Какой вред наносят самолеты? 06 Февраля 2015 в 14:01 10334

"Совершается посадка на рейс 578 "город F - город N", просим всех пассажиров пройти на борт самолета..." - ежедневно слышат эту фразу на разных языках миллионы путешественников в тысячах аэропортах мира. Главным для авиаперевозчиков является сохранность жизни и здоровья пассажиров, но задумываются ли они о сохранности окружающей природы? Редакция сайт решила разузнать побольше о вреде самолетов на мир, в котором мы живем.

Первым делом - самолеты

Авиация начала свое существование около века назад, но "бум" пришелся именно на наше время. Для примера, в 1994 году более 1,25 миллиарда человек поднялось в воздух, а в 2012 их стало более 3 миллиардов, и это количество увеличивается с каждым днем.

Учитывая, что главы государств, ученые и защитники "матушки-природы" стараются ограничить выбросы выхлопных газов, призывая автолюбителей "пересесть" за руль экологически чистых авто, а промышленников - использовать натуральное сырье, работа по защите окружающей среды ведется. Однако, самолеты по-прежнему "двигаются" на керосиновом топливе, альтернативы, видно, еще не придумали. Давайте разберемся, какой вред наносят выбросы самолетов.

Вносят свою лепту в развитие парникового эффекта

Современные самолеты летают на авиационном керосине - топливе, которое вырабатывается из нефти. Состав топлива достаточно сложный - углерод составляет в ней 86 процентов, водород - 14 процентов. При горении углерод соединяется с кислородом воздуха, так что сжигание каждого килограмма авиационного керосина пополняет атмосферу 3,15 килограммами углекислого газа. Немецкие ученые выяснили, что 2,2% антропогенного выброса углекислого газа принадлежит "воздушным кораблям", а доля автомобилей составляет (!) 14%. Переизбыток углекислого газа ведет к развитию парникового эффекта (повышение температуры нижних слоёв атмосферы Земли по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса - прим. ред ). Известно, что парниковый эффект ведет к повышению температуры нижних слоев атмосферы Земли.

Ох уж этот "не конкретный" водород...

Вторая часть расщепленного топлива - водород. Его воздействие на окружающую среду изучить немного сложнее. Количественная оценка особого труда не составляет: известно, что при сжигании одного килограмма керосина образуется 1,23 килограмма водяного пара. А вот с качественной оценкой дело обстоит сложнее. При попадании горячих и влажных выхлопных газов в холодную окружающую среду пар конденсируется и образует мельчайшие капельки воды, а на больших высотах, где температура забортного воздуха достигает 30-40-50 градусов ниже нуля, - мельчайшие льдинки. Эти капельки и льдинки порой хорошо видны с земли - в виде так называемого конденсационного следа, тянущегося за самолетом. Какое воздействие этот след оказывает на атмосферу, зависит от высоты полета. Чем выше, тем больше влажность воздуха. Там кристаллики льда вбирают в себя дополнительно воду, растут, и из конденсационных следов могут сформироваться перистые облака. Они способствуют дальнейшей конденсации влаги из воздуха, в результате плотность и водность облаков увеличиваются. Ученые до сих пор не могут определить насколько негативный эффект уступает положительному. С одной стороны, облака отражают часть коротковолнового солнечного излучения обратно в космос, т.е. являются своеобразными создателями тени на землю. С другой стороны, кристаллики льда в таких облаках поглощают длинноволновое инфракрасное излучение, а затем направляют часть этого тепла на землю. Налицо два разнонаправленных эффекта, но специалисты склоняются к тому, что все же несколько сильнее охлаждения.

Озон не для озонового слоя

Теоретически, кроме углекислого газа и водорода никаких веществ выделятся не должно, но на практике все немного по иному. Во время работы двигателей самолетов происходит выброс отработанных газов, прямых и побочных продуктов сгорания топлива, которые могут быть причиной нежелательного воздействия на окружающую среду. Это явление называется «эмиссия». Эмиссия оксидов азота — следствие высокой температуры в зоне горения топлива, т.е. азот в воздухе входит в реакцию с кислородом, в результате которого образуются оксиды азота (NO, NO2). Однако, эти оксиды не могут оказать положительного эффекта озоновому слою, т.к. летают гражданские самолете на максимальной высоте 12000 км. Находясь на малых высотах образуют трапосферный озон, который только усиливает парниковый эффект.

Не все-то мы изучили...

Нельзя оставить без внимания и сажу, которая также образуется в результате полета самолетов. Диаметр сажевых частиц в выхлопных газах самолетов составляет от 5 до 100 нанометров. Сейас ученые "ломают головы", чтобы получить ответ на вопрос: как влияет сажа на окружающую природу? Результаты исследований пока не дали однозначного ответа.

Увидеть какие выбросы совершает самолет во время взлета и полета можно благодаря смонтированному видео немецких ученых.

