Так как взлет воздушного судна происходит, как правило, против ветра, то фронт звуковой волны отклоняется вверх с образованием области акустической тени, в которой распространяются только сдеформированный фронт звуковой волны. По существу акустическая тень при взлете воздушного судна перемещается впереди него, а основное распространение звука происходит в противоположном направлении от взлета по ветру. Радиус кривизны звуковых лучей на автомобильных дорогах составляет 4…6 км. С учетом того, что при взлете воздушного судна меняется и высота, то радиус кривизны фронта звуковой волны может достигать в этом случае нескольких десятков километров.

Турбулизация воздуха зависит от температуры, вязкости и молекулярной диссипации окружающей среды. При турбулизации потока возрастает хаотичность перемещения звуковых волн, что способствует их большему затуханию. Так как температура поверхности земли и воздуха ночью ниже, чем днем, то и турбулизация потока будет ниже ночью, а это значит, что ночью звук будет распространятся интенсивнее и на большее расстояние.

Величина снижения эквивалентного шума за счет поглощения звуковой энергии в воздухе и почвой при удалении от источника звука определяется:

, (1)

где m – расстояние от источника до точки, м; m_э – эквивалентное расстояние от точки, находящейся на расстоянии 7,5 м от оси взлетной полосы, до исходной точки, в которой замеряется шум, м; 0,5 – коэффициент поглощения звука в воздухе; K_р
– коэффициент, учитывающий рассеивание звуковых волн в зависимости от состояния поверхности (табл.1).

Таблица 1 – Изменение коэффициента Кр

Мероприятия по снижению уровня шума на аэродромах разработаны на основе анализа факторов, влияющих на распространение и поглощение звуковых волн.

При планировании полетов необходимо предусмотреть взлетно-посадочные циклы проводить днем, так как ночью звук распространяется интенсивнее. Это обусловлено и санитарно-гигиеническими нормами для селитебных территорий, спальных микрорайонов.

Очевидным решением при проектировании аэродромов является его удаленность от жилой зоны. В этом случае величину снижения эквивалентного шума в зависимости от расстояния до жилой зоны можно рассчитать по формуле (1). Уровень звука также можно снизить, разместив за взлетной полосой зеленый газон, лесные массивы с разрывами. Это позволит снизить уровень шумов на 40…60 дБА, так как осуществляется лучшее поглощение излучаемого и деформируемого фронтов звуковых волн.

Акустический дискомфорт в жилой зоне зависит также от неравномерности циклов “взлет-посадка”.

При проектировании взлетных полос следует в шумозащитных целях использовать естественные элемента рельефа: водоемы, складки местности, лесные массивы. В продолжение взлетных полос следует планировать размещение складов, гаражей и других хозяйственных построек.

Поглощение звуковых волн эффективно осуществляется морской водой. Поэтому взлет и посадку летательных аппаратов предпочтительно производить со стороны моря. Примером могут служить взлетные полосы аэропортов гг.Адлера, Калининграда. Уровень шума снижается в этом случае до 40…50 дБА.

Жилые дома планируется размещать предпочтительно в стороне от оси взлетной полосы аэродрома. В шумозащитных домах окна и балконные двери имеют повышенную звукоизоляцию. Они снабжены специальными вентиляционными устройствами, совмещенными с глушителями шума.

Вентиляционный клапан-глушитель размещается в стене или окне и снижает уровень шума на 20…30 дБА.

Шумозащитные дома ориентируют в сторону источника шума, то есть ось дома располагается параллельно оси взлетной полосы. Кроме того, необходимо также учитывать розу ветров, чтобы направление ветра было бы перпендикулярно оси взлетной полосы, а скорость ветра со стороны аэродрома была бы минимальной.

Звукоизоляция наружных ограждающих конструкций жилого дома зависит от акустических свойств окон. Величину индекса акустической изоляции Rа для окон можно оценить по формуле:

, (2)

где Ri – изоляция воздушного шума данной конструкцией окна в i-й третьеоктавной полосе, Li – скорректированные по кривой коррекции А уровни звукового давления “эталонного” спектра шума дБ (табл. 2).

Таблица 2 – Уровни звукового давления в третьеоктавной полосе

Анализ данных показывает, что уровень шума на приаэродромных территориях в зависимости от категории (06) шумозащитного окна снижается в диапазоне (3…15) (41…45) дБА.

Кислородная система воздушного судна предназначена для обеспечения нормальной жизнедеятельности членов экипажа при выполнении высотных полетов, а также при катапультировании. Кроме того, на некоторых типах ВС кислородная система используется для подпитки авиационных двигателей.

Как уже отмечалось, в бортовых кислородных системах ВС используется как газообразный, так и жидкий медицинский кислород. Для зарядки (заправки) кислородных систем воздушных судов на аэродромах применяют газо-зарядные средства, а именно: кислородно-зарядные станции, газификаторы и резервуары криопродуктов (АКЗС- 75М-131; АКЗС- 80/210-131; УГ3С.М-К-131; ГСГ-250/420; ЦТК-1,6-0,25 и др.).

В космических аппаратах (КА) кислород применяется для обеспечения нормальной жизнедеятельности членов экипажа, как окислитель топлива и других целей.

