Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Myśliwce F-18 będą znacznie cichsze niż dotychczas

Recommended Posts

Inżynierowie z University of Cincinati opracowali nowy projekt dysz dla myśliwców F-18, które mogą znacząco zmniejszyć hałas generowany przez silniki bez zmniejszania osiągów samych silników. Na razie dysze autorstwa profesora Ephraima Gutmarka i jego studentów z Koledżu Inżynierii i Nauk Stosowanych zostały przetestowane w uniwersyteckim laboratorium akustycznym na silniku w skali 1:28.

Redukcję hałasu uzyskano dzięki wyłożeniu wnętrza dysz trójkątnymi elementami, ułożonymi podobnie do rzędów zębów rekina. W ciągu najbliższych tygodni takie dysze zostaną zamontowane na myśliwcach F-18 Super Hornet i przetestowana przez U.S. Naval Research Laboratory and Naval Air Station Patuxent River (NAVAIR). To proste dodatkowe elementy, które zmieniają właściwości gazów wydobywających się z silnika i w minimalny sposób wpływają na jego zachowanie.

Testy laboratoryjne wykazały, że nowe dysze mogą zmniejszyć generowany hałas o 5–8 decybeli. Tylko pozornie jest to niewiele. Poziom dźwięku nie jest wyrażany bowiem w skali liniowej, a logarytmicznej. Dźwięk głośniejszy o 20 decybeli oznacza hałas 10-krotnie większy. To bardzo znaczące osiągnięcie. Producenci silników cieszą się zwykle ze zmniejszenia hałasu nawet o 0,5 decybela, bo to skala logarytmiczna, mówi profesor Gutmark. Jeśli projekt sprawdzi się w przypadku tego silnika, będzie go można zastosować – po niewielkich modyfikacjach – do każdego silnika, dodaje uczony. A to oznacza np. znacznie mniejszy hałas na lotniskach i w ich okolicach.

Hałas to poważny problem. Utrata słuchu i szumy uszne to najczęstsze przyczyny niepełnosprawności byłych żołnierzy. Jak informuje Departament ds. Weteranów (VA), obecnie z tego typu problemami zmaga się 2,6 miliona byłych amerykańskich żołnierzy, a każdego roku wydaje ponad miliard dolarów na świadczenia związane z utratą słuchu. Personel pracujący na pokładach lotniskowców jest narażony na hałas rzędu 150 decybeli. Ludzie, którzy współpracują z pilotami na pokładach lotniskowców muszą znajdować się blisko startujących myśliwców. Jako, że pokłady są krótkie, myśliwce muszą używać dopalaczy, a to generuje dodatkowy hałas, wyjaśnia Gutmark.

Uczony i jego studenci od dwóch lat współpracują z NAVAIR przy projekcie cichszego silnika. Zajmują się projektowaniem i pracami eksperymentalnymi, a wojskowe laboratorium dokonuje obliczeń i dostarcza wszelkich niezbędnych informacji na temat samolotu. W laboratorium Gutmarka znajduje się specjalna komora bezodbiciowa. To pomieszczenie zaprojektowane tak, by całkowicie pochłaniało fale dźwiękowe. Znajdujące się tam silniki są zdalnie uruchamiane, a czujniki zbierają informacje na temat generowanego dźwięku. Posługujemy się czterema różnymi technikami pomiarowymi, w tym przetwarzaniem sygnałów za pomocą pomiarów akustycznych i optycznych. Wykorzystujemy też lasery. Dzięki różnym technikom pomiarowym wiemy, jakie dane są nam potrzebne, jak je przetwarzać i interpretować. To trudne zadanie, mówi doktorant Aatresh Karnam.

Każdy ze składników dźwięku rozprzestrzenia się w innym kierunku. Mikrofony umieszczone wokół silnika pozwalają nam przechwycić dźwięk ze wszystkich kierunków, wyjaśnia Gutmark.