Возможно, после прочтения статьи вы призадумаетесь, так ли необходимо вам лететь на самолете? А кто-то из вас, может быть, станет борцом за чистоту окружающей среды. В любом случае, все антропогенные изобретения и технологии зачастую наносят вред природе, может пора уже задуматься о чем-то полезном для Земли?

Самолеты выбрасывают в атмосферу огромное количество углекислого газа и водяного пара, оксиды азота и сажу. Воздействие этих компонентов на окружающую среду зависит от высоты полета.

То, что самолеты своими выхлопными газами загрязняют окружающую среду, совершенно очевидно и не вызывает никаких сомнений. Да, собственно, любая хозяйственная деятельность человека наносит ущерб природе и способствует изменению климата. Вопрос лишь в том, сколь велик вклад того или иного ее вида в этот общий процесс.

Так вот, по мнению профессора Ульриха Шумана (Ulrich Schumann), директора Института физики атмосферы Немецкого аэрокосмического центра, на долю авиации приходится примерно 3 процента всего антропогенного парникового эффекта. Надо сказать, что далеко не все эксперты согласны с такой оценкой. Что вполне естественно, потому что эта цифра носит очень приблизительный, отчасти даже умозрительный характер. Ведь выхлопные газы самолетов содержат и двуокись углерода, и водяной пар, и оксиды азота, и мелкодисперсную сажу. Все эти компоненты оказывают на окружающую среду и на климат планеты отнюдь не однозначное, а иногда и разнонаправленное воздействие.

Углекислый газ распределяется равномерно

Дело в том, что авиационное топливо - керосин - представляет собой сложную смесь углеводородов. Углерод составляет в ней 86 процентов, водород - 14 процентов. При горении углерод соединяется с кислородом воздуха, так что сжигание каждого килограмма авиационного керосина пополняет атмосферу 3,15 килограммами углекислого газа. "Поскольку же углекислый газ - вещество весьма стабильное, он равномерно распределяется вокруг всего земного шара", - говорит профессор Шуман.

Кроме того, СО2 легко мигрирует и в вертикальном направлении, поэтому образовался ли он вблизи поверхности Земли или же на высоте 10-11 тысяч метров, где пролегают большинство коридоров гражданской авиации, не играет никакой роли. Поэтому несложно подсчитать, что примерно 2,2 процента всего антропогенного углекислого газа выбрасывают в атмосферу самолеты. На долю автомобильного транспорта приходится около 14 процентов, другие виды транспорта - морской, железнодорожный и прочие - производят в сумме 3,8 процента.

Воздействие конденсационного следа зависит от высоты

Гораздо сложнее оценить роль выбрасываемого авиацией водяного пара. То есть количественная оценка особого труда не составляет: известно, что при сжигании одного килограмма керосина образуется 1,23 килограмма водяного пара. А вот с качественной оценкой дело обстоит сложнее. При попадании горячих и влажных выхлопных газов в холодную окружающую среду пар конденсируется, образуя мельчайшие капельки воды, а на больших высотах, где температура забортного воздуха достигает 30-40-50 градусов ниже нуля, - мельчайшие льдинки. Эти капельки и льдинки порой хорошо видны с земли - в виде так называемого конденсационного следа, тянущегося за самолетом. Какое воздействие этот след оказывает на атмосферу, зависит от высоты полета.

"Тропосфера - это нижний, очень турбулентный слой атмосферы, в котором формируется погода, - поясняет профессор Шуман. - Над ней расположена тропопауза, слой, в котором с ростом высоты температура уже не снижается, а еще выше - стратосфера, для которой характерна высокая стабильность слоев, почти не перемешивающихся между собой".

Водяной пар и нагревает, и охлаждает

В стратосфере с ее крайне низким содержанием влаги - менее 0,01 промилле - льдинки конденсационного следа быстро испаряются. А вот в тропосфере, где воздушные массы могут быть до предела насыщены влагой, поведение конденсационного следа зависит от множества погодных факторов, говорит профессор Шуман: "Если влажность воздуха высока, кристаллики льда вбирают в себя дополнительно воду, растут, и из конденсационных следов могут сформироваться перистые облака. Они способствуют дальнейшей конденсации влаги из воздуха, в результате плотность и водность облаков увеличиваются".

Такое развитие событий наблюдается в 10-20 процентах случаев. "Иными словами, воздушный транспорт реально усиливает облачность на нашей планете", - подчеркивает ученый. Правда, тут уместен вопрос: хорошо это для климата или плохо? С одной стороны, облака отражают часть коротковолнового солнечного излучения обратно в космос. "Упрощенно можно сказать так: конденсационные следы отбрасывают на землю тень, а в тени прохладнее, чем на солнцепеке", - поясняет профессор Шуман. С другой стороны, кристаллики льда в таких облаках поглощают длинноволновое инфракрасное излучение, а затем направляют часть этого тепла на землю. Налицо два разнонаправленных эффекта, и какой из них превалирует, специалисты точно сказать не могут, хотя большинство экспертов склонны полагать, что нагрев все же несколько сильнее охлаждения.

