świat w izolacji społecznej, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się wirusa korony, Wiele osób odkrywa, jak dostarczyć prawie wszystko do swoich drzwi za pomocą jednego kliknięcia. Dzisiaj te dostawy są dostarczane do nas ciężarówką lub furgonetką i fizycznie przewożone z ulicy na nasz adres przez dostawcę. W niedalekiej przyszłości wiele z tych dostaw można było realizować za pomocą autonomicznych pojazdów dostawczych. Szybkość i wygoda dostarczania dronów lotniczych jest kusząca, a także może być sposobem na ochronę personelu dostarczającego i wrażliwych osób przed rozprzestrzenianiem się infekcji.
jesienią ubiegłego roku napisałem artykuł do biuletynu Krajowej Rady konsultantów akustycznych (NCAC) na temat hałasu pochodzącego z dronów. W tym artykule do kolegów z branży doradztwa akustycznego omówiłem podstawy dźwięków pochodzących z małych dronów dostawczych i wyzwania, które te dźwięki mogą stanowić w ich powszechnej akceptacji w naszym codziennym życiu. Ten blog jest powtórzeniem tego artykułu.
—-
liczba dronów na naszym niebie dramatycznie wzrosła w ostatnich latach. W ostatniej dekadzie dokonano ogromnego postępu w zakresie ich technologii, dzięki czemu te pojazdy powietrzne są obecnie szeroko dostępne dla publiczności. W dzieciństwie drony były używane głównie do celów wojskowych, ale dziś wiele małych i dużych firm znajduje komercyjne zastosowania dla swoich możliwości. Hobbyści również odbierają drony w rosnącej liczbie. Bezpieczeństwo, ochrona i prywatność były głównymi problemami w rozwoju i rozszerzonym wykorzystaniu dronów. Ich hałas jest jednak problemem, który jest stosunkowo nieuwzględniony i może stać się problemem dla ich dalszego rozwoju i dla tych, którzy mogą być wrażliwi na ich dźwięk.
charakterystyka dźwięku dronów
Drony w tym kontekście są uważane za małe bezzałogowe statki powietrzne (sUAV). Niektóre z nich to samoloty o stałym skrzydle, ale zdecydowana większość z nich wykorzystuje systemy wielu wirników, które umożliwiają pionowy start, lądowanie i zawisanie. Manewr ten polega na manipulowaniu prędkością każdego wirnika, co zmienia siłę podnoszenia i siły obrotowe na każdym wirniku, kontrolując w ten sposób odchylenie, skok i przechylenie pojazdu. Ze względu na niewielkie rozmiary śmigła obracają się bardzo szybko i szybko zmieniają prędkość.
przeprowadzono kilka badań w celu scharakteryzowania widm dźwiękowych emitowanych przez drony. Podobnie jak wentylatory, dominujący (nieważony) poziom dźwięku jest wytwarzany na częstotliwościach przejścia łopatek śmigła, które są w zakresie od 100 do 300 Hz dla większości małych dronów. Wtórne źródła dźwięku mogą pochodzić z silników elektrycznych i wibracji płatowca. Silne harmoniczne częstotliwości blade pass zostały zmierzone aż do kilku kHz i często mogą być tonami dominującymi na zasadzie a-ważonej. Indywidualna manipulacja każdym wirnikiem czasami ustawia stan bicia, gdy częstotliwości przechodzenia ostrza różnią się tylko nieznacznie od siebie. Szybko zmieniające się i asynchroniczne prędkości wirnika potrzebne podczas manewrowania lub nawet zawisania w warunkach wietrznych mogą wykazywać znaczne wahania amplitudy dźwięku. Wszystkie te mechanizmy łączą się aby produkować to co ludzie odbierają jako „brzęczenie” podobne do roju pszczół. Ten film stanowi dobry przykład dźwięku drona 4 wirnika „quadcopter”.
pomiary Acentech i inne opublikowane artykuły potwierdzają, że drony można uznać za źródło punktowe, więc redukcja o 6 decybeli dla każdego podwojenia odległości do odbiornika jest odpowiednim przybliżeniem dla propagacji od źródła do odbiornika. Ogólne poziomy dźwięku wytwarzane przez większe komercyjne drony są takie same jak wiele urządzeń gospodarstwa domowego, więc nawet na krótkich dystansach dźwięki, które słyszymy, są stosunkowo niskie. Ryzyko uszkodzenia słuchu nie polega na trosce o drony; chodzi o ich unikalne właściwości dźwiękowe. Ich dźwięki są niepodobne do większości innych w naszym środowisku, co przyciąga naszą uwagę i prowadzi do rozproszenia i / lub irytacji.