Naukowcy zauważają, że już obecne silniki odrzutowe są cichsze niż przed 20 laty. Na zmniejszeniu hałasu korzystają zarówno osoby mieszkające w pobliżu lotnisk jak i ich pracownicy.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Dźwięk głośniejszy o 20 decybeli oznacza hałas 10-krotnie większy.

Powinno być o 10 decybeli oznacza hałas 10-krotnie większy.
A jeszcze prościej - 1 Bel to 10x mniejszy hałas.

 

14 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Ludzie, którzy współpracują z pilotami na pokładach lotniskowców muszą znajdować się blisko startujących myśliwców. Jako, że pokłady są krótkie, myśliwce muszą używać dopalaczy, a to generuje dodatkowy hałas

Powinni pracować w kaskach, jeśli nawet nie kombinezonach dźwiękochłonnych.

Share this post


Link to post
Share on other sites
29 minut temu, peceed napisał:

Powinno być o 10 decybeli oznacza hałas 10-krotnie większy.
A jeszcze prościej - 1 Bel to 10x mniejszy hałas.

Jest to prawda gdy mówisz o poziomie natężenia dźwięku, a tutaj najwyraźniej autor myślał o poziomie ciśnienia akustycznego: https://en.wikipedia.org/wiki/Decibel#Acoustics

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 minut temu, Astro napisał:

Tak, już doczytałem - nie spotkałem się z tą konwencją wcześniej, ale rozumiem że zawodowe pieszczoty z CCD zobowiązują ;) 
Tylko że w artykule musi być głośność albo nie zgadzają się nam jednostki.
Inaczej - silnik odrzutowy ma hałas na poziomie 150 dB głośności i to wiadomo.
Najwyraźniej swoje osiągnięcie dla lepszego marketingu podają jako poprawę ciśnienia akustycznego. W ten sposób dostają 2 razy większy numerek, czyli tak naprawdę zamiast 5-8 dB redukują o 2.5-4 dB.
"Sprytne". Gdybym to ja przydzielał granty mógłbym się nabrać ;)

 

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 minut temu, peceed napisał:

Tylko że w artykule musi być głośność albo nie zgadzają się nam jednostki.

Na szczęście poziom zarówno natężenia dźwięku jak i ciśnienia akustycznego jest niemianowaną wielkością. ;)

13 minut temu, peceed napisał:

"Sprytne". Gdybym to ja przydzielał granty mógłbym się nabrać ;)

:) Nie znam się, ale w kontekście wpływu szumu na nasz słuch rozważanie poziomu ciśnienia ma raczej sens.

P.S. Faktem jest, że gdy rzucamy "X decybeli" powinniśmy zaznaczyć o czym mówimy.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 hours ago, peceed said:

Powinni pracować w kaskach, jeśli nawet nie kombinezonach dźwiękochłonnych.

Pracują w kaskach, googlach i słuchawkach ochronnych, wygooglaj: aircraft carrier flight deck operations

