广州白云机场离市区多远?
目前,民航最繁忙的机场是广州白云机场,年旅客吞吐量居全球第一;北京首都机场和上海浦东机场紧随其后,名列第二、三位。 近年来,我国机场数量增长迅速。2014年至2017年间,仅新建、迁建机场就达85个(含军民合用),年均新增机场数达到2.5个,是同期世界新建机场数量的总和[1]。 这主要是因为我国经济发展迅速,人民出行频率越来越高,而新建机场能更好地满足人民出行的需求,同时,也能带动周边区域的发展。 但对于每个机场来说,无论是新机场还是旧机场,在完善自身设施的同时,做好周围环境的影响评估和应对策略是非常重要的。
众所周知,机场周围的噪音污染是个大问题,尤其对于居民小区来说,白天工作忙,晚上回家想安静地休息,但机场的轰鸣声响彻云霄。除了噪声之外,飞机的飞行可能带来的颠簸对地面建筑以及地下管线造成的破坏也不能忽视。随着航空货运量的增多,机场周边的雾霾问题也不容小觑。 对这些可能对周围产生的不良影响进行研究和分析,制定相应的防治措施,是实现机场可持续发展的重要保障。 而作为国内第一大型航空枢纽,广州白云机场的噪声和振动问题一直备受关注。本文以该机场为例,从声学和工程结构两个方面来探讨如何有效控制和减轻航空噪声及其不良影响。
一、声学方面 根据统计资料显示,全球60%以上的航班起降都发生在600米以下的高度,而位于大城市中心的机场,这一比例更高达70%以上[2]。飞机在低空飞行的噪声对城市中心地区噪声环境影响最为明显。 在广州白云机场附近的区域,噪声达到0类标准的比例仅为4.95%,1类标准面积为313.8平方公里,占总面积的60.42%,2类标准为327.8平方公里,占总面积的57.91%,可见噪声问题有多么严重! 要解决噪声问题必须从源头抓起,降低发动机的噪声水平是控制噪声的最有效途径之一。目前各国主要采用两种技术来降低飞机发动机的噪声——消声器和涡轮增压器。
▲图1 飞机发动机安装位置的降噪原理 消声器通过抑制空气动力性噪声源和排气脉冲的压力波来实现噪声控制。按其作用可分为阻抗型和干涉型两类,其中阻抗型又分为阻尼式及封闭孔式等,如图1中(a)所示;干涉型消声器由多级扬声器组合而成,如隔声罩,如图1中(b)所示。无论哪种型号的消声器,一般都是按照一定规律将具有不同声学特性的纤维或材料排列在一起,以形成阻抗匹配的状态,从而使得传入人耳的声音达到最小的程度。
Turbo X 系列涡轮增压器的独特设计是减少低频噪声的关键。这个低频噪声通常是由旋转的叶片产生的,当气流通过涡轮增压器时,叶片的转速可达每分钟数万转,再加上涡轮增压器一般位于发动机下方,由此而来的低频噪声音尖利且指向性好,非常容易传到驾驶舱内。 东航应用研发的 Turbo X 系列涡轮增压发动机,通过对叶轮的动平衡优化,使低频噪声得到了很好的控制;该系列产品还采用了独特的整体铸造涡轮壳设计,相比传统产品,重量更轻、强度更高并且实现了最佳的隔音效果。经过实际运用表明,该系列产品的噪声指标达到了世界一流水平。
二、结构方面 除了声学处理以外,结构的减震、隔振也是防止噪声向内部传播的关键。广州白云机场采用了以下措施来减小振动传播: 在航站楼内部分布大量的弹簧叠层橡胶垫,用以吸能缓冲,为旅客提供安全的候机环境; 在航站楼内设置有防震缝,把建筑分为多个单独的结构体,以防止结构振动传递; T2航站楼采用高支座高密度的楼板,并在中间层设置隔振墙,阻断由下传上的振动; 在行李系统的设计中,考虑了运行时的振动问题,采用双层玻璃纤维加强塑料(GFRP)管代替传统的钢制管道,以减少运输设备所产生的振动和气动噪声。