Самым простым способом получения кислорода на борту ВС и КА являются системы на запасах газов в химически чистом виде.

Возможны 4 способа хранения газов:

- в газовой фазе под давлением;

- в жидком виде;

- в сверхкритическом состоянии;

- в твердой фазе.

Хранение и управление расходом кислорода в твердом состоянии затруднено, поэтому данная система применения пока не нашла. Система на запасах кислорода в сверхкритическом состоянии не может обеспечить длительное хранение кислорода без специальной системы термостатирования (кислород заправляется в жидком состоянии, затем его температура повышается нагревателем и он переводится в новое сверхкритическое состояние, в котором и хранится). Широкое применение нашли первые два способа. На ВС фронтовой авиации используется в основном газообразный кислород, который находится в бортовых кислородных баллонах под давлением 15 МПа, а на МИГ-29, СУ-27,СУ-34 и их модификациях – 21 МПа. Гидравлическая емкость кислородной системы в зависимости от типов ВС колеблется от 10 до60 л. и более.

На ВС дальней и военно-транспортной авиации используется, в основном, жидкий медицинский кислород, хранящийся на борту в специальных сосудах Дьюара, емкость которых достигает нескольких сотен литров. Жидкий кислород газифицируется непосредственно на борту ВС и затем подается для дыхания членов экипажа и десанта.

В КА в основном используют системы жизнедеятельности членов экипажа основанные на производстве кислорода на борту аппарата. Именно поэтому наиболее перспективным способом обеспечения жизнедеятельности экипажа ВС является кислородная система обеспечивающая получение кислорода непосредственно на ВС.

Рассмотрим одну из наиболее перспективных кислородных систем воздушных судов, которая уже прошла апробацию. Унифицированная безбаллонная кислородная система КС-129 с бортовой кислорододобывающей установкой БКДУ-130.

Основными преимуществами безбаллонных кислородных систем с бортовой кислорододобывающей установкой являются:

- масса, габариты и трудоемкость оперативного обслуживания комплекта агрегатов предлагаемых систем меньше, чем у комплектов систем с баллонными источниками кислорода;

- отсутствуют бортовые кислородные баллоны и, соответственно, не требуется заправка системы кислородом перед полетом;

- продолжительность полета не ограничивается запасом кислорода на борту, так как система непрерывно продуцирует дыхательную газовую смесь, обогащенную кислородом;

- снижается пожарная и взрывная опасность, потенциальным источником которой неизбежно являются системы с использованием чистого кислорода, в особенности находящегося под высоким давлением.

Следует отметить, что для ВС типа Су-30 масса комплекта серийной кислородной системы с баллонами составляет около 90 кг, а масса комплекта кислородной системы КС-129 с бортовой кислорододобывающей установкой БКДУ-130 - не более32 кг. Высота применения кислородной системы КС-129 – до20 км.

Источником дыхательной газовой смеси в кислородной системе КС-129 служит бортовая кислорододобывающая установка БКДУ-130, повышающая концентрацию кислорода в подаваемом на дыхание сжатом воздухе, отбираемом от компрессора двигателя самолета.

Принцип действия современных самолетных БКДУ основан на использовании специальных синтетических молекулярных фильтров – цеолитов, способных в циклическом процессе сорбировать из пропускаемого через них сжатого воздуха азот, влагу и вредные примеси и очищаться от этих компонентов за счет периодического соединения с более разреженной газовой средой и за счет периодической обратной продувки частью продуцируемой дыхательной газовой смеси.

Наполненные цеолитным сорбентом патроны – адсорберы с помощью работающего по заданному алгоритму блока распределительных клапанов поочередно соединяются с источником сжатого воздуха и с окружающей средой. В определенные моменты цикла из них отбирается продуцируемая дыхательная газовая смесь, обогащенная кислородом.

Производительность БКДУ-130 рассчитана на обеспечение кислородным питанием экипажа из двух человек.

Ввиду того, что для продуцирования дыхательной смеси и для работы противоперегрузочного устройства используется отбираемый от компрессора авиадвигателя неочищенный воздух, в состав кислородной системы КС-129 входит устройство воздухоподготовки УВП-1, включающее в себя специальный фильтр, который очищает воздух от пыли, от аэрозолей (в том числе токсичных) и от капельной влаги. Капельная влага собирается фильтром и сбрасывается за борт. Очищенный фильтром воздух поступает на вход БКДУ-130 и к автоматам давления противоперегрузочного устройства. Комплекс БКДУ-130 в комплекте с УВП-1 способен очистить подводимый воздух в том числе от боевых ОВ, РП и БС, что позволяет обеспечить безопасность дыхания при попадании самолета в зараженную среду.

Кислородно-дыхательная аппаратура системы КС-129 обеспечивает максимально возможную унификацию и преемственность с серийным комплектом кислородного оборудования ККО-15, обладающим высокой эффективностью. Отличия здесь связаны главным образом с особенностями функционирования БКДУ.

Таким образом, применение на ВС описанного кислородного оборудования существенно снизит потребность авиационных частей в кислородно-зарядных станциях, газификаторах, резервуарах криопродуктов и другой технике аэродромно-технического обеспечения полетов авиации.