Контекст

Воздействие сажи изучено пока недостаточно

Еще один фактор, влияющий на окружающую среду и климат планеты, - это сажа в форме мелкодисперсной пыли. Диаметр сажевых частиц в выхлопных газах самолетов составляет от 5 до 100 нанометров. Понятно, что эта пыль, едва попав в атмосферу, вносит свой вклад в образование конденсационного следа, поскольку на ней оседает часть водяного пара, выбрасываемого самолетом одновременно с сажей. Да и помимо этого сажевые частицы могут неделями пребывать в воздухе во взвешенном состоянии, способствуя формированию облаков. Однако в этих же процессах участвуют и пылевые частицы иного происхождения, как естественного (вулканическая пыль, пыль пустынь, пыль от эрозии почв), так и антропогенного (эмиссии промышленных предприятий), а кроме того капельки жидкости разной природы.

В такой ситуации оценить влияние сажи вообще, а тем более сажи, выбрасываемой именно самолетами, крайне сложно. По словам профессора Шумана, Немецкий аэрокосмический центр изучает воздействие на окружающую среду, скажем, и сажевых частиц, эмитируемых в атмосферу при крупных лесных пожарах. Однако результаты оказались весьма противоречивыми. Даже на вопрос, способствует ли сажа увеличению или уменьшению облачности, окончательного и однозначного ответа пока нет.

Озон озону рознь

Отдельная тема - влияние выхлопных газов самолетов на концентрацию озона в атмосфере. Как известно, камера сгорания современного авиационного двигателя может раскаляться до 2000 градусов. "При таких температурах азот, находящийся в воздухе в свободном состоянии, связывается с кислородом, образуя оксиды NO и NO2, - поясняет профессор Шуман, - однако эти оксиды оказывают на атмосферный озон разнонаправленное действие: на больших высотах они его разлагают, на малых высотах - образуют".

Разложение озона превалирует на высотах более 16 тысяч метров, однако туда обычные гражданские самолеты не залетают. Их коридоры расположены ниже 12 тысяч метров, а там оксиды азота вызывают активное образование озона. К сожалению, этот так называемый тропосферный озон усиливает парниковый эффект - так же как углекислый газ или водяной пар. К тому же повышенное содержание озона в воздухе негативно отражается на здоровье. И этот озон никак не связан с тем озоновым слоем в стратосфере, который защищает нашу планету от жесткого ультрафиолетового излучения. Иными словами, озоновую дыру над Антарктикой выхлопными газами самолетов не залатаешь.

2005 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА 86(4)

серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов

УДК 629.735.015:681.3

ВОЗДЕЙСТВИЕ АВИАЦИОННОГО ТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ С УЧЕТОМ ХАРАКТЕРИСТИК

ВЕТРОВОГО РЕЖИМА

А.М. ПАШАЕВ, А.А. БАЙРАМОВ, Г.И. КУЛИЕВ

В статье проведен анализ воздействия авиационного транспорта в районе Апшеронского полуострова на окружающую среду, в первую очередь, атмосферу, с учетом характеристик ветрового режима.

Введение

В настоящее время большую актуальность приобрели исследования воздействия авиационного транспорта на атмосферу. Из всех техногенных факторов воздействия авиационного транспорта на окружающую среду мы рассмотрим только самый существенный, а именно выбросы в атмосферу продуктов сгорания горючего топлива в двигателях.

За сутки над Апшеронским полуостровом под контролем Районного Диспетчерского Пункта Аэропорта Бина-Баку совершают полеты около 200 воздушных судов (ВС). Самолет, как и любая система, использующая энергию окисления углеводородного топлива, выбрасывает в атмосферу продукты этого процесса, которые изменяют естественный состав атмосферы и рассматриваются как загрязнители. И в зависимости от направления движения воздушных потоков (розы ветров) эти загрязнители могут распространяться как в глубь суши, в густонаселенные районы, так и в область акватории Каспийского моря. Чтобы выяснить это, рассмотрим, во-первых, процесс образования выхлопных газов, а затем проанализируем характеристики ветрового режима в нашем регионе .

Выхлопные газы ВС

В авиации применяется два вида нефтяного топлива - керосин и бензин. Основное отличие по составу продуктов сгорания состоит в том, что этилированный бензин, используемый на самолетах с поршневыми двигателями, дает в отработавших газах свинец, являющийся одним из нежелательных компонентов загрязнения воздушной среды .

Роль самолетов с поршневыми двигателями в современной авиации незначительна и постоянно уменьшается, поэтому целесообразно ограничить рассмотрение только продуктов горения керосина.

