Российской Федерации Российской Федерации А. А. Юрчик А. В нерадько Г. Г. Онищенко 2007 г. 2007 г. 2007 г методические указания

Вид материалаМетодические указания

Содержание


7. Методика измерений и контроля авиационного шума
8.2. Методы расчета характеристик авиационного шума на местности в районе авиапредприятий
8.2.1. Графический метод характеристик авиационного шума на местности в районе авиапредприятий.
8.2.2. Расчетная методика характеристик авиационного шума на местности в районе авиапредприятий
8.3. Методика построения границ зон регулируемой застройки и оценка пригодности к застройке территории в окрестностях аэропорта
Оценка погрешности
Подобный материал:
1   2   3   4   5

7. Методика измерений и контроля авиационного шума



7.1. Методика измерения и контроля авиационного шума предназначена для использования службами Роспотребнадзора, Ростехнадзора (атомнадзора), службами предприятий, в т.ч. авиапредприятий, исследовательскими организациями и лабораториями и др. при определении характеристик АШ на территории существующей жилой застройки и территориях, планируемых под новое строительство жилых районов и (или) отдельных зданий в районе действующего авиапредприятия с целью дальнейшего установления соответствия нормативным требованиям санитарных и строительных норм и государственных стандартов, санитарного контроля шумового режима и границ СЗЗ и зоны запрещения застройки на данной селитебной территории, принятия решения по реконструкции авиапредприятия (аэродрома), отводу земельных участков под строительство новых жилых домов, больниц, школ и т.д.

7.2. Измерения АШ следует проводить в периоды максимальной интенсивности наземной и летной эксплуатации ВС, при полетах ВС наиболее шумных типов в регламентируемые интервалы времени суток. При ориентировочной оценке разрешается проводить измерения за более краткий период, но не менее 2-х часов в каждой точке измерений во время наиболее интенсивной работы аэропорта, при этом в каждой точке должно быть зафиксировано не менее трех пролетов ВС наиболее шумного типа.

В процессе измерений характеристик шума наблюдателем регистрируется направление и время пролета ВС, а также боковое отклонение от точки измерения.

7.3. За установленное значение максимального уровня звука конкретного типа ВС для данной точки измерений принимается усредненное значение измеренных уровней на этапах летной или наземной эксплуатации ВС, оказывающих наиболее шумное воздействие на данную территорию.

7.4. За установленное значение максимального уровня звука при проведении опробования авиационных двигателей на специальных, предназначенных для этих целей аэродромных стоянках, принимается наибольшее из зафиксированных значений для данной точки измерений. На повышенных режимах (взлетный или номинальный) работы двигателей, на которых невозможно безопасное удержание самолета на тормозах (при отсутствии оборудованной стоянки для опробования всех двигателей), допускается проведение измерений, когда ВС находится на исполнительном старте. Измерения выполняют с момента выхода работы двигателей на максимальный режим и начала страгивания ВС с места старта. За LAmax принимается максимальное измеренное за это время значение.

7.5. За установленное значение эквивалентного уровня звука для данной точки измерений принимается измеренное значение за период измерений при максимальной интенсивности наземной и летной эксплуатации с обязательным учетом всех полетов ВС, оказывающих наиболее шумное воздействие на данную территорию.

7.6. Измерения АШ в одной и той же точке следует проводить не менее двух раз в разные дни. За фактическое значение измеренных максимальных и/или эквивалентных уровней принимается наибольшее из них.

Если в процессе измерений выявляется существенная разность (более 7 дБА по максимальным уровням звука данного типа ВС и более 5 дБА по эквивалентным уровням звука) полученных значений в близких условиях эксплуатации, то в данной точке необходимо произвести дополнительные замеры. Разброс значений при измерениях, как правило, может быть обусловлен влиянием отклонения ВС от установленных схем полета, различным сочетанием метеоусловий, и других факторов.

Наиболее объективным следует считать результаты суточных измерений, выполненных в течение календарной недели с использованием стационарных систем контроля авиационного шума, с последующим осреднением полученных значений с коррекцией на дневное и ночное время суток, в том числе L двн.