Edited by cyjanobakteria

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na University of Bath powstał niezwykle lekki materiał, który może wyciszyć silniki samolotów i znacząco poprawić komfort pasażerów. To najlżejszy ze znanych materiałów izolujących, który może zmniejszyć hałas generowany przez silniki startujących odrzutowców do poziomu zbliżonego do hałasu generowanego przez... suszarkę do włosów.
      Metr sześcienny aerożelu z tlenku grafenu i poli(alkoholu winylowego) waży zaledwie 2,1 kilograma, co czyni go najlżejszym kiedykolwiek wyprodukowanym materiałem izolującym. Jego twórcy zapewniają, że może on obniżyć hałas generowany przez silniki samolotu ze 105 do 89 decybeli, zatem do poziomu przeciętnej suszarki do włosów. Jednocześnie niemal nie wpływałby na wagę całego samolotu.
      Obecnie naukowcy z Materials and Structures Centre (MAST) na Bath University pracują nad optymalizacją swojego aerożelu. Chcą, by lepiej rozpraszał on ciepło, co zmniejszy zużycie paliwa i poprawi bezpieczeństwo.
      "To niezwykle interesujący materiał, który może znaleźć wiele zastosowań. Początkowo w przemyśle lotniczym i kosmicznym, ale potencjalnie również w samochodowym, transporcie morskim czy budownictwie", mówi profesor Michele Meo, który stał na czele zespołu badawczego. "Udało się nam wyprodukować tak lekki materiał dzięki połączeniu ciekłych tlenku grafenu i polimeru, które formowane są tak, by zamknąć wewnątrz bąble powietrza. Możemy porównać tę technikę z ubijaniem bezy. Otrzymujemy ciało stałe, zawierające dużo powietrza".
      Twórcy nowego materiału oceniają, że może on trafić na rynek już za 18 miesięcy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy postanowił zbadać wpływ hałasu na zwierzęta i ekosystemy morskie. Uczonych zaskoczyło, do jakiego stopnia ludzie zanieczyszczają oceany dźwiękiem, co ma negatywny wpływ na żyjące w nich zwierzęta. Hałas negatywnie wpływa na ich zachowanie, rozmnażanie, zdrowie i może przyczyniać się do śmierci zwierząt.
      Problem jest kolosalny. Na przykład u południowych wybrzeży Chile znajduje się jeden z najważniejszych na południowym Pacyfiku obszarów żerowania płetwali błękitnych. Zwierzęta przybywają tam, by wychowywać młode. Niedawne badania wykazały, że w miesiącach letnich przeciętny płetwal spotyka tam... 1000 łodzi na dobę. Musi więc bez przerwy starać się unikać kolizji, nie mówiąc już o olbrzymim hałasie generowanym przez ich silniki.
      Od czasu rewolucji przemysłowej ludzkość coraz bardziej zanieczyszcza oceany dźwiękiem. Rozwój rybołówstwa, transportu morskiego, turystyki, budowa infrastruktury i wiele innych aktywności H. sapiens powodują, że w światowych oceanach jest coraz więcej sztucznego dźwięku, przez co naturalne odgłosy są coraz słabiej słyszalne.
      Poniżej możemy posłuchać, jak olbrzymia różnica jest pomiędzy naturalnym dźwiękiem oceanu, a dźwiękiem zanieczyszczonym przez człowieka.

