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          機場周邊只會越來越吵?航空噪聲危害怎么破之系列二

          ?|?蒿奕穎

          編輯?| 貳沐 子魚

          上一篇文章 航空噪聲危害怎么破系列之(一):從航空噪聲特點及其計算機模擬評估參數說起?提到了航空噪聲的特點及其危害,那么航空噪聲能否控制?現有的降低航空噪聲危害的具體措施又是什么呢?

          在國際上,國際民航組織(ICAO)制定了控制飛機噪聲排放的標準。在英國,運輸部(DfT)和環境、食品與鄉村事務部(Defra)負責監督航空業的各個環境方面的問題。根據英國《1982年民航法》(2006年修訂)第78-80條,國務卿有權控制指定機場的飛機噪聲,但是,目前只指定了希思羅機場,蓋特威克機場和斯坦斯特德機場。

          除立法外,國家和地方還制定了管理航空噪聲和振動影響的政策和指導文件,而且現行的英國標準 (British standards)亦涉及了對飛機噪聲以及與機場建設和運營相關的其他噪聲和振動源的評估。主要文件包括:國家規劃政策框架(NPPF),為規劃當局批準申請提供指導;以及英格蘭噪聲政策聲明(NPSE),闡明了政府在噪聲、健康和生活質量方面的目標。2017年10月,政府發布了有關英格蘭東南部機場擴建的《機場國家政策聲明修訂本》、《 2017年空中航行指南》和《英國空域政策咨詢響應》。此外,2014年的噪聲態度調查CAP1506于2017年2月發布,空域設計CAP16162于2017年12月發布。

          另外,英國各大機場會定期發布噪聲行動計劃,以控制航空噪聲對附近居民的影響,達到平衡機場發展與環境保護的目的。

          因此,基于現有的法規政策、各大機場的噪聲控制措施和實際項目經驗,系列二將會主要從聲源控制的角度,以世界最忙碌的機場之一倫敦希思羅機場、英國第三忙碌機場曼徹斯特機場以及較小型的東米德蘭茲機場三個不同規模機場為例,闡述航空噪聲的降噪手段。措施分為飛機運行過程、飛機運行限制、噪聲信封及其他考慮。

          一 、飛機運行過程

          針對航空噪聲,每天平均航班數為1,300的希思羅機場使用了一個喘息交替的概念(respite),即通過設計航線的方法,使用可預測的喘息時間,避免航空噪聲的集中化和連續化,使航線下的居民從航空噪聲中獲得喘息。

          例如,起飛時,飛機起飛后不久便沿多個“噪聲優先航線”(NPRs)分散,從而將噪聲負擔分散到多個社區。但是,它們仍集中在NPR的“纏繞區”中,直到達到4000英尺才開始分散。飛機技術的進步也意味著飛機通常達到4000英尺的速度比過去快得多。

          到達時,在到達跑道的最后降落中,飛機變得越來越集中,并且從著陸到達7.5海里時都遵循相同的進場路線。在希思羅機場的向西降落的航線中,這種到達集中是通過交替模式“分散”的,從而使用于降落的跑道在一天中的一半時間內進行切換。當然,充分利用最新的航空技術很重要,例如基于性能的導航(PBN),可以更精確,更有效地導航飛機。此外,飛機到達時的連續下降和更陡的到達下降角度可以有效的減少受航空噪聲影響的居民數量,希思羅機場將下降角度的目標定為2030年為3.2度,2040年為3.5度。

          機場周邊只會越來越吵?航空噪聲危害怎么破之系列二

          Source: AirportWatch April 2012

          曼徹斯特機場運行的系統稱為“首選噪聲路徑”(PNR)。2012年,只有3%的航班離開了PNR(即“偏離軌道”飛行)。到2015年,曼徹斯特機場已經進行了正式跟蹤,以確定精確區域導航(P-RNAV)起飛程序可以帶來的好處。具體措施包括,在晚上10點至凌晨6點之間進入機場的所有飛機都將使用連續下降程序;進入曼徹斯特的最后降落階段由儀表著陸系統(ILS)引導,使飛機以3°的角度沿非常狹窄的降落路徑行駛,要使用ILS的條件是飛機在進入下降路線之前不得下降到2000英尺以下;當飛機從東向接近降落時,噴氣飛機不得在高度小于1500英尺的時候進入最后降落階段;螺旋槳飛機的最大起飛重量超過5700千克時,不得在距著陸點不到三公尺的距離或不到1000英尺的高度進入最后降落階段;避免著陸后使用反向推力并減少引擎滑行,并限制使用非必須的飛機輔助動力裝置。

          雖然東米德蘭茲機場規模較小,但它是最早推廣持續降落到達(CDA)的歐洲機場之一;從2014年開始, 持續降落到達的達標提高到95%。同時,出發的飛機必須遵循設計的設定路線,并在可能的情況下避免在人口稠密的區域上空飛行。