7.7. Для уточнения расчетных границ контура равного уровня звука, точки измерения АШ следует располагать в местах (сечениях), перпендикулярных маршруту полетов ВС и взлетно-посадочной полосе (ВПП), или на окружности вокруг места опробования авиадвигателей (точки исполнительного старта), расположенного в его центре.

7.8. Точки измерения АШ на существующей селитебной территории следует располагать на границах и в глубине района проектируемой или существующей жилой застройки в направлениях (сечениях), перпендикулярных маршруту полетов ВС и взлетно-посадочной полосе (ВПП), или на окружности вокруг места опробования авиадвигателей (точки исполнительного старта), расположенного в его центре:

- на территории, непосредственно прилегающей к жилым домам и зданиям больниц, санаториев, детских дошкольных учреждений и школ – в точках, расположенных на расстоянии 2 м от ограждающих конструкций здания на высоте 1,5 м над уровнем земной поверхности со стороны источника шума (ВПП, маршрут полетов ВС, специализированная стоянка для опробования авиадвигателей) и, при необходимости, на уровне середины окон первого, среднего и последнего этажей;

- на площадках отдыха микрорайонов и групп жилых домов, площадках детских дошкольных учреждений и участках школ, территориях больниц и санаториев в точках, расположенных на ближайшей к источнику шума границе площадок (вне звуковой тени) на высоте 1,5 м от уровня поверхности площадок.

7.9. Измерения АШ на территории, планируемой под новое строительство жилых районов или отдельных зданий, следует проводить:

- для отдельного здания – в одной точке на плане участка постройки здания со стороны источника шума;

- для микрорайона и группы жилых домов – не менее, чем в 3-х точках на ближней границе планируемого участка (по проекту) со стороны источника шума, а при значительных размерах территории участка – дополнительно в его центре.

7.10. Измерения АШ следует проводить на открытых площадках, с которых можно хорошо наблюдать за движением ВС, вне звуковой тени препятствий и вне влияния отраженной звуковой волны от фасадов близкорасположенных зданий, искажающих звуковое поле. Места для измерения шума должны располагаться на ровной поверхности с соблюдением условий отсутствия чрезмерного избыточного затухания звука (высокая трава, кустарник или лесистые участки).

7.11. Если не оговорены специальные условия проведения измерений АШ, то рабочий центр микрофона шумомера располагают на высоте 1,5 м над уровнем земной поверхности площадки или на уровне середины окон первого, среднего или последнего этажей близлежащей застройки. Ось микрофона должна быть ориентирована в сторону ожидаемого излучения максимального шума. Если скорость ветра превышает 1-2 м/с, то при измерениях следует использовать ветрозащитный экран для микрофона.

7.12. При проведении измерений должны быть следующие атмосферные условия:

- атмосферные осадки отсутствуют;

- температура воздуха от +2 до + 350 С;

- относительная влажность воздуха от 30 до 90%;

- скорость ветра на высоте 1,5 м (включая порывы) не более 5 м/с;

- давление воздуха от 80000 до 110000Па.

7.12.1. Измерения не следует проводить при неблагоприятных сочетаниях значений температуры и относительной влажности окружающего воздуха, когда затухание звука в воздухе для 1/3 октавной полосы с центральной частотой 8 кГц превышает 10 дБ на 100 м.

7.12.2. Значения параметров атмосферы определяются непосредственно на месте (в точке) измерений. Допускается определение параметров атмосферы по штатным приборам метеостанции, удаление которой от точки измерений не должно превышать 2 км. В начале проведения измерений и в конце их регистрируют атмосферное давление, скорость и направление ветра, температуру и влажность воздуха.

7.13. На месте измерений записывают фоновый шум. Не следует проводить измерения в случаях, когда уровень фонового шума отличается от максимальных уровней звука LAmax наиболее шумных ВС менее, чем на 10 дБА. Фоновый шум должен быть зарегистрирован в процессе и в конце измерений. Если измеренный уровень звукового давления в какой-либо октавной или третьоктавной полосе частот превышает усредненный фоновый уровень на 3-10 дБ, необходимо внести поправку путем логарифмического вычитания уровней. Если разность между измеренным и фоновым уровнем в какой-либо полосе частот менее 3 дБ, то уровень звукового давления в этой полосе частот, принимается равным фоновому.


