды с избыточным давлением эпюр от –100 до 100 Па. Для обеспечения скорости нарастания не менее 20 Па/мс потребовалось создание специального актюатора объемной скорости.

Картышев М.О. «Использование данных системы мониторинга авиационного шума для разработки рекомендаций по осуществлению полетов воздушных судов» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 251-252 (2023)

На данный момент, разработка карт шумового воздействия аэродрома при полетах воздушных судов (ВС) осуществляется при использовании утвержденных в аэронавигационном паспорте аэродрома номинальных схем осуществления полетов, которые определяют линии пути выполнения операций захода на посадку, вылета и маневрирования вблизи аэродрома. Однако, в силу множества факторов утвержденные номинальные схемы фактически не выдерживаются частью эксплуатируемых ВС, что за собой влечет изменение зоны шумового воздействия аэродрома. В работе продемонстрирован подход к анализу данных, получаемых системой мониторинга авиационного шума Ecoflight Monitoring, который позволяет проводить оценку соответствия фактической шумовой зоны аэродрома расчетной, что предусмотрено «Методикой установления седьмой подзоны приаэродромной территории, расчета и оценки рисков для здоровья человека», утвержденной приказом Роспотребнадзора от 07 декабря 2022 г. №664. Также на основе фиксируемой информации системой мониторинга авиационного шума о пространственном положении ВС, включая горизонтальную и вертикальную проекции траектории и создаваемом исследуемым ВС шуме в месте установки пунктов мониторинга, строить прогностические модели изменения шумовой обстановки, при изменении траектории движения ВС. Реализованная система мониторинга и программное обеспечение позволяют выполнять оценку влияния вновь разрабатываемых маршрутов осуществления полетов по фактору авиационного шума, с целью минимизации негативного влияния на территории вблизи аэродрома с дальнейшим контролем соблюдения требований выдерживания данных схем полета. Объем данных, формируемый на основании сведений о фактически выдерживаемых траекториях полетов с единовременной фиксацией данных об удалении ВС от места размещения точки мониторинга авиационного шума, а также о создаваемых уровнях шума позволяет формировать узконаправленные предложения по минимизации шумового воздействия, обусловленного полетами ВС путем введения граничных эксплуатационных требований к осуществлению полетов. Данный подход позволяет добиваться снижения шумового воздействия в особо чувствительных местах без корректировки структуры воздушного пространства. Представленные в работе исходные данные и результаты анализа, демонстрируют перспективность использования предложенного подхода как для аэродромов с относительно невысокой интенсивностью выполнения полетов, так и для особо загруженных аэродромов Московского региона. Эффект от внедрения данного технического решения позволит не только сократить негативное шумовое влияние на население, проживающее вблизи аэродрома, но и оптимизировать использование всей приаэродромной территории с минимизацией рисков ограничения эксплуатации аэродрома.

Олесова Н.И., Мирзоян А.А. «Разработка программы оценки шума планера в задачах многодисциплинарной оптимизации силовой установки магистральных самолетов» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 270-271 (2023)

На раннем этапе проектирования перспективных самолетов гражданской авиации с применением методов многодисциплинарной оптимизации (МДО) необходимо учитывать широкий круг показателей их эффективности, в том числе акустические характеристики. В задачах согласования силовой установки (СУ) и летательного аппарата (ЛА) необходимо корректно учитывать шум планера в общем производимом шуме самолета на местности. Это стало особенно актуально в связи с тем, что применение СУ на базе двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД) с повышенной степенью двухконтурности, малошумными вентиляторами и использование других способов шумоглушения значительно снизили уровень шума двигателя, тем самым, изменив долю шума планера в суммарном шуме самолета на местности. Особенно важно определение уровня шума планера на режиме захода на посадку, при котором двигатель работает на малом газу, и планер может быть доминирующим источником шума самолета. В шуме планера магистральных самолетов (как дальне-, так и среднемагистральных) основным источником шума чаще всего является шум шасси, что связано и их габаритами, и количеством колес. Поэтому в данной работе основное внимание уделено именно шуму шасси. Программа оценки шума шасси магистральных самолетов для решения задач МДО СУ разработана с использованием известной полуэмпирической методики. Особенностью данной методики является ограниченный набор требуемых исходных данных, относительная простота из-за использования законов масштабирования теории генерации шума и соотнесения этих законов с экспериментальными данными, что позволяет ее успешно использовать для расчетов на этапе концептуального проектирования. Валидация методики и разработанной программы произведена по данным испытаний в аэродинамической трубе изолированного шасси самолета Boeing-737, а также данными летных испытаний самолета Boeing-777. Проведена настройка реализованной программы расчета шума шасси, ее отладка и показана адекватность расчета на примере существующего дальнемагистрального самолета с ТРДД. Программа была интегрирована в систему МДО СУ, проведена отладка взаимодействия внутри системы МДО с моделями двигателя, траектории взлета и начального набора высоты, результаты расчета которых являются исходными данными для определения шума шасси. В работе была также проведена оценка применимости разработанной программы для анализа влияния шума шасси различных вариантов компоновок СУ ЛА на ранних этапах проектирования самолетов и решения задач МДО.