      Profesor Carlos M. Duarte z Uniwersytetu Nauki i Technologii im. Króla Abdullaha (KAUST) stanął teraz na czele międzynarodowego zespołu badającego wpływ hałasu na oceany.
      Krajobraz dźwiękowy to silny wskaźnik zdrowia środowiska naturalnego. To, co zrobiliśmy w naszych miastach na lądzie, w których naturalne odgłosy zastąpiliśmy sztucznie generowanym hałasem, zrobiliśmy też w oceanach, mówi Ban Halpern, współautor badań z Narodowego Centrum Analizy Ekologicznej i Syntezy na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara.
      Nie od dzisiaj wiemy, że niszczymy oceany wprowadzając do nich olbrzymie ilości odpadów, niszcząc wybrzeża i rafy koralowe. Znacznie trudniej jednak zauważyć to, co robimy za pomocą hałasu. Tymczasem może on być niezwykle szkodliwy. Powoduje np. że młode zwierzęta nie słyszą nawoływań rodziców i nie potrafią wrócić do bezpiecznych kryjówek. Tymczasem w projektach ochrony oceanów bardzo rzadko uwzględnia się zanieczyszczenie dźwiękiem.
      Dźwięk w wodzie podróżuje bardzo szybko i bardzo daleko. Nic więc dziwnego, że zwierzęta morskie są bardzo wyczulone na dźwięk. Wykorzystują go w całym szeregu swoich zachowań. Dźwięk odgrywa w oceanach kolosalną rolę. Ludzie wciąż nie doceniają tego aspektu środowiska morskiego, stwierdzają autorzy badań. Nikt z nas nie chciałby mieszkać koło autostrady, bo wiąże się to z ciągłym uciążliwym hałasem. Zwierzęta w oceanie bez przerwy są narażone na olbrzymi hałas.
      Naukowcy z Arabii Saudyjskiej, Danii, USA, Wielkiej Brytanii, Australii, Nowej Zelandii, Holandii, Niemiec, Hiszpanii, Norwegii i Kanady postanowili przeprowadzić dokumentację dźwięków oddziałujących na środowisko morskie na całym świecie. W tym celu przeanalizowali ponad 10 000 prac naukowych na ten temat.
      Głębokie wody oceaniczne są postrzegane przez ludzi – nawet przez specjalistów zajmujących się tym środowiskiem – jako odległe ekosystemy. Jednak gdy wiele lat temu za pomocą hydrofonu słuchałem dźwięków w oceanach, byłem zdumiony, że na głębokości 1000 metrów dominującym dźwiękiem był... dźwięk padającego na powierzchni deszczu. I wtedy zdałem sobie sprawę, jak olbrzymią rolę odgrywa dźwięk w oceanach. W ciągu zaledwie sekundy dociera on z powierzchni na kilometr pod wodę, mówi Duarte.
      Autorzy badań uważają, że w wysiłkach na rzecz ochrony oceanów należy brać pod uwagę hałas generowany przez ludzi. I hałas ten należy zmniejszać. Wiele takich działań można przeprowadzić już teraz i nie byłyby one zbyt skomplikowane. Istnieją np. technologie produkcji cichych silników okrętowych. Powoli się one rozpowszechniają, a wprowadzenie odpowiednich przepisów spowodowałoby ich szybsze wdrożenie i zmniejszenie tym samym hałasu w oceanach.
      Co więcej, tego typu działania odniosłoby natychmiastowy skutek. Gdy np. zanieczyszczamy ocean środkami chemicznymi i przestajemy je stosować, minie wiele lat, gdy środki te przestaną negatywnie oddziaływać na środowisko. W przypadku dźwięku zmniejszenie hałasu natychmiast poprawia sytuację. I środowisko natychmiast reaguje, czego dowodem jest jego szybki odradzanie się w związku ze zmniejszoną aktywnością człowieka spowodowaną COVID-19.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wystarczyło kilka tygodni pandemii, by zamieszkująca Amerykę Północną pasówka białobrewa zaczęła śpiewać jak dawniej. Ten niewielki ptak powszechnie zamieszkuje amerykańskie miasta. Jednak coraz większe zanieczyszczenie hałasem powoduje, że samce muszą wydawać głośniejsze, mniej efektywne dźwięki, by przyciągnąć uwagę samic i odstraszyć rywali. W ciągu kilku tygodni lockdownu, gdy miasta stały się cichsze, pasówka zaczęła śpiewać tak, jak robiła to jeszcze kilkadziesiąt lat temu.