«Применение «метода переноса измерений»


7.14. Состав и требования к контрольно-измерительной аппаратуре:

7.14.1. Для акустических измерений следует применять интегрирующие шумомеры, позволяющие определять максимальные и эквивалентные корректированные уровни звука с коррекцией «А» за различные периоды измерений одновременно, комбинированные измерительные системы и автоматические устройства, соответствующие ГОСТ 17187-81 класс 1, МЭК 61672-1 класс 1, и стандартам ИСО /23, 24/. Для более точного выделения авиационного шума система может иметь дополнительную функцию частотного анализа (1/1 и 1/3-октавныефильтры по ГОСТ 17168-82 и МЭК 61260).

7.14.2. Аппаратура, используемая для непосредственных измерений максимальных и эквивалентных уровней звука, может включать:

- цифровую измерительную систему с соответствующим программным обеспечением;

- анализатор шума со встроенным микропроцессором;

- шумомер;

- шумомер и регистратор уровня;

- шумомер, регистратор уровня и статистический анализатор;

- шумомер и магнитный регистратор для последующей лабораторной обработки.

7.14.3. Вся аппаратура, используемая при измерениях характеристик шума, должна иметь действующее свидетельство о государственной поверке.

7.15. По результатам измерений оформляют протокол, в котором указывают время и место проведения измерений, метеоусловия (температура наружного воздуха, скорость и направление ветра), приводят схему и описание расположения точек измерения АШ, тип ВС, схему движения (направление) полета ВС, этап полета ВС (опробования двигателей), используемую аппаратуру, измеренные максимальные и эквивалентные уровни звука, наличие и уровни звука дополнительных источников шума, уровень шумового фона, Примерные формы протокола представлены в Приложении 2.

7.16. Систематический контроль уровней АШ на территории жилой застройки может осуществляться при помощи стационарных и передвижных систем контроля.

Цели, принципы, состав и требования, включая особенности функционирования и организации современных систем контроля АШ, представлены в Приложении 3.

7.17. Организация стационарных систем контроля авиационного шума должна обеспечить:

- проведение регулярных измерений уровня (индексов) шума;

- запись шумовых событий (авиационного шума), а также частотных составляющих акустического сигнала при пролете ВС;

- постоянное измерение уровня фонового шума;

- регулярную проверку калибровки измерительного тракта (автоматическую или в ручном режиме);

- ежегодную метрологическую поверку;

- определение и идентификация типа ВС, номера рейса, наименование авиакомпании, эшелона полета, направления движения и места его нахождения от радарной системы, соотнесенные к шумовым событиям;

- ведение статистики нарушений шумового режима вдоль маршрутов движения ВС (вылет и прилет), по времени суток, по типу ВС, по уровням шумового воздействия для каждого измерительного терминала, по зонам воздействия, по уровню фонового шума;

- получение метеорологической информации;

- информационное сопряжение с системой управления полетами (в части получения флайт-плановой и координатной информации о ВС и корреляции измеряемых значений шумового воздействия с пролетами ВС);

- определение суммарного шумового воздействия, в случае если в зоне зашумления находятся несколько ВС с возможностью определения наиболее шумного ВС;

- определение времени, синхронизированного с системой единого времени аэропорта;

- вывод на рабочее место пользователя сводки/отчётов за установленный период времени;

- передачу данных и обработку информации на дистанционное автоматизированное рабочее место оператора;

- хранение, архивацию и печать данных, находящихся в базе данных с возможностью формирования и просмотра отчётов в табличном виде (включая графики распределения уровня шума).


8. Основы используемой методологии и рекомендуемые метода расчетного определения контуров равного уровня звука, установления санитарно-защитных зон и зон ограничения жилой застройки вблизи авиапредприятий


8.1. Основные положения

8.1.1. Расчетные методы определения характеристик авиационного шума вблизи авиапредприятий предназначены для приближенной оценки ожидаемых уровней АШ в выбранных расчетных точках на местности в районе авиапредприятия и построения контуров равных максимальных и эквивалентных уровней звука вокруг него.

8.1.2. Расчетные методы используется в том числе на предварительной стадии оценки акустической обстановки на территории планируемой и существующей застройки городского или сельского поселения или участка строительства отдельных зданий с целью последующего определения необходимости проведения контрольных измерений АШ для уточнения полученных расчетных значений.

