飞机噪音往往对居住在机场附近和飞行路线上的人们造成困扰，在最坏的情况下，还会危害健康：从睡眠障碍到心血管疾病。根据欧洲环境署的一份报告，2017 年，欧洲约有 400 万人暴露在过量的飞机噪音中。采用混合翼身 (BWB) 的新型飞机，其机身与机翼无缝融合，噪音更低空气阻力和更低的燃油消耗——被视为减轻这一负担的希望灯塔。如果发动机安装在机身顶部，则向地面的噪音排放会更低。
实验室可听度
尽管可以使用模拟工具估算此类飞机的噪音排放，但它们对人们造成的干扰和压力影响只能通过考虑受影响者的主观感受来真实记录。Empa 的声学专家多年来一直在成功地追求所谓的听觉印象可听化方法，类似于眼睛的可视化，例如，研究铁路噪音对人的影响。
Empa 声学/噪声控制实验室的 Reto Pieren、Axel Heusser 和 Beat Schäffer 也在欧洲项目 ARTEM(飞机降噪技术和相关环境影响，请参阅信息框)中运用了这些专业知识，其中许多合作伙伴开发了低噪声概念长途飞机 – 配备专门设计的 BWB 和不同的发动机型号。
该联盟还考虑了其他降噪技术，例如具有优化的“克鲁格襟翼”的后缘或现代齿轮涡轮风扇发动机，其燃烧室外部气流与热排气喷射气流的比例较大，从而显着降低噪音。
噪声模拟——纯数学
与传统飞机相比，这种可搭载约 400 名乘客的新型长途飞机的性能如何?Empa 团队现已在《航空航天科学与技术》杂志上发表了其研究结果。根据物理定律，专家们纯粹使用计算机程序综合地生成了飞越噪声模拟。他们将这些模拟与苏黎世机场周围当前飞机到达和起飞的记录进行了检查。由于模拟噪声与测量数据吻合良好，因此可用于与新型 BWB 飞机概念的模拟进行比较。
为了确定各种商用飞机飞过时发出的噪音对人们造成的干扰程度，31 名年龄在 18 岁至 61 岁之间的人参加了 Empa 的 AuraLab 精心设计的实验。在熟悉运行后，来自精确布置的扬声器的空间模拟包括 36 次飞越：传统和创新飞机类型的起飞和着陆，每种飞机都处于不同的飞行阶段。这些噪声场景还包括襟翼位置或起落架位置等细节，以及地面湍流或声音反射等大气条件。
实验结束后，测试对象填写了调查问卷，报告了他们的主观印象——使用通用且标准化的 11 点量表，范围从 0 代表“完全没有受到干扰或恼怒”到 10 代表“极度不安或恼怒”。他们还被问到各自的声音事件对他们来说有多熟悉。
明显降低烦恼
结果：新型 BWB 飞机的噪音最多比传统客机低 4.3 个单位。这是一个明显的差异，这也是由于模拟中的虚拟飞机配备了额外的降噪技术或特别低排放的发动机。此外，调查显示，此类飞机的起飞留下了参与者不太熟悉的声音印象，这表明不寻常的声学特征可能会对烦恼的感知产生积极影响。
当然，考虑到多种可能的变体，很难预测 BWB 飞机的哪一种变体将在未来流行。但根据 Empa 研究员雷托·皮伦 (Reto Pieren) 的说法，有一件事是确定的。“对降噪的最大贡献无疑来自飞机的形状，它向下屏蔽了发动机噪音，”声学专家表示，“其他降噪技术仅能减少15%左右的烦恼。”
欧盟关于飞机噪声的主要研究
ARTEM(飞机降噪技术和相关环境影响)是一个于 2017 年底启动的为期五年的研究项目，重点关注 2035 年至 2050 年飞机配置的创新降噪技术。旨在从源头上减少飞机噪音。其次，该项目涉及使用新材料有效抑制发动机噪音和其他噪音源的概念。新技术催生了未来带有混合翼身的喷气式飞机的设计。该大型项目涉及来自 10 个欧洲国家的 24 个合作伙伴，其中包括协调该项目的法国国家航空航天中心 (ONERA) 和德国航空航天中心 (DLR)、罗马第学和洛桑联邦理工学院 (EPFL)。ARTEM 是欧盟 Horizon 2020 计划的一部分。