Помимо двуокиси углерода, паров воды, азота, а также некоторых других естественных компонентов атмосферного воздуха, продукты горения керосина содержат окись углерода, различные углеводороды (метан CH4, ацетилен C2H6, этан C2H4, пропан CзH8, бензол толуол C6H5CHз и др.), альдегиды (формальдегид HCHO, акролеин СH2=CH-CHO, уксусный альдегид CH3CHO и др.), окислы азота NO и NO2, окислы серы, частицы сажи, создающие дымный шлейф за соплом двигателя и ряд других составляющих, образующихся в незначительных количествах из имеющихся в керосине примесей.

Уровни содержания в атмосферном воздухе различных вредных веществ регламентируются предельно допустимыми концентрациями - ПДК. В таблице 1 приведены ПДК некоторых вредных компонентов, содержащихся в отработавших газах авиадвигателей. Стандартами США допустимый уровень концентрации углеводородов (суммарно) установлен равным 0,16 мг/м3 (в пересчете на эквивалентное количество метана).

В авиации нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) устанавливаются в настоящее время на четыре вредных компонента: окись углерода (CO), несгоревшие углеводороды (С^^), окислы азота (N0^), частицы сажи (дым).

Таблица 1.

Компоненты ПДК, мг/м3

Максимальная разовая Среднесуточная

Окись углерода СО 3 1

Двуокись азота NO2 0,085 0,085

Сернистый ангидроид SO2 0,5 0,05

Формальдегин HCHO 0,035 0,03

Взвешенные частицы (сажа) 0,50 0,05

Бензин (пары) 300 -

Наиболее наглядным физическим процессом воздействия ВС на атмосферу является конденсация водяного пара в струйно-вихревом следе, наблюдаемая с Земли в виде белых шлейфов. Это происходит оттого, что двигатели выбрасывают большое количество частиц, на которых оседают молекулы воды, содержащиеся в атмосфере или образующиеся при сгорании топлива. В результате могут возникать микрокристаллы или микрокапли.

С экологической точки зрения, двигатель порождает большое количество веществ, способных в течение длительного времени (сутки, месяцы, годы) взаимодействовать с газами атмосферы. Оказывается, и азот горит в авиационном двигателе (так же, как и в автомобильном). При этом происходят как реакции, уничтожающие озон О3, так и реакции, производящие его. В струе могут возникать вещества, которых нет ни на срезе сопла, ни в атмосфере.

Далее, с развитием глобального мониторинга несомненный интерес будут представлять рассеивающие свойства следа, тем более ярко выраженные, чем больше в нем содержится аэрозолей. В этой связи следует отметить, что авиация может рассматриваться не только в качестве объекта пристального экологического внимания, но и в качестве инструмента инспекционной системы. Размещение на высотных ВС аппаратуры для наблюдения за качеством воздуха в коммерческих летных коридорах предпочтительнее ее наземного базирования, так как в первом случае трассы наблюдений лежат вне запыленных нижних слоев атмосферы.

В последние годы в авиационной экологии усилился интерес к исследованиям эволюции диспергированных частиц, в частности, соединений серы (в дозвуковой авиации). Такие частицы могут быть причиной образования высотных облаков, изменяющих тепловой баланс Земли .

Рассмотрим теперь характеристики ветрового режима в районе Апшеронского полуострова , поскольку направление воздействия выхлопных загрязнителей ВС существенно будет зависеть от направления и скорости потоков воздушных масс.

Характеристики ветрового режима

Среди физических характеристик атмосферы, влияющих на работу авиации, ветер занимает особое место. Характеристика ветра должна учитываться при организации, планировании и выполнении полетов, так как она оказывает влияние практически на все навигационные элементы, а также при оценке воздействия ВС на окружающую среду.

Из всего комплекса метеорологических величин наиболее существенное влияние на взлетно-посадочные данные ВС оказывают скорость и направление ветра. Поэтому как во всех аэродромах, так и на аэродроме Бина-Баку взлетно - посадочные полосы разместились с учетом господствующих направлений ветра в этом районе.

Для оценки ветрового режима аэропорта Бина-Баку и направления преимущественного распространения выхлопных газов авиационных двигателей вкратце остановимся на характере ветрового режима над всей территорией Апшеронского полуострова.

Ветровой режим Апшеронского полуострова находится под непосредственно активным воздействием физико-географических условий, влияющих как на направление, так и на скорость ветра. Повторяемость отдельных направлений ветра, равно как и его скоростей по градациям всегда связана с определенными типами атмосферных процессов. В силу этого на Апше-роне имеет место преобладание ветров северных и южных румбов и очень малая повторяемость чисто западных и чисто восточных направлений. Однако не на всей территории полуострова преобладающие направления ветра имеют одинаковую повторяемость.

В юго-западной части полуострова в течение всего года преобладают северные и северозападные ветры. Среднегодовая повторяемость их составляет около 45%. Второе место по повторяемости в юго-западной части Апшеронского полуострова занимают южные и югозападные ветры. Ветры остальных направлений повторяются здесь редко. В северо-западной части полуострова повторяемость северных и северо-западных ветров составляет 25-30%, южных - 15-20%. Повторяемость остальных направлений не превышает 6-10 %. На восточной части полуострова преобладающим направлением ветра является северное, составляющее 25-40%, но здесь также часто наблюдаются ветры юго-западного направления, средняя повторяемость которых составляет 10-20%. Наименьшая повторяемость приходится здесь на западное направление около 4-5%.