      Ekolog behawioralna Elizabeth Derryberry z University of Tennessee wraz z zespołem od ponad 20 lat badają pasówki białobrewe mieszkające w San Francisco i jego okolicach. Nagrywają dźwięki wydawane przez ptaki i porównują je z nagraniami z lat 70. ubiegłego wieku. Odkryli, że w miarę rozwoju ruchu i hałasu w mieście, zwiększyła się częstotliwość najniższych dźwięków wydawanych przez pasówki. Jednak częstotliwość dźwięków najwyższych pozostała na niemal niezmienionym poziomie, co oznacza, że całe pasmo komunikacji ptaków uległo zwężeniu.
      Z wielu badań wiemy, że taka degradacja u ptaków powoduje, że całych ich system komunikacji staje się mniej efektywny. Ptaki muszą śpiewać głośniej, mimo to komunikacja jest mniej efektywna, oba te zjawiska są dla zwierząt stresujące, co z kolei przyspiesza ich starzenie się i negatywnie wpływa na metabolizm. Hałas w miastach może powodować, że ptaki nie słyszą własnych piskląt czy krzyków ostrzegawczych innych przedstawiciele swojego gatunku. Nie można wykluczyć, że hałas w dużej mierze może przyczyniać się do spadku różnorodności ptaków.
      Gdy rozpoczął się lockdown i miasta stały się wyraźnie cichsze, Derryberry zaczęła zastanawiać się, czy i jak wpłynęło to na ptaki. Przeprowadziła wraz z zespołem odpowiednie badania i okazało się, że pasówki zaczęły śpiewać średnio o 30% ciszej. Co więcej, powróciły do zakresu dźwięków, jaki był wydawany przez ten gatunek w latach 70. Uczeni wyliczają, że cichsze miasta i zmiana sposobu śpiewu mogą spowodować, że samce pasówek będą mogły usłyszeć się z 2-krotnie większej odległości niż przed lockdownem.
      Jak mówi Jenny Philips, ekolog z California Polytechnic State University, poprawa komunikacji może oznaczać, że samcom będzie łatwiej się unikać, co może skutkować mniejszą liczbą walk. Philips już wcześniej odkryła, że ptaki żyjące w miastach szybciej atakują innych przedstawicieli swojego gatunku, niż czynią to ptaki żyjące w mniejszym hałasie.
      Ornitolog Sue Anne Zollinger z Manchester Metropolitan University, która nie była zaangażowana w opisywane badania, mówi, że ich wyniki to dobra wiadomość. Skoro pasówki są w stanie tak szybko dostosować swój śpiew do zmieniających się warunków, może to oznaczać, że są na tyle elastyczne, iż poradzą sobie też z innymi aspektami zmieniającego się środowiska. Nie można wykluczyć, że mniejszy hałas spowoduje, że do miast wrócą różne gatunki ptaków, które jeszcze kilkadziesiąt lat temu w nich żyły. Jeśli udałoby się nam mniej hałasować, miałoby to naprawdę olbrzymi wpływ, stwierdziła.
      Niestety, znoszenie pandemicznych obostrzeń powoduje, że hałas powraca do poprzedniego poziomu. Wiosną przyszłego roku, gdy pasówki znowu zaczną bardziej intensywnie się ze sobą komunikować, Derryberry i jej zespół chcą sprawdzić, czy w ich śpiewie znowu zaszły niekorzystne zmiany.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Larwy koralowców wolą się osiedlać w miejscach wypełnionych odgłosami życia.
      Przez zakwaszenie mórz i oceanów rafy koralowe wymierają. Naukowcy ścigają się więc z czasem, by nim będzie za późno, zdobyć jak najwięcej informacji o tych zwierzętach. Jednym z obszarów ich zainteresowań są czynniki, które decydują, że niesione przez wodę larwy zatrzymują się w danym miejscu i przekształcają w osiadłe polipy.
      Wcześniejsze badania wykazały, że larwy są wrażliwe na temperaturę, światło i związki wytwarzane przez inne istoty żyjące w morzu. By sprawdzić, czy dźwięk również odgrywa jakąś rolę, w Morzu Karaibskim rozmieszczono 18 pojemników z larwami (połowa miała przezroczyste ścianki). Pojemniki ustawiono na 3 stanowiskach, zróżnicowanych pod względem stopnia degradacji: od zdrowej rafy po pozbawioną życia pustynię. Oświetlenie było zbliżone, a największą różnicą miała być ilość hałasu generowanego przez innych mieszkańców.