Расчетные методы также могут быть применены для приближенной оценки размеров зон нормируемого воздействия АШ, ЗОЗ и СЗЗ вокруг авиапредприятия, определения масштаба воздействия АШ на население, в связи с поступлением жалоб на АШ, необходимости разработки и внедрения мероприятий по его уменьшению.

8.1.3. Для вычисления уровня авиационного шума, как для каждого отдельного полета, так и определенного множества полетов необходимо большое количество исходных данных, специфически связанных с акустическими и летными характеристиками самолета, информации касающейся производства полетов. При исследовании авиационного шума обычно прибегают к определенным упрощениям.

8.1.4. Исходная информация по характеристикам шума, создаваемого на местности самолетами и вертолетами при их летной и наземной эксплуатации по результатам обобщения данных по шуму при сертификации, летных испытаниях и эксплуатации основных типов ВС отечественного и иностранного производства (представлена в Приложении 3).

8.1.5. Ввиду большого числа переменных величин и упрощений, обычно применяемых при вычислениях, рекомендуется несколько методов расчета и построения зон нормируемого воздействия АШ на местности.

Точность приведенных в настоящем разделе графоаналитического и детального методов расчета характеристик авиационного шума на местности в районе авиапредприятий определяется степенью учета исходных данных и уровнем сложности применяемого метода расчета.


8.2. Методы расчета характеристик авиационного шума на местности в районе авиапредприятий


Предлагаемые настоящим Указанием методы (графоаналитический и детальный) определения характеристик авиационного шума и построения расчетных контуров основываются на апробированных методах и гармонизированных с…. /7, 17…..19.. /.


8.2.1. Графический метод характеристик авиационного шума на местности в районе авиапредприятий.

Графический метод характеристик авиационного шума на местности позволяет с определенным уровнем точности выполнить построение контуров равного уровня звука на территории…


8.2.2. Расчетная методика характеристик авиационного шума на местности в районе авиапредприятий


8.2.2.1. Цель проведения расчетов уровней авиационного шума на местности заключается в построении контуров АШ в окрестности аэропортов (аэродромов) гражданской авиации для текущих и перспективных сценариев выполнения полетов ВС. Расчеты выполняются в следующей последовательности:

- определение уровней шума в расчетных точках (узлах расчетной сетки) для отдельных пролетов ВС;

- определение суммарных (как правило, эквивалентных) значений уровней шума за период наблюдения;

- определение контуров шума заданного значения по данным уровней (индексов) шума в узлах расчетной сетки и их графическое отображение.

8.2.2.2. Значения уровней шума вычисляются от каждого пролета ВС вдоль установленных воздушных трасс (маршрутов полета) и каждого случая опробования двигателей на МО в узлах расчетной сетки, размеры которой определяются в зависимости от минимальных значений уровней шума, для которых выполняется построение контуров шума.

Локальная система координат для расчета уровней шума определяется в соответствии со следующим правилам:

- поверхность, на которой определяется расчетная сетка, является горизонтальной и размещается на уровне (высоте) аэродрома - все взлетно-посадочные полосы (ВПП), рулежные дорожки, перрон и места стоянки размещаются на этой поверхности;

- ось абсцисс (ОХ) направляется вдоль основной ВПП в направлении главного курса взлета-посадки ВС (как правило, в сторону населенного пункта); ось ординат (OZ) размещается перпендикулярно к ней в горизонтальной плоскости аэродрома таким образом, что бы образовалась правосторонняя система координат; ось аппликат (OY) размещается перпендикулярно к горизонтальной поверхности аэродрома. Начало системы координат размещается в контрольной точке аэродрома (КТА). Если на аэродроме одна ВПП, как правило, КТА расположена в центре данной ВПП;

- Узлы расчетной сетки (x,z) размещаются с равномерным шагом (величиной не более 1000 м), образовывая квадратную сетку. В зонах, расположенных близко к ВПП и маршрутам полета, шаг сетки можно уменьшать таким образом, чтоб достичь необходимого значения точности расчета уровней и контуров шума - значение стандартного отклонения результатов вычислений должно быть не большим за 0,5 дБ.