          二、飛機運行限制

          希思羅機場和機場委員會一致認為不將飛機的運行限制作為第一選擇。希思羅機場已經是歐洲樞紐中23:00到06:00之間安排的航班數量最少的機場,預定的夜間航班有六個半小時的禁令。同時,90%的飛機將是“下一代”技術A380、787和A320Neo?!熬G色時間段”僅給愿意運營最安靜飛機的航空公司。

          為了大幅降低飛機的噪聲,麻省理工學院-劍橋大學的無聲飛機設計可以達到每加侖124乘客英里,比目前的飛機高出近25%?!盁o聲飛機計劃”的創建是為了應對不斷增加的飛機運行情況從而進一步降低飛機噪聲帶來的挑戰。該方法是將噪聲的根本降低作為主要設計標準,設計一種足夠安靜的飛機,以使機場周圍的城市環境中的人們無法察覺,同時與現有和下一代飛機的燃油消耗和排放形成競爭。項目的主要成果是概念性“靜音飛機體驗”,與目前的民用飛機相比,該飛機的估計噪聲水平低于人口稠密地區的背景噪聲,并且預計可減少23%的燃油消耗。

          機場周邊只會越來越吵?航空噪聲危害怎么破之系列二

          Source: Aero-Astro Magazine Highlight – The Silent Aircraft

          然而曼徹斯特機場在飛機運行中還施加了更多的措施,例如,鼓勵更多使用安靜型飛機, 2號跑道在特定時間段關閉,機場盡量減少同時使用兩條跑道;對白天超過90 dB(A)的最大噪聲水平的航班進行罰款,發動機測試艙外的發動機測試也同樣有時間和次數限制。除此之外,夜間的運行限制更為嚴格,例如限制一般夜間航班的數量,通常不允許夜間非標準起飛;晚上11點至凌晨6點之間不得使用可視降落;在晚上10點至凌晨6點之間,所有著陸飛機均應遵循持續降落程序。

          同樣的,東米德蘭茲機場亦嚴格限制夜間飛機的運行,只有計劃中的飛機在夜間或夜間之后可以起飛,禁止安排較吵的老式飛機夜間起飛,在這些飛機的預定起飛時間延遲后仍然起飛的將向機場社區基金支付夜間噪聲附加費。

          三、噪聲信封(Noise envelope

          此系列上一篇文章提到了“噪聲信封”,在噪聲信封中有一項重要的指標就是限制輸入,即航班數量和飛行路線。希思羅機場這樣的大型機場主要關注航班的數量,設置了飛機起降上限:根據希思羅機場5號航站樓規劃協議,每年的航空運輸起降次數(ATM)限制為480,000。希思羅機場目前的運行接近其運行極限,但由于技術的改進,Leq噪聲輪廓正在縮小。希思羅機場的Lden 55 dB的噪聲輪廓圖,隨著各種航空降噪措施的加強,預期逐漸降低噪聲的影響范圍。

          機場周邊只會越來越吵?航空噪聲危害怎么破之系列二

          曼徹斯特機場制定的要求則更側重于飛行路線和時間,每年的非標準起飛限制為不超過5%,每年的起飛偏離的上限不超過5%。對于長期不遵守“首選噪聲路徑”(PNR)的任何航空公司都必須支付附加費, 夜間計劃起飛或降落的航班總數不得超過總航班的7%。東米德蘭茲機場也建立了一個長期的“噪聲信封”,對夜間飛行的飛機嚴格控制,從而向當地社區提供更強大的噪聲控制保障。

          四、其他考慮

          除了以上提到的措施之外,機場土地和地理特征也應該考慮,例如,是否應該將更多航線安排在無居民的地區,例如湖泊和海洋,悉尼機場就是一個很好的例子。另外,一系列的措施,包括機場周邊土地使用規劃、房屋搬遷援助計劃、財產購買、隔音撥款計劃、在噪聲等值線內對噪聲敏感的建筑物進行隔音、社區信托基金等都對降低航空噪聲的危害有直接的作用。在此系列的下一篇文章,筆者將對這些保護噪聲接受者的措施進行更詳細的闡述。

          所以,通過政策法規的指導、機場各種有力的控制措施和飛機制造技術的改進,機場周邊的噪聲影響可以不增反降,不會越來越吵。

          機場周邊只會越來越吵?航空噪聲危害怎么破之系列二

          作者:蒿奕穎,謝菲爾德大學建筑學博士、博士后。現為必維國際檢驗-曼徹斯特,高級工程師,主要研究方向為大型基建聲環境評估、大規模噪聲圖模擬及聲景設計與評估。曾主持或主要參與多個國際機場(例如希斯羅機場、曼徹斯特機場、都柏林機場和曼斯頓機場等)的航空噪聲評估、政策修訂和聲景設計的研究和實施項目。

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          封面來源:https://sonomacountyairport.org/business-and-community/aircraft-complaints-and-flight-traffic/noise-complaints/

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