噪聲測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)的噪聲測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注其在不同飛行階段產(chǎn)生的噪聲水平，以確保其在城市環(huán)境中運(yùn)行時(shí)對(duì)居民的影響降到更低。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5305:2024：這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了記錄最大起飛質(zhì)量（MTOM）小于150kg的旋翼動(dòng)力無(wú)人駕駛飛機(jī)系統(tǒng)（UAS）周圍幾個(gè)位置瞬時(shí)聲壓時(shí)間歷程的方法。適用于電力驅(qū)動(dòng)或燃料驅(qū)動(dòng)的UAS，不適用于傾轉(zhuǎn)旋翼或傾轉(zhuǎn)翼無(wú)人機(jī)。該文件也可用于測(cè)量來(lái)自具有多個(gè)旋翼或單個(gè)旋翼UAS的聲壓。

歐洲航空安全局(EASA)指南：EASA發(fā)布了針對(duì)600公斤以下無(wú)人機(jī)的噪聲水平測(cè)量指南，這是全球首個(gè)此類指南，適用于多旋翼、固定翼、直升機(jī)和動(dòng)力提升等多種無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)。這些指南旨在為低風(fēng)險(xiǎn)和中風(fēng)險(xiǎn)操作中的特定類別無(wú)人機(jī)提供統(tǒng)一的噪聲測(cè)量程序，以保護(hù)環(huán)境并防止噪聲對(duì)人類健康的顯著有害影響。例如，國(guó)家航空當(dāng)局可以利用這些指南作為基礎(chǔ)，要求在自然公園或人口密集地區(qū)等敏感環(huán)境中操作的無(wú)人機(jī)使用降低噪聲排放的無(wú)人機(jī)。

歐盟法規(guī)(EU)2019/945：無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在投放歐盟市場(chǎng)之前必須符合基本要求，制造商應(yīng)確保其產(chǎn)品符合基本安全要求。無(wú)人機(jī)CE認(rèn)證的測(cè)試項(xiàng)目包括噪聲測(cè)試、安全測(cè)試、機(jī)械（振動(dòng)和沖擊）測(cè)試、環(huán)境測(cè)試（如溫濕度測(cè)試）、網(wǎng)絡(luò)安全測(cè)試、電磁兼容測(cè)試等。噪聲測(cè)試的具體方法依據(jù)法規(guī)2019/945附件Part 13，使用噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)EN ISO 3744:2010進(jìn)行測(cè)量。

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB42590-2023：這是中國(guó)民用無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的首項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，適用于除航模之外的微型、輕型和小型民用無(wú)人機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)中提出了包括噪聲在內(nèi)的17個(gè)方面的強(qiáng)制性技術(shù)要求及相應(yīng)的試驗(yàn)方法。具體到噪聲方面，要求在銘牌或說(shuō)明書(shū)上標(biāo)識(shí)旋翼類無(wú)人駕駛航空器在懸停和典型飛行速度下的噪聲測(cè)量結(jié)果。

此外，2024年11月12日，第十五屆中國(guó)航展系列論壇活動(dòng)2024第二屆未來(lái)城市空中交通論壇舉辦。論壇上，首個(gè)《電動(dòng)多旋翼無(wú)人駕駛航空器噪聲適航驗(yàn)證技術(shù)規(guī)范》正式啟動(dòng)立項(xiàng)。該規(guī)范由中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院和廣州開(kāi)發(fā)區(qū)交投集團(tuán)聯(lián)合牽頭編制。

案例分享

航科院適航所開(kāi)展中型無(wú)人機(jī)噪聲評(píng)定試驗(yàn)

2023年5月19日至20日，航科院適航所（無(wú)人機(jī)適航審定中心）在江蘇南京無(wú)人機(jī)基地開(kāi)展中型無(wú)人機(jī)噪聲評(píng)定試驗(yàn)，參考?xì)W洲航空安全局（EASA）《特定類（中低風(fēng)險(xiǎn)）重量小于600公斤的無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)噪聲測(cè)量指南》開(kāi)展測(cè)試與研究。通過(guò)航科院航空器噪聲測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)室配備的HBK適航噪聲測(cè)試系統(tǒng)和聲學(xué)校準(zhǔn)標(biāo)定系統(tǒng)，基于A計(jì)權(quán)聲暴露級(jí)與A計(jì)權(quán)等效連續(xù)聲壓級(jí)等度量指標(biāo)評(píng)定無(wú)人機(jī)在平飛過(guò)程及懸停狀態(tài)下的噪聲值，有效驗(yàn)證了指南給出的測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)噪聲值的有效評(píng)定。

圖片來(lái)源：翱坤科技

香港科技大學(xué)eVTOL低噪聲研究

香港科技大學(xué)空氣動(dòng)力學(xué)、聲學(xué)與噪聲控制技術(shù)中心AANTC擁有領(lǐng)先的靜音風(fēng)洞、高精度低速風(fēng)洞、大型消聲室和混響室和先進(jìn)的噪聲測(cè)試設(shè)備，如高精度的傳聲器、聲級(jí)計(jì)、聲學(xué)材料測(cè)試系統(tǒng)等，能夠準(zhǔn)確測(cè)量eVTOL在不同飛行狀態(tài)下的噪聲水平。AANTC致力于研究eVTOL的低噪聲設(shè)計(jì)布局，通過(guò)優(yōu)化旋翼設(shè)計(jì)、機(jī)身結(jié)構(gòu)等，降低eVTOL在飛行過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲。發(fā)展基于噪聲感知的eVTOL飛行路徑規(guī)劃技術(shù)，以減少對(duì)周圍環(huán)境和居民的影響。學(xué)校的科研人員還參與了相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，如ISO5305:2024等，為eVTOL噪聲測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化做出了貢獻(xiàn)。

AANTC使用HBK 2245型聲級(jí)計(jì)進(jìn)行噪聲測(cè)試

圖片來(lái)自AANTC

英國(guó)民航局CAA發(fā)布eVTOL噪聲測(cè)量報(bào)告

在提出空域變更時(shí)，英國(guó)政府要求空域變更發(fā)起人向CAA解釋其如何考慮和評(píng)估提案可能帶來(lái)的噪聲影響。然而，目前涉及無(wú)人機(jī)系統(tǒng)(UAS)或先進(jìn)空中交通(AAM)的空域變更提案中，詳細(xì)的噪聲數(shù)據(jù)并不容易獲得或記錄。2023年，CAA發(fā)布審查報(bào)告，主要關(guān)注于飛行研究報(bào)告中的測(cè)量實(shí)踐和噪聲排放特性，特別是與飛越數(shù)據(jù)相關(guān)的內(nèi)容，而不是基于實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量或調(diào)查。報(bào)告使用B&K2250型聲級(jí)計(jì)、4231型聲校準(zhǔn)器和4192型壓力場(chǎng)傳聲器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，提供了在參考高度400英尺(120米)處一系列eVTOL的LASmax飛越數(shù)據(jù)總結(jié)。

圖片來(lái)自于報(bào)告Noise measurements fromeVTOL aircraft: A review of available data

隨著電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）技術(shù)的不斷發(fā)展，噪聲問(wèn)題已成為其能否順利融入城市空中交通的關(guān)鍵因素之一。從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5305:2024到歐洲航空安全局（EASA）指南，再到歐盟法規(guī)（EU）2019/945以及中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 42590-2023，全球各地都在積極制定和完善相關(guān)噪聲測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，以確保eVTOL在運(yùn)行時(shí)對(duì)居民生活的影響降到更低。同時(shí)，航科院適航所、香港科技大學(xué)AANTC以及英國(guó)民航局CAA等機(jī)構(gòu)通過(guò)實(shí)際測(cè)試和研究，不斷探索和驗(yàn)證有效的噪聲評(píng)定方法和技術(shù)，為eVTOL的噪聲控制提供了有力支持。這些努力不僅有助于推動(dòng)eVTOL技術(shù)的健康發(fā)展，也為未來(lái)城市空中交通的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

我們期待在不久的將來(lái)，能夠看到更多低噪聲、高效能的eVTOL飛行器在城市上空安全、平穩(wěn)地運(yùn)行，為人們的出行帶來(lái)更加便捷、環(huán)保的選擇。