Повторяемость остальных направлений ветра составляет всего 8-12%. Что же касается штилевой погоды, то на Апшероне штили наблюдаются очень редко.

Вышеуказанные средние величины характеризуют лишь общие черты ветрового режима данного района, они не являются характерными для отдельного года.

Как известно, то или иное направление ветра имеет различную повторяемость, в зависимости от повторяемости атмосферных процессов, обусловливающих эти ветры. Изменчивость направлений ветра в годовом и месячном разрезе очень велика, ввиду чего ветры изучались нами на основании анализа атмосферных процессов.

В таблице 2 приведены вероятности направления ветра и среднее число штилей по сезонам в процентах в районе Апшеронского полуострова.

Преобладающими ветрами на Апшеронском полуострове являются ветры северного направления. Основными факторами, обусловливающими большую повторяемость этого ветра и его большую скорость в районе Апшеронского полуострова, являются преобладание определенных типов атмосферных процессов над полуостровом и примыкающими районами (над Кавказом, Каспием, Турцией, Ираном, Ираком, Средней Азией, Черным морем и южной частью Европейской территории) и, в особенности, физико-географическое устройство (наличие Большого Кавказского Хребта, Каспийского моря и, на юго-западе, - обширной территории низменных районов Азербайджана).

Повторяемость ветров северо-восточного направления на Апшеронском полуострове незначительная, в среднем, за многолетний период, составляет от 5 до10%. Самая большая повторяемость их наблюдается в северо-западной части Апшеронского полуострова в летний период.

Таблица 2.

Вероятность направления ветра и среднее число штилей по сезонам в процентах

в районе Апшеронского полуострова

С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Штиль

Зимний период

36 3 2 6 20 12 2 19 7

Весенний период

36 2 2 11 25 7 2 15 8

Летний период

46 3 1 15 15 2 2 16 7

Осенний период

37 4 3 12 19 7 2 16 6

Восточные и юго-восточные ветры на Апшеронском полуострове в холодное время года обусловливаются развитием процессов образования над Средней Азией области высокого давления, а в теплое время года - наличием области относительно повышенного давления над Каспийским морем и области пониженного давления над Северным Кавказом с ложбиной, ориентированной на западную часть моря.

После северных и северо-западных ветров во всех районах Апшерона, за исключением крайне западных его частей, второе место по повторяемости занимают южные ветры. Средняя многолетняя повторяемость ветров южного направления составляет около 18-20%, а в западных районах 1-2%. Наибольшая повторяемость южных ветров наблюдается весной, когда она достигает 25-27%. Это объясняется частым выносом в это время теплых воздушных масс с юга при наличии области высокого давления над южными районами Средней Азии, Ираном и Ираком и области пониженного давления над Северным Кавказом и Средним Каспием.

Для Апшеронского полуострова юго-западные ветры характерны тем, что они часто наблюдаются здесь в виде фона. Наибольшая повторяемость юго-западных ветров отмечается в западной части полуострова, где она достигает 16%, в то время как центральной и северной частях - лишь 9-10%.

Чаще всего юго-западные ветры бывают зимой, несколько реже - осенью и весной. В летний сезон ветры юго-западных направлений наблюдаются весьма редко и повторяемость их обычно не превышает 1-3 % .

Ветры западного направления для Апшерона нехарактерны и наблюдаются весьма редко. Среднегодовая повторяемость их не превышает 3-4%. В зимние месяцы повторяемость их несколько больше, чем в остальные сезоны, а летом она значительно уменьшается.

Ветры северо-западного направления занимают по повторяемости третье место, особенно в северной и центральной частях. В южной и юго-западной частях полуострова повторяемость северо-западных ветров значительно меньшая, что объясняется рельефом местности.

По данным станций Баку и Сумгаит, расположенных на оконечностях полуострова, в различные сезоны года повторяемость штилей составляет 5-7%, а по станциям, удаленным от моря, это число составляет 11-16%. Обычно маловетреная погода над Апшеронским полуостровом наблюдается при наличии безградиентного поля или когда над Кавказом и Каспийским морем располагается антициклонная область.

Заключение

Таким образом, проведенные исследования и анализ полученных результатов позволил нам составить карту повторяемости направлений ветра и число штилей в % на Апшеронском полуострове.

Полученные данные помогут верно оценить наиболее вероятное направление смещения выхлопных загрязнителей от двигателей ВС, что в свою очередь поможет более точно оценить степень и направления воздействия потока воздушного транспорта на население. Более всего мы можем ожидать направление распространения загрязнения в сторону акватории Каспийского моря.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пашаев А.М., Мамедов М.И., Кулиев Г.И. и др. Климатическая характеристика аэропорта Баку. НАА Азерб. Респ., Баку, 2002.

