cu lumea în izolare socială pentru a preveni răspândirea virusului corona, mulți descoperă cum să obțină aproape orice livrat la ușa lor doar printr-un clic pe un buton. Astăzi aceste livrări ne sunt aduse pe un camion sau camionetă și transportate fizic de pe stradă la adresa noastră de către o persoană de livrare. În viitorul nu atât de îndepărtat, multe dintre aceste livrări ar putea fi efectuate prin intermediul vehiculelor de livrare autonome. Viteza și comoditatea livrării de drone aeriene sunt ispititoare și ar putea fi, de asemenea, o modalitate de a proteja personalul de livrare și persoanele vulnerabile de răspândirea infecției.
toamna trecută am scris un articol pentru buletinul informativ al Consiliului Național al consultanților acustici (NCAC) pe tema zgomotului produs de drone. În acest editorial adresat colegilor din industria consultanței acustice, am discutat despre elementele de bază ale sunetelor care provin de la drone mici de livrare și provocările pe care aceste sunete le pot prezenta în acceptarea lor pe scară largă în viața noastră de zi cu zi. Acest blog este o repovestire a acestui articol.
—-
numărul de drone din cerul nostru a crescut dramatic în ultimii ani. În ultimul deceniu s-au înregistrat progrese extraordinare în ceea ce privește tehnologia lor, astfel încât aceste vehicule aeriene sunt acum disponibile pe scară largă publicului. În copilărie, dronele erau folosite în mare parte în scopuri militare, dar astăzi multe întreprinderi mici și mari găsesc utilizări comerciale pentru capacitățile lor. Pasionații iau, de asemenea, drone în număr tot mai mare. Siguranța, securitatea și confidențialitatea au fost principalele preocupări în dezvoltarea și utilizarea extinsă a dronelor. Cu toate acestea, zgomotul lor este o preocupare relativ neadresată și poate deveni o problemă pentru dezvoltarea lor continuă și pentru cei care pot fi sensibili la sunetul lor.
caracteristicile sunetului dronelor
dronele în acest context sunt considerate a fi vehicule aeriene mici fără pilot (sUAV). Unele sunt aeronave cu aripi fixe, dar marea majoritate a acestora folosesc mai multe sisteme de rotoare care permit decolarea și aterizarea verticală și deplasarea. Acestea manevrează prin manipularea vitezei fiecărui rotor individual, care modifică forțele de ridicare și rotație la fiecare rotor, controlând astfel girația, pasul și rularea vehiculului. Datorită dimensiunilor mici, elicele se rotesc foarte repede și schimbă rapid viteza.
au fost efectuate mai multe studii pentru a caracteriza spectrele sonore emise de drone. La fel ca fanii, nivelurile sonore dominante (neponderate) sunt produse la frecvențele de trecere a lamei elicei, care se află în intervalul 100-300 Hz pentru majoritatea dronelor mici. Sursele secundare de sunet pot proveni de la motoarele electrice și vibrațiile corpului aeronavei. Armonicile puternice ale frecvențelor de trecere a lamei au fost măsurate până la mai multe kHz și pot fi adesea tonurile dominante pe o bază ponderată A. Manipularea individuală a fiecărui rotor stabilește ocazional o condiție de bătaie atunci când frecvențele de trecere a lamei sunt doar ușor diferite una de cealaltă. Vitezele rotorului în schimbare rapidă și asincrone necesare atunci când manevrați sau chiar plutiți în condiții de vânt pot prezenta fluctuații semnificative ale amplitudinii sunetului. Toate aceste mecanisme se combină pentru a produce ceea ce oamenii percep ca un „zumzet” similar cu un roi de albine. Acest videoclip oferă un bun exemplu de sunet al unei drone cu 4 rotoare „quadcopter”.măsurătorile Acentech și alte articole publicate confirmă faptul că dronele pot fi considerate o sursă punctuală, astfel încât o reducere de 6 decibeli pentru fiecare dublare a distanței față de receptor este o aproximare adecvată pentru propagarea de la sursă la receptor. Nivelurile generale de sunet produse de dronele comerciale mai mari sunt aproximativ aceleași ca multe aparate de uz casnic, astfel încât, chiar și la distanțe scurte, sunetele pe care le auzim sunt relativ scăzute. Riscul de deteriorare a auzului nu este preocuparea pentru drone; este caracteristicile lor unice de sunet. Sunetele lor sunt diferite de majoritatea celorlalți din mediul nostru, atrăgându-ne astfel atenția și ducând la distragere și/sau supărare.