pomiary hałasu dronów
aktualne przepisy dotyczące dronów
w 2016 roku Federalna Administracja Lotnictwa (FAA) opublikowała kompleksowe przepisy dotyczące rutynowego, nie rekreacyjnego wykorzystania małych systemów bezzałogowych statków powietrznych. Główne założenia są następujące:
- tylko pole widzenia
- jeden pilot na samolot
- operacje tylko w świetle dziennym
- Maksymalna wysokość 400 stóp nad poziomem gruntu
- musi być wykonywana tylko na słabo zaludnionym obszarze
zasady te pozwalają na rosnące wykorzystanie komercyjne w budownictwie, rolnictwie i dziedzinach kontroli, gdzie zgodność jest stosunkowo prosta. Jednakże poważnie ograniczają one zakres przewidziany dla autonomicznego dostarczania paczek przez drony do konsumentów. Firmy takie jak Amazon, Google, UPS i inne pracują nad w pełni autonomicznymi dostawami. Zanim to się stanie w USA, należy wdrożyć cały system zasad bezpieczeństwa, kontroli ruchu lotniczego dronów i standardów komunikacji dron z dronem. NASA i FAA pracują obecnie nad stworzeniem standaryzowanego bezzałogowego systemu zarządzania ruchem lotniczym (UTM), który zapewni bezpieczeństwo nad zaludnionymi obszarami. Oczekuje się, że w ciągu najbliższych kilku lat pojawią się nowe przepisy FAA dla UTM, które pozwolą na powszechne dostawy dronów. Do tego czasu nie powinniśmy oczekiwać, że firmy dostarczą nasze paczki za pośrednictwem dronów, chyba że obowiązujące przepisy FAA są spełnione lub zwolnienia są przyznawane w szczególnych przypadkach. Daje to akustykom trochę czasu na rozważenie wpływu hałasu wynikającego z tej przyszłej nowej usługi i zajęcie pozycji, która pomoże zarówno źródłu, jak i odbiorcom współistnieć.
NASA Study on Drone Noise
w 2017 roku NASA opublikowała badania badające psychoakustyczne właściwości hałasu drona w celu dostarczenia go konsumentom. Ich założenia sprawdzały, czy hałas z dronów był porównywalny pod względem akceptowalności do innych maszyn już używanych w procesie dostawy, takich jak ciężarówki i samochody. Łącznie 38 osób zostało poproszonych o ocenę ich irytacji na podstawie nagrań dźwiękowych z różnych operacji lotniczych dronów i różnych pojazdów drogowych napotkanych w dzielnicach mieszkalnych. Wnioski wskazywały, że dźwięki dronów są bardziej drażliwe niż pojazdy drogowe, szczególnie w przypadku dźwięków „włóczących się” (tj. unoszących się). To odkrycie sugeruje, że po prostu utrzymanie poziomu hałasu dronów, aby nie był głośniejszy niż poziom wytwarzany przez konwencjonalne urządzenia do dostarczania paczek, byłoby witane z opozycją opartą na hałasie. NASA doszła do wniosku, że nadal trwają dalsze prace, aby poprawić nasze zrozumienie właściwości akustycznych, które napędzają tę różnicę irytacji, aby można było dokładniej przewidzieć. Należy zauważyć, że testerzy nie byli świadomi, że słyszeli Dźwięki dronów. Jest całkiem możliwe, że czynniki nieakustyczne tylko zwiększą wrażliwość na hałas osób przeciwnych powszechnym dostawom dronów. Na przykład zwykłe słyszenie hałasu może prowadzić ludzi do przekonania, że są szpiegowani lub że są w niebezpieczeństwie ze strony Maszyny nad ich głowami.
Co dalej?
obecnie w Stanach Zjednoczonych nie ma przepisów, które konkretnie ograniczają hałas z dronów. Inne zasady, takie jak zarządzenia dotyczące hałasu społeczności zawierające zwroty takie jak „ciche i spokojne korzystanie z własności”, mogą być cytowane przez sąsiadów niezadowolonych z korzystania z pobliskich dronów. Średnie poziomy dźwięku w dzień i w nocy (DNL) stosowane przez FAA w przypadku dużych statków powietrznych mogą nie być odpowiednie. Badania psychoakustyczne NASA sugerują, że potrzeba więcej pracy, aby dokładnie przewidzieć reakcję ludzi na hałas dronów. Szerszy wpływ hałasu drona na środowisko nie został jeszcze w pełni zrozumiany, dlatego też wszystkie parki narodowe USA zakazały prywatnego korzystania z UAV.
istnieje wiele ekscytujących możliwości wykorzystania dronów w naszych społecznościach. Jednak przed naukowcami, inżynierami, konsultantami i prawodawcami czeka wiele pracy, aby sprostać tym wyzwaniom, a hałas jest tylko jedną z wielu rzeczy do rozważenia. Acentech pozycjonuje się jako współtwórca w tej rozwijającej się dziedzinie. Nasz własny David Bowen został zaakceptowany do zaprezentowania na pierwszej w historii konferencji quiet drones w Paryżu, we Francji, sympozjum, które jest wspierane przez Międzynarodowy Instytut Inżynierii Kontroli Hałasu. Mamy nadzieję, że obecna sytuacja pandemii ustąpi i pozwoli ekspertom z całego świata na wymianę wiedzy na temat hałasu dronów. (https://www.quietdrones.org/conferences/1-quiet-drones/)