2. Григорьев А.А. Города и окружающая среда. Космические исследования.- М.: Мысль, 1982.

3. Пашаев А.М., Байрамов А.А. Воздействие авиационного транспорта на окружающую среду. //Ученые Записки НАА., Баку, 2001, т.3, №1, с.14.

4. Куклев Ю.И. Физическая экология. - М., Высшая школа, 2001, 358 с.

5. Охрана окружающей среды./Под ред. С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1991, 320 с.

6. Безопасность жизнедеятельности. /Под ред. С.В Белова. - М.: Высшая школа, 1999, 448 с.

TOE INFLUENCE OF AIATIONAL TRANSPORT ON THE ENVIROUMENTS TAKING INTO ACCOUNT THE CHARACTERISTICS OF THE WIND CONDITIONS

Pashaev A.M., Bayramov A.A., Kuliev G.I.

In article, in view of characteristics of a wind mode, the analysis of influence of an aircraft in area of Apsheron on an environment is carried out.

Пашаев Ариф Мирджалал оглы, 1934 г. р., окончил Одесский электротехнический институт связи (1957), доктор физико-математических наук, академик, ректор НАААР, автор более 300 научных работ, область научных интересов - физика твердого тела и полупроводников, приборостроение, включая и авиационное.

Байрамов Азад Агалар оглы, 1953 г. р., окончил АГУ (1975), доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Аэрокосмический мониторинг окружающей среды» НАААР, автор более 180 научных работ, область научных интересов - защита окружающей среды, радиационная экология, приборостроение.

Кулиев Гаджиага Имамгулу оглы, 1949 г. р., окончил АГУ (1967), кандидат географических наук, доцент кафедры «Летных дисциплин» НАААР, автор более 30 научных работ, область научных интересов - авиационная метеорология и общая метеорология.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

авиационный загрязнение экология выброс

Человечество как биологический вид и социальная общность неразрывно связано с процессами, происходящими в окружающей среде, и во все возрастающих масштабах черпает из нее ресурсы, загрязняет отходами, продуктами жизнедеятельности. Все происходит в тончайшем слое «жизненного пространства» - биосфере. Эта «оболочка жизни» находится в постоянном движении веществ, совершающих круговорот органических веществ в цепочке: почва - растения - животные - человек - почва (сток), а также неорганических веществ в рамках других цепочек естественного круговорота, ибо природа создала механизмы постоянного круговорота основных химических элементов между неживыми и живыми компонентами окружающей среды в биосфере.

В соответствии с законом сохранения массы (вещества) при любом физическом или химическом изменении вещество не возникает и не исчезает, но лишь изменяет свое физическое или химическое состояние. За длительное время установились, причем в очень узких диапазонах, значения параметров окружающей среды, при которых существует жизнь. Мы привыкли говорить о потреблении или расходовании ресурсов. Но мы не потребляем вещество, а только временно пользуемся какими-то видами ресурсов Земли, перемещая их, превращая в продукты или полезные товары. Все, что выброшено, остается с нами.

Рассмотрим, какие виды загрязнений поставляет в окружающую среду авиационный транспорт, их влияние и пути уменьшения авиационных загрязнителей.

1. Основные виды загрязнений авиационного транспорта, влияние их на окружающую среду

Загрязнение стало обыденным словом, наводящим на мысли об отравленных воде, воздухе, земле. Однако на самом деле эта проблема является более сложной. Загрязнению невозможно дать простое объяснение, так как оно может включать сотни факторов, связанных с самыми разными источниками. Одно из определений звучит как «неблагоприятное изменение нашего окружения, являющееся полностью или в основном побочным результатом деятельности человека» (Б. Небел, 1994 г.). Некоторые изменения, такие, как загрязнение воздуха или питьевой воды, могут непосредственно влиять на здоровье и самочувствие человека. Другие чреваты косвенными последствиями.

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Все ракетоносители и все самолеты (кроме пропеллерных, на которых стоят ДВС) используют тягу этих установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) содержат такие токсичные компоненты, как СО, NOх, углеводороды, сажу, альдегиды и др.

Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах «Боинг-747», показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя.

Высокие концентрации СО и СnНm (n - номинальное число оборотов двигателя) характерны для газотурбинных двигательных установок на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NОх (NO, NO 2 , N 2 O 5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим) .

Вредные и токсичные вещества, содержащиеся в отработавших газах двигателей, в зависимости от механизма их образования можно разделить на группы:

б) вещества, механизм образования которых непосредственно не связан с процессом сгорания топлива (оксиды азота - по термическому механизму);

в) вещества, выброс которых связан с примесями, содержащимися в топливе (соединения серы, свинца, других тяжелых металлов), а также образующимися в процессе износа деталей (оксиды металлов).