8.2.2.3. Координаты контуров шума для значений исследуемых уровней (индексов) шума рассчитываются методом интерполяции относительно вычисленных значений в узлах расчетной сетки. С целью повышения точности определения контуров шума расстояние между узлами расчетной сетки может уменьшаться.

8.2.2.4. Расчеты уровней шума выполняются с учетом каждого шумового события с помощью использования зависимости типа “шум - режим полета (режим работы двигателя) - расстояние" (ШРР-зависимостей) /17, 21, 22/ и параметров траектории движения ВС (Приложение 4).

Траектории полета ВС в заданной системе координат задаются характеристиками профиля полета и маршрутом полета. Профиль полета ВС определяет зависимость высоты и скорости полета, аэродинамической конфигурации ВС, режима работы двигателя от расстояния между ВС и точкой старта во время разбега ВС по взлетной полосе при выполнении взлета, или между ВС и порогом ВПП - при выполнении посадки. Профили полета зависят от типа и массы ВС, используемой методики пилотирования, метеорологических условий. Параметры профиля полета ВС оцениваются расчетным путем для заданных атмосферных условий и методик пилотирования ВС /18/ в районе исследуемого аэропорта, методика расчета профиля полета приведена в Приложении 4.

Маршрут полета является горизонтальной проекцией траектории полета на земную поверхность (горизонтальную плоскость, на которой отображается план аэродрома и расчетная сетка для определения уровней шума). Маршруты полета по заданным курсам взлета или снижения перед посадкой ВС определяются правилами выполнения полетов в районе аэропорта, и являются исходной информацией для расчета.

С целью адекватного использования ШРР-зависимостей для определения уровня шума в точке контроля (в узлу расчетной сетки) профиль полета ВС разбивается на несколько характерных отдельных прямолинейных и/или криволинейных отрезков (сегментов), характеризуемых особенными (установленными) значениями параметров режима полета: режима работы двигателя, аэродинамической конфигурации и скорости полета данного типа ВС. Конечные значения последнего отрезка профиля полета (траектории) определяются границами расчетной сетки, то есть наименьшими значениями исследуемых уровней шума.

8.2.2.5. Траектории нормального полета определяются в соответствии с Руководством по летной эксплуатации (РЛЭ) рассматриваемого типа ВС. Траектории полета со снижением шума на местности, если такая методика отсутствует в РЛЭ типа ВС, определяются в соответствии с требованиями правил выполнения полетов со снижением шума при взлете и посадке ВС /18/.

8.2.2.6. Характеристики шума (ШРР-зависимости) и параметры профилей полета ВС зависят от условий окружающей атмосферы. В настоящей методике перечисленные характеристики определены в соответствии с рекомендациями ИКАО /19/ для условий МСА (температура – 15оС, давление - 101325 Па, влажность - 70 %) и при отсутствии ветра, для скорости полета 90 м/c (иногда для 70 м/с) и полетной аэродинамической конфигурации ВС.

ШРР-зависимость используется либо в табличной форме, либо в виде аппроксимации вида:

LAшрр = А + B*lgRш + C*(lgRш)2,


где коэффициенты аппроксимации А,В,С определяются отдельно для каждого типа ВС и каждого характерного режима полета (режима работы двигателей), используемого данным ВС во время полета при взлете (наборе высоты) и посадке, Rш – кратчайшее расстояние до контрольной точки от траектории полета ВС.

Перечень характерных режимов работы двигателей включает режимы: максимальный, номинальный (набор высоты), дроссельный (режим набора высоты с уменьшением шума на местности), посадочный (режим снижения ВС перед посадкой).

8.2.2.7. Данные для ШРР-зависимостей получают на основе результатов экспериментальных измерений шума на местности во время пролета ВС, выполняемых с соблюдением требований к сертификационным испытаниям /18/. При отсутствии экспериментальных данных ШРР-зависимости определяются на основе использования расчетных методов, разработанных на основе аналитических и эмпирических моделей для всех акустических источников, которые образуют поле шума исследуемого ВС на местности, и с учетом всех факторов, влияющих на характеристики шумового поля ВС: поглощения звука в атмосферном воздухе, эффекта Допплера, эффектов компоновки (размещения и количества) источников шума на планере ВС, скорости полета. Расчетные методы и модели должны соответствовать требованиям руководства /18/.