      Na tętniącej życiem rafie występuje cała gama dźwięków o niskiej częstotliwości. Na pustyniach jest cicho, jedynym wyjątkiem są krewetki wydające dźwięki o wysokiej częstotliwości.
      Autorzy publikacji z Royal Society Open Science zostawili pojemniki na 2,5 dnia. Po upływie tego czasu wrócili, by sprawdzić, czy larwy znalazły odpowiednie miejsce, by się osiedlić. Okazało się, że gdy pojemniki umieszczano w zamieszkałych, a przez to hałaśliwych rejonach, 50% więcej larw osiedlało się w nowych domach.
      To oznacza, że dźwięki także wpływają na decyzję dot. założenia nowej kolonii. Zespół z Woods Hole Oceanographic Institution uważa, że można by więc nakłonić larwy do zasiedlenia pustyni, umieszczając w pobliżu głośniki do odtwarzania odgłosów rafy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Flinstonom zapewne bardzo podobałby się ten pomysł: drukowanie glinianych naczyń za pomocą zaawansowanych drukarek 3D, które zakończyłby proces zwykłego wypalania. To niezwykłe połączenie tradycji z nowoczesnością zawdzięczamy badaczom z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle (UW).
      Pięć lat temu Mark Ganter, profesor inżynierii mechanicznej, zaczął ze swoimi studentami eksperymentować z zastępnikami dla drogich materiałów dla artystów. W efekcie powstała autorska mieszanka proszku ceramicznego, rozdrobnionego cukru i maltodekstryny/alkoholu poliwinylowego. Normalnie surowce te kosztują od 30 do 50 dol. za funt [0,45 kg]. Nasze materiały kosztują mniej niż 1 dol. za funt. Ponieważ Ganter jest wieloletnim entuzjastą i praktykiem druku 3D, zamierza za darmo udostępniać swoje receptury. Dzięki temu uda się upowszechnić druk trójwymiarowy wśród artystów (na razie korzystają z niego technologiczne gałęzie przemysłu, np. lotnictwo lub producenci butów do biegania).
      Prowadząc zajęcia ze studentami, do tej pory Ganter nie mógł pozwalać im na swobodne eksperymentowanie z prototypami, skoro materiały były tak drogie. Gdy jednak funt kosztuje dolara, nie dbam o to. Zachęcam ich do wypróbowywania nowych rzeczy.
      Drukarki z Solheim Rapid Manufacturing Laboratory opierają się na technologii atramentówek i wyglądają jak fotokopiarki, które "wypluwają" twarde przedmioty. Dysze wypełnia się substancją wiążącą, która pokrywa cienką warstwę proszku. Wystarczy zaprojektować żądany kształt na komputerze, a następnie przesłać plik do drukarki. Drukowanie warstwa po warstwie trwa od 10 min do godziny. Pojedyncza warstwa ma grubość kartki papieru. Na koniec trzeba zdmuchnąć nadmiar proszku i gotowe!
      Zespół z UW opracował 3 rodzaje proszków ceramicznych. Można je już kupić w okolicznych sklepach z materiałami dla rzeźbiarzy. Profesor podkreśla, że używanie do druku materiałów innych niż zalecane przez producenta prowadzi, oczywiście, do utraty gwarancji. Naukowcy potrafią na szczęście sami naprawić swój sprzęt, poza tym ryzyko uszkodzenia nie jest wcale takie duże, gdyż stosowany środek jest dość podobny do oryginału.
      Początkowo Ganter, Duane Storti i Ben Utela pracowali nad biomedycznymi zastosowaniami druku 3D – nad cyfrowym uzyskiwaniem implantów stomatologicznych z tlenku glinu. Po przesłaniu projektu do drukarki oprogramowanie dzieli obiekt na warstwy o grubości od 0,00762 do 0,03302 cm. Ekipa z Seattle zdecydowała się na jeden wymiar - 0,0127 cm. Warstwa proszku odpowiadająca grubości cyfrowej warstwy jest rozpylana na podłożu. Potem zaczyna się rozprowadzanie substancji wiążącej. Kiedy podstawka drukarki się obniża, cały cykl rozpoczyna się na nowo. Po otrzepaniu z nadmiaru proszku prototyp można zaimpregnować woskiem, żywicą epoksydową, klejem cyjanoakrylowym czy elastomerem lub po prostu pomalować.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...