Беспалов М.С., Оселедец Е.Ю., Шабанов А.С. «Учет диаграммы направленности при расчетах зон шумового воздействия от воздушных судов» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 255 (2023)

При моделировании звуковых полей от пролета воздушных судов одной из задач является оценка влияния учета различных факторов на порядок величины погрешности расчета уровня звука. В частности, при расчетах контуров равного шума от пролета самолетов одним из факторов, влияющих на форму контуров, является диаграмма направленности звука. Самолет имеет достаточно сложную диаграмму направленности, поскольку источниками шума являются как двигатели, так и корпус самолета. Проведен расчет уровня звукового давления на уровне 2 м над поверхностью земли при пролете самолета на высоте 900 м при различных расстояниях от проекции траектории пролета воздушного судна до расчетной точки. Расчет проведен по методике ГОСТ31295.2-2005 г. Использована двумерная диаграмма направленности из методики ИКАО INTEGRATED NOISE MODEL. При двумерной диаграмме направленности на проекции траектории наблюдается локальное уменьшение уровня звука. Проведен также расчет в предположении, что турбулентная струя за соплом двигателя рассеивает звуковую волну в вертикальной плоскости как в горизонтальной и трехмерная диаграмма направленности симметрична относительно траектории движения источника. При этом предположении, как и следовало ожидать, уменьшения максимального уровня звука не наблюдается. При использовании диаграммы направленности, представленной в Рекомендациях НИИСФ, при том же предположении о симметричности ДН относительно вектора движения самолета получается два максимума шума при пролете ВС, поскольку использованная диаграмма направленности также имеет два максимума по двум направлениям. Следует отметить, что наличие двух максимумов уровня шума отмечается при пролете ВС в Приложении 16 к Конвенции о международной гражданской авиации. На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что диаграмма направленности шумового излучения самолетов является заметным фактором, влияющим на конфигурацию территорий, ограниченных изолиниями равного авиационного шума.

Картышев О.А. «Значение количества выполненных взлетно-посадочных операций воздушных судов для территориально-пространственного планирования приаэродромной территории из условий воздействия авиационного шума» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 256-258 (2023)

На основании анализа выполненных работ по проектированию шумовых границ седьмой подзоны аэропортов гражданской авиации, выявлено отсутствие корреляции площади шумовых зон аэропортов и количества взлетно-посадочных операций воздушных судов (ВПО) из-за недостатков в сфере нормативно-технического регулирования правил расчета, подтверждения, установления и контроля шумовой зоны приаэродромной территории (ПАТ) для обоснования размещения жилой застройки вблизи аэропортов. Следовало ожидать, что увеличение площади шумовой зоны ПАТ будет пропорционально увеличению интенсивности полетов. Однако этого не было отмечено – это позволяет утверждать, что представленные проекты границ шумовых зон ПАТ, представленных на сайте Росавиации (https://favt.gov.ru/dejatelnostajeroportyi-ajerodromy-priaer-terr-aerodromov-ga/), значительно отличающихся по своей конфигурации от иных зон, не отражают истинную картину зашумления

Картышев О.А. «Рекомендации по регулированию зонирования приаэродромной территории и ограничений размещения на ней объектов застройки из условий воздействия авиационного шума» Тезисы докладов XX научно-технической конференции по аэроакустике (24–29 сентября 2023 г.) М.: Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского (2023), с. 259-260 (2023)

Масштабы воздействия АШ на население, проживающее вблизи аэропортов, существенным образом зависят от структуры парка эксплуатируемых ВС и интенсивности их полетов, удаления аэропортов и маршрутов полетов от территорий населенных мест. Действующая «Методика установления седьмой подзоны приаэродромной территории, расчета и оценки рисков для здоровья человека», в том числе предназначена для: обоснования границ седьмой подзоны приаэродромной территории аэродромов гражданской авиации; осуществлении градостроительной деятельности, направленной на снижение воздействия фактора АШ на среду обитания человека; обосновании предлагаемых ограничений использования объектов недвижимости и осуществления деятельности в границах седьмой подзоны с учетом оценки рисков для здоровья человека. Здесь проявилось, возможно, самое главное существующей в настоящее время противоречие в оценке АШ при функциональном зонировании ПТ, когда предписывается одновременное применение санитарно-эпидемиологического нормирования АШ по критериям эквивалентных уровней звука (LА_экв) и по критериям средневзвешенных уровней звука (LА_дн) при оценке риска для здоровья человека. Одним из возможных решений, предлагаемых автором, может быть приведение указанных выше гигиенических критериев оценки АШ к одному гармонизированному с международным опытом критерию средневзвешенному уровню звука за исследуемый период воздействия (LА_дн), являющегося производной от эквивалентного уровня по оценочным уровням в различные периоды одних суток (месяца, года).