măsurători ale zgomotului dronelor
reglementări actuale pentru drone
în 2016, Administrația Federală a Aviației (FAA) a publicat reglementări cuprinzătoare pentru utilizarea de rutină non-recreativă a sistemelor de aeronave mici fără pilot. Principalele prevederi sunt următoarele:
- doar linia vizuală
- un pilot pe aeronavă
- operațiuni numai pe timp de zi
- altitudinea maximă de 400 de picioare deasupra nivelului solului
- trebuie să fie operată numai într-o zonă slab populată
aceste reguli permit utilizarea comercială în creștere în domeniile construcțiilor, agriculturii și inspecțiilor, unde conformitatea este relativ simplă. Cu toate acestea, acestea limitează sever domeniul de aplicare prevăzut pentru livrarea autonomă a pachetelor de către drone către consumatori. Companii precum Amazon, Google, UPS și altele lucrează la livrări complet autonome. Înainte ca acest lucru să se întâmple în SUA, trebuie implementat un întreg sistem de reguli de siguranță, control al traficului aerian cu drone și standarde de comunicare cu drone. NASA și FAA lucrează în prezent la crearea unui sistem standardizat de gestionare a traficului aerian (UTM), care va oferi siguranță în zonele populate. Este de așteptat ca noile reguli FAA pentru UTM să apară în următorii câțiva ani, ceea ce va permite livrări pe scară largă de drone. Până atunci nu ar trebui să ne așteptăm ca companiile să livreze pachetele noastre prin drone, cu excepția cazului în care sunt îndeplinite Regulile FAA actuale sau se acordă derogări pentru cazuri speciale. Acest lucru oferă acusticienilor ceva timp pentru a lua în considerare impactul zgomotului din acest nou serviciu viitor și pentru a obține poziția de a ajuta atât sursa, cât și receptoarele să coexiste.
studiul NASA privind zgomotul dronelor
în 2017 NASA a publicat cercetări care investighează proprietățile psihoacustice ale zgomotului dronelor pentru livrarea către consumatori. Premisa lor a testat dacă zgomotul produs de drone este sau nu comparabil ca acceptabilitate cu alte mașini deja utilizate în procesul de livrare, cum ar fi camioanele și mașinile. Un total de 38 de subiecți au fost rugați să-și evalueze supărarea la înregistrările sonore din diferite operațiuni de zbor cu drone și la diverse vehicule rutiere întâlnite în cartierele rezidențiale. Concluziile au indicat faptul că sunetele dronei au evaluat o supărare a subiectului mai mare decât vehiculele rutiere, în special pentru sunetele „rătăcitoare” (adică plutind). Această constatare sugerează că simpla menținere a nivelului de zgomot al dronelor pentru a nu fi mai puternic decât cele produse de echipamentele convenționale de livrare a pachetelor ar fi întâmpinată cu opoziție bazată pe zgomot. NASA a concluzionat că rămân eforturi suplimentare pentru a ne îmbunătăți înțelegerea caracteristicilor acustice care determină această diferență de supărare, astfel încât să poată fi prezisă mai precis. Trebuie remarcat faptul că subiecții din acest test nu știau că auzeau sunete de drone. Este foarte posibil ca factorii non-acustici să adauge doar sensibilitatea la zgomot a celor care se opun livrărilor pe scară largă de drone. De exemplu, simpla auzire a zgomotului îi poate determina pe oameni să creadă că sunt spionați sau că sunt în pericol de la o mașină deasupra capului.
ce urmează?în prezent, în Statele Unite nu există reglementări care să limiteze în mod specific zgomotul produs de drone. Alte reguli, cum ar fi ordonanțele de zgomot ale comunității care încorporează fraze precum „bucuria liniștită și pașnică a proprietății cuiva” pot fi citate de vecinii nemulțumiți de utilizarea dronelor din apropiere. Nivelurile sonore medii zi-noapte (DNL) utilizate de FAA pentru aeronavele de mari dimensiuni pot să nu fie adecvate. Studiul psihoacustic al NASA sugerează că este nevoie de mai multă muncă pentru a prezice cu exactitate răspunsul oamenilor la zgomotul dronelor. Impactul mai larg asupra mediului al zgomotului produs de drone asupra altor specii de animale este, de asemenea, încă de înțeles pe deplin, motiv pentru care toate parcurile naționale din SUA au interzis utilizarea privată a UAV-urilor.
există multe posibilități interesante pentru utilizarea dronelor în comunitățile noastre. Cu toate acestea, există mult de lucru pentru oamenii de știință, ingineri, consultanți și parlamentari pentru a face față acestor provocări, iar zgomotul este doar unul dintre multele lucruri de luat în considerare. Acentech se poziționează pentru a fi un contribuitor în acest domeniu în curs de dezvoltare. Propriul nostru David Bowen a fost acceptat să prezinte la prima conferință quiet drone din Paris, Franța, un simpozion susținut de Institutul Internațional de inginerie pentru controlul zgomotului. Sperăm că situația actuală a pandemiei va scădea și va permite experților din întreaga lume să își schimbe cunoștințele despre zgomotul dronelor. (https://www.quietdrones.org/conferences/1-quiet-drones/)