8.2.2.8. Уровень шума в узле расчетной сетки рассчитывается для каждого отдельного отрезка траектории, осуществляющего вклад в уровень шума в данной точке, с учетом всех возможных эффектов распространения шума (Приложение 4).

8.2.2.9. Контуры шума определяются для заданных (как правило нормативных) значений уровней (индексов) шума.

8.2.2.10. Исходная информация по режиму эксплуатации авиапредприятия, необходимая для выполнения расчетов (представляется руководителем и службами авиапредприятия), должна включать:

- интенсивность движения ВС в районе аэропорта для дневного (7.00-20.00), вечернего (20.00-23.00) и ночного (23.00-7.00) периодов суток (как правило наиболее напряженного дня недели в летнее время года) с учетом распределения типов ВС по установленным номинальным маршрутам движения;

- типы и режим эксплуатации ВС с указанием их модификаций и типов установленных авиадвигателей, действующие ограничения и рекомендации, касающиеся воздействия АШ и включенные в Инструкцию по производству полетов (ИПП) или в инструкцию по эксплуатации авиатехники на данном авиапредприятии;

- геометрические характеристики номинальных маршрутов движения ВС в районе аэропорта;

- план аэродрома с отображением мест стоянки ВС, мест запуска и прогревания двигателей, мест опробования двигателей, маршрутов руления ВС, взлетных полос;

- карта размещения аэродрома с населенными пунктами в его окрестности (масштаб 1:50000 или 1:100000);

- время проведения и количество опробований авиадвигателей по типам ВС для каждого установленного МО, наличие на них специального аэродромного оборудования (струеотклоняющие щиты, шумоглушащие установки, шумозащитные экраны) и их характеристики, графики опробования двигателей по регламенту:

- топографические особенности района аэродрома - наличие полос зеленых насаждений, экранов (искусственных или природных);

- метеорологические данные района аэропорта, статистические данные повторяемости метеоусловий по месяцам, роза ветров;

- сведения о перспективах развития и функционирования авиапредприятия, влияющие на акустическую обстановку в его окрестностях.

Исходная информация по характеристикам полета и шума исследуемых типов ВС используется в виде, рекомендованном документами ИКАО и ЕКАК /21, 22, 26/. Рекомендуемая форма типовой таблицы приведена в Приложении Ж. Как правило, данная информация содержится в базах данных программного обеспечения, используемого для расчета АШ.

8.2.2.11. Проверочный расчет контуров шума для определенного типа самолета, если для него известны значения уровней шума в контрольных точках в соответствии с сертификационными требованиями, рекомендуется осуществлять в соответствии с Приложением 5.


8.3. Методика построения границ зон регулируемой застройки и оценка пригодности к застройке территории в окрестностях аэропорта


В два этапа расчет, измерения, проверка графикой и контрольными измерениями

Оценка погрешности


Приложение 1


Характеристики шума, создаваемого самолетом на местности зависят от показателей, включающих:

- тип используемой силовой установки, например, ТРД, ТРДД, ТВД или ПД

- количество установленных на самолете двигателей (1, 2, 3 или 4)

- степень двухконтурности (m) используемых на самолетах двухконтурных или турбовентиляторных двигателей класса ТРДД (большинство современного парка эксплуатируемых магистральных или региональных самолетов): т = 0 в случае использования ТРД, низкая при 0 < т < 2, средняя при 2 < m < 4 и высокая, если т > 4;

- максимальная взлетная масса самолета или пропорциональная ей величина пассажировместимости (грузоподъемности) соответственно для пассажирских или грузовых самолетов.

Подобная классификация магистральных и региональных самолетов, широко применяемая в практике российской ГА с использованием последнего критерия, показана в табл.2.

6.3. Общепринятой в настоящее время является классификация современных самолетов, учитывающая показатели акустического совершенства на основе результатов их сертификации на соответствие установленным требованиям международного стандарта по шуму / 15 /.

Поскольку наиболее серьезную акустическую обстановку вблизи современных аэропортов определяет класс более шумных реактивных самолетов всех весовых категорий и тяжелых винтовых самолетов (взлетная масса более 8618 кг), следует различать нормативные требования приведенных ниже разделов этого стандарта: