#Шум

На взлете самолета шум двигателей может достигать 110-150 децибел, в то время как для человеческого уха комфортным считается всего 20-40 децибел. Излишний шум способен воздействовать не только на слуховой аппарат, но и на работу сердечно-сосудистой и нервной систем, вызывать головные боли и повышенную утомляемость. Для уменьшения шума в авиации используются специальные звукопоглощающие конструкции. Ученые Пермского Политеха модернизировали один из их элементов, изменив физику течения воздуха, что позволило повысить поглощение звука конкретной конструкции с 85% до 90-95% на частотах 400-500 Гц и высоких уровнях звукового давления.

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

Ученые из МФТИ, ВНИИА и ИТПЭ РАН разработали теоретическую модель, демонстрирующую неожиданную роль теплового шума в поведении сложных квантовых систем. Их исследование показывает, что шум, обычно ухудшающий свойства системы, способен вызывать спонтанные переходы между состояниями с различной симметрией в специально спроектированной оптомеханической системе. Это открытие не только меняет взгляд на роль тепловых шумов в физике, но и демонстрирует новые возможности в изучении кинетики фазовых переходов, связанных с нарушением так называемой PT-симметрии.

Лопасти вертолета при полете создают вибрацию и шум, что приводит к дискомфорту пассажиров, увеличению нагрузки пилота, снижению долговечности компонентов конструкции. Для уменьшения этих эффектов существуют пьезоактуаторы — устройства, которые регулируют форму и наклон лопастей во время полета, чтобы те меньше вибрировали и шумели. Хотя теоретические основы таких «умных конструкций» уже существуют, их практическое применение требует разработки надежных методик проектирования. Ученые Пермского Политеха рассчитали, какие параметры лопасти позволяют добиться максимального изменения формы, чтобы лучше гасить вибрацию и шум.

При длительном воздействии авиационный шум вызывает проблемы с органами слуха, повышение артериального давления, раздражительность и усталость. Существенному воздействию вблизи аэропортов подвергается около трех процентов россиян. Чтобы снизить его — применяют шумоглушащие сопла. Ученые Пермского Политеха выяснили, какая конструкция заглушает максимальное количество шума на низких и высоких частотах.

В авиации предъявляют высокие требования к снижению уровня шума самолетов на местности. Чтобы самолеты летали тише, в авиационных двигателях используют звукопоглощающие конструкции (ЗПК). Однако международная организация гражданской авиации (ИКАО) постоянно ужесточает стандарты, которым сегодня не соответствует ни один эксплуатируемый самолет российского производства. Для решения этой проблемы требуется разработка новых систем снижения авиационного шума. Ученые Пермского Политеха разработали уникальный вид звукопоглощающей конструкции.

При взлете самолета шум от реактивной струи авиационного двигателя может достигать 110-130 децибел, что при нахождении рядом вызывает у человека и животных болевые ощущения и даже может привезти к контузии. Главный источник шума — это двигатель. С одной стороны, инженеры разрабатывают звукопоглощающие материалы, ими облицуют внутренние каналы двигателя, а еще обшивают салон. С другой стороны, б́́ольшая доля проблемы лежит на звуках от реактивной струи газов. Наиболее эффективный метод снижения шума – уменьшение скорости выхода газов за счет увеличения диаметра двигателя. Но такой подход приводит к тому, что размер и масса становятся больше, а аэродинамические характеристики самолета ухудшаются. Сейчас ищут другой путь — менять конструкции деталей двигателя, например, сопел. Ученые ПНИПУ выяснили, какая из них наиболее эффективна.

Водород — самый легкий, простой и наиболее распространенный химический элемент. Он составляет около 75 процентов массы Вселенной и, вероятно, станет источником энергии будущего. Во время его сжигания образуется вода и выделяется большое количество энергии, при этом нет выбросов углекислого газа или других вредных веществ. Водородная энергетика считается экологически чистой. При транспортировке газа, в том числе и водорода, возникает повышенный шум на газораспределительных станциях. Он вредит органам слуха и негативно влияет на работу оборудования. Ученые Пермского Политеха изучили поведение звуковых волн во время течения водорода по трубам и протестировали перегородки из разного материала. Результаты исследования помогут снизить уровень шума до безопасного.

Человек ежедневно подвергается воздействию шума от различных устройств: от кондиционеров до двигателей самолета. Для снижения шума, распространяющегося в каналах воздуховодов или энергетических установок, каналы облицовывают звукопоглощающими конструкциями (ЗПК). Основной характеристикой ЗПК в этом случае является импеданс — полное акустическое сопротивление. Оптимальное значение импеданса обеспечивает максимальное затухание звуковых волн в канале. Существует ряд полуэмпирических моделей, позволяющих рассчитать импеданс. Ученые ПНИПУ выяснили, какие модели наиболее точно описывают импеданс в зависимости от разных уровней шума.

В современном мире широко применяются микрофонные решетки для визуализации источников шума различного характера, в том числе и в сфере авиационной акустики. С точки зрения акустического излучения современный самолет — это очень сложный объект. Авиационный шум на местности регулируется жесткими требованиями, что заставляет авиапроизводителей непрерывно совершенствовать методы его диагностики и искать способы для его снижения. Именно для идентификации отдельных источников шума самолета или его элементов применяются методы локализации, основанные на использовании микрофонных решеток. Ученые Пермского Политеха создали специальные алгоритмы локализации для источников звука, имеющих дипольный характер.

Шумоподавляющие конструкции – неотъемлемый элемент современных авиадвигателей. Они представляют собой ячеистую структуру из полимерных композиционных материалов, которая за счет резонансного взаимодействия поглощает акустические волны. Требования Международной организации гражданской авиации к уровню звукопоглощения таких конструкций постепенно ужесточаются. Чтобы отечественное авиастроение шло в ногу со временем, ученые Пермского Политеха спроектировали «интеллектуальную» шумоподавляющую конструкцию с эффективным звукопоглощением в широком диапазоне частот.

Жизнь поблизости от большой дороги с активным автомобильным движением опасна для здоровья. И речь не только о загрязнении воздуха: новое исследование показало, что шум сам по себе может вызывать хроническую гипертонию.

В современном мире, где технологии развиваются с невероятной скоростью, все больше внимания уделяется анализу и обработке звуков. Звуки окружающей среды могут помочь нам лучше понять и адаптироваться к различным ситуациям, особенно в контексте автономных транспортных средств и систем безопасности. Ученые МТУСИ разработали DataSet с звуковыми паттернами дороги.

Исследователи Центра языка и мозга НИУ ВШЭ выяснили, как шум влияет на качество чтения — становится ли оно более поверхностным, когда человек опирается лишь на значения слов, но не связи между ними. Оказалось, что понимание текстов в зашумленных условиях не страдает. А вот скорость чтения меняется. Оно замедляется, когда вокруг слышны даже неразборчивые разговоры. Зато когда человек сталкивается с визуальным шумом, он начинает читать несколько быстрее — судя по всему, из-за раздражающего эффекта.

Специалисты Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ разрабатывают наногенераторы на основе углеродных нанотрубок, легированных азотом, которые преобразовывают деформации и вибрации городского шума, движений и разговора человека в электрическую энергию. Такие генераторы станут новыми источниками автономного питания для носимой электроники: электронных часов, телефонов, наушников.

Двигатель один из основных источников шума в самолете. В зоне аэропортов шум на местности достигает максимальных значений, что приносит окружающим существенный дискомфорт. Чтобы снизить шумовое воздействие, каналы авиационного двигателя облицовывают звукопоглощающими конструкциями — ЗПК. Большинство методов, которые используют для определения акустических характеристик ЗПК, подходят для лабораторных, но не для реальных условий. Единственный способ, применяемый непосредственно на авиационном двигателе, — это метод Дина. Изначально его разработали для случая равномерного распределения давления звуковой волны на дне резонатора. Когда звуковое поле более сложное, а давление неравномерное, формула Дина дает неправильные значения. Для устранения этой проблемы ученые Пермского Политеха адаптировали метод Дина под случаи сложной структуры звукового поля. Результаты помогут отечественным разработчикам авиационных двигателей повысить точность настройки звукопоглощающих облицовок для более эффективного снижения шума.

Чтобы минимизировать риски раскрытия БПЛА и «спрятать» его от злоумышленника, который анализирует радиочастотный диапазон, сотрудники Института компьютерных технологий и информационной безопасности ЮФУ разработали метод создания ложных информационных полей. Идея базируется на технологии добавления шума в легитимный канал связи для сокрытия реального сигнала. Это попытка защитить и без того физически незащищенный беспроводной канал связи и таким образом решить фундаментальную проблему ее безопасности.

Звуки, которые образуются при полетах авиалайнеров, оказывают вредное воздействие на окружающую среду. Поэтому стандарты по шуму на местности Международной организации гражданской авиации при ООН регулярно ужесточаются, а их невыполнение грозит авиаперевозчикам крупными штрафами. Сейчас в России отсутствуют собственные гражданские самолеты, сертифицированные по новым требованиям. Ученые Пермского Политеха разработали технологию, которая позволит снизить уровень шума лайнеров и обеспечить конкурентоспособность нашей страны. Впервые в мировой практике они смоделировали процессы в многослойных звукопоглощающих конструкциях с учетом условий, происходящих в реальных авиадвигателях.

Исследование показало, что одинокие и социально изолированные люди предпочитают более громкие звуки: музыку и фоновые шумы. Значит, их можно использовать, чтобы преодолеть одиночество.

Группа исследователей обнаружила «сверхчувствительную» мозговую связь у людей, страдающих экстремальной реакцией на звуки, например жевание или громкое дыхание.