Моноксид углерода СО - образуется в ходе предпламенных реакций, при сгорании углеводородного топлива с некоторым недостатком воздуха, а также при диссоциации СО 2 (при температурах более 2000 К). Образование СО является одним из принципиально возможных направлений реакций в механизме горения (окисления) углеводородов.

Диоксид углерода СО 2 является не токсичным, но вредным веществом в связи с фиксируемым повышением его концентрации в атмосфере планеты и его влиянием на изменение климата.

Основная доля образовавшихся в камере сгорания СО окисляется до СО 2 , не выходя за пределы камеры, ибо замеренная объемная доля диоксида углерода в отработавших газах составляет 10-15%, т.е., в 300-450 раз больше, чем в атмосферном воздухе.

Углеводороды С х Н у, - несколько десятков наименований веществ, образующихся в результате:

Реакций цепочно-теплового взрыва - пиролиза и синтеза (полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), альдегиды, фенолы);

Неполноты сгорания в результате нарушения процесса горения (из-за прекращения реакций окисления углеводородов при низких температурах, неоднородности топливо-воздушной смеси, пропусков зажигания в отдельных циклах или цилиндрах двигателя (несгоревшие компоненты топлива и масла).

Оксиды азота NО х представляют набор следующих соединений: N 2 O, NO, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 4 и N 2 O 5 .

В камере сгорания NO может образовываться:

1) при высокотемпературном окислении азота воздуха (термический NO);

2) в результате низкотемпературного окисления азотсодержащих соединений топлива (топливный NO);

3) из-за столкновения углеводородных радикалов с молекулами азота в зоне реакций горения при наличии пульсаций температуры (быстрый NO).

В камерах сгорания доминирует термический NO, образующийся из молекулярного азота во время горения бедной топливо-воздушной смеси и смеси, близкой к стехиометрической, за фронтом пламени в зоне продуктов сгорания .

Суммарный выброс токсичных веществ самолетами с газотурбинными двигательными установками непрерывно растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20 - 30 т/ч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов.

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы газотурбинных двигательных установок оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах показывают, что поступления от газотурбинных двигательных установок в приземный слой атмосферы составляют:

Оксиды углерода - 55%

Оксиды азота - 77%

Углеводороды - 93%

Аэрозоль - 97

остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из О, NО х, ОН и др.

При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются Н 2 О, СО 2 , НС1, СО, NО, С1, а также твердые частицы А1 2 О 3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

В двигателях космического корабля «Шатл», например, сжигается как жидкое так и твердое топливо. Продукты сгорания топлива по мере удаления корабля от Земли проникают в различные слои атмосферы, но большей частью в тропосферу.

В условиях запуска у пусковой системы образуется облако продуктов сгорания, водяного пара от системы шумоглушения, песка и пыли. Объем продуктов сгорания можно определить по времени (обычно 20 с) работы установки на стартовой площадке и в приземном слое. После запуска высоко температурное облако поднимается на высоту до 3 км и перемещается под действием ветра на расстояние 30-60 км, оно может рассеяться, но может стать и причиной кислотных дождей.

При старте и возвращении на Землю ракетные двигатели неблагоприятно воздействуют не только на приземный слой атмосферы, но и на космическое пространство, разрушая озоновый слой Земли. Масштабы разрушения озонового слоя определяются числом запусков ракетных систем и интенсивностью полетов сверхзвуковых самолетов. За годы существования космонавтики произведено свыше 1800 запусков ракет-носителей. По прогнозам фирмы Аеrоsрасе в XXI в. для транспортировки грузов на орбиту будет осуществляться до 10 запусков ракет в сутки, при этом выброс продуктов сгорания каждой ракеты будет превышать 1,5 т/с.

Согласно ГОСТ 17.2.1.01 - 76 выбросы в атмосферу классифицируют:

1) по агрегатному состоянию вредных веществ в выбросах, это - газообразные и парообразные (SO 2 , СО, NO x углеводороды и др.); жидкие (кислоты, щелочи, органические соединения, растворы солей и жидких металлов); твердые (свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.);

2) по массовому выбросу, выделяя шесть групп, т/сут:

а) менее 0,01 вкл.;

б) свыше 0,01 до 0.1 вкл.;

в) свыше 0,1 до 1,0 вкл.;

г) свыше 1,0 до 10 вкл.;

д) свыше 10 до 100 вкл.;

е) свыше 100.

В связи с развитием авиации и ракетной техники, а также интенсивным использованием авиационных и ракетных двигателей в других отраслях народного хозяйства существенно возрос их общий выброс вредных примесей в атмосферу. Однако на долю этих двигателей приходится пока не более 5% токсичных веществ, поступающих в атмосферу от транспортных средств всех типов .

Очень важна оценка влияния авиационного транспорта на окружающую среду. Оценка влияния на окружающую среду - процедура системного исследования возможных последствий влияния строительства и реконструкции разных объектов на окружающую среду на стадии проектирования. Срок впервые был употреблен в 1969 г. в Разделе 102 (2) Национальной экологической политики США. Процедура ОВОС введена во многих странах. Она включает этапы:

1) определение проектов, которые нуждаются в оценке влияния на окружающую среду;

2) выделение приоритетных проблем, которые следует рассмотреть;

3) оценка влияния и его экономических последствий;

4) мероприятия по уменьшению влияния и его мониторинг;

5) анализ заявления об ОВНС;

6) участие общественности.

Результаты оценки влияния на окружающую среду (все позитивные и негативные последствия влияния заявленного проекта или деятельности) рассматривают в документе «Заявление о влиянии на окружающую среду», который является одним из важных документов, нужных для принятия окончательного решения ответственными учреждениями относительно целесообразности проекта.

В Украине оценка влияния на окружающую естественную среду предусмотрена Законом Украины «Об экологической экспертизе» и другими нормативно-правовыми документами (Закон Украины «Об охране окружающей естественной среды», Водный кодекс Украины, Земельный кодекс Украины и тому подобное) .

2. Пути уменьшения авиационных выбросов как загрязнителей атмосферы

Внимание специалистов привлекают вопросы безопасности использования газомоторного топлива.

Кроме сжиженного или сжатого газа, многие специалисты предрекают большое будущее жидкому водороду как практически идеальному в экологическом отношении моторному топливу. Еще несколько десятилетий назад применение жидкого водорода в качестве горючего казалось достаточно отдаленным. К тому же трагическая гибель в канун второй мировой войны наполненного водородом дирижабля «Гинденбург» настолько подмочила общественную репутацию «топлива будущего», что надолго вычеркнула его из каких-либо серьезных проектов.

Быстрое развитие космической техники вновь заставило обратиться к водороду, на этот раз уже жидкому как почти идеальному горючему

Сегодня члены мирового космического клуба - США, Россия, Западная Европа, Япония и Китай являются главными потребителями жидкого водорода. Помимо серии американских программ «Шаттл», а также советской ракеты «Энергия» и программы «Буран», здесь следует отметить такие перспективные западноевропейские космические проекты, как «Ариан-5», «Гермес» и «Зингер», использующие жидководородное горючее. Тем не менее, по-прежнему не исчезли сложные инженерные проблемы, связанные со свойствами самого водорода и его производством. Как горючее для транспорта водород удобнее и безопаснее применять в жидком виде: в пересчете на 1 кг он превосходит по калорийности керосин в 6,7 раза и жидкий метан - в 1,7 раза. В то же время плотность жидкого водорода меньше, чем у керосина почти на десятичный порядок, что требует значительно больших баков. К тому же водород должен храниться при атмосферном давлении при очень низкой температуре (-253°С). Отсюда необходимость соответствующей теплоизоляции баков, что также влечет за собой дополнительный вес и объем. Высокая температура горения водорода приводит к образованию значительного количества экологически вредных оксидов азота, если окислителем является воздух. И, наконец, пресловутая проблема безопасности. Она по-прежнему остается серьезной, хотя и считается теперь значительно преувеличенной.

Отдельно следует упомянуть о производстве водорода. Почти единственным сырьем для получения водорода служат в настоящее время те же горючие ископаемые: нефть, газ и уголь. Поэтому истинный перелом в мировой топливной базе на основе водорода может быть достигнут лишь путем принципиального изменения способа его производства, когда исходным сырьем станет вода, а первичным источником энергии - Солнце или сила падающей воды. Водород принципиально превосходит все ископаемые виды горючего, включая и природный газ, в своей обратимости, т.е. практической неисчерпаемости. В отличие от горючих, добываемых из-под земли, которые после сгорания теряются безвозвратно, водород добывается из воды и сгорает, опять образуя воду. Разумеется, чтобы получить водород из воды, нужно затратить значительно большую энергию, чем можно использовать затем при его сгорании. Но это не имеет существенного значения, если так называемые первичные источники энергии будут, в свою очередь, неисчерпаемыми и экологически чистыми.

Разрабатывается проект, где в качестве источника первичной энергии используется Солнце. Подсчитано, что на широтах ±30…40 градусов наше светило греет примерно в 2-3 раза сильнее, чем в более северных широтах. Это объясняется не только более высоким положением Солнца на небе, но и несколько меньшей толщиной атмосферы в тропических регионах Земли. Однако почти вся эта энергия быстро рассеивается и теряется. Получение с ее помощью жидкого водорода - наиболее естественный способ аккумуляции солнечной энергии, с последующей доставкой ее в северные районы планеты. И неслучайно научно-исследовательский центр, организованный в Штутгарте, имеет характерное название «Солнечный водород - источник энергии будущего». Установки, аккумулирующие солнечный свет, предполагается, согласно указанному проекту, разместить в Сахаре. Сконцентрированное таким образом тепло будет использовано для привода паротурбин, вырабатывающих электроэнергию. Жидкий водород планируется доставлять в Европу через Средиземное море.

Громадный опыт по использованию жидкого водорода в ракетно-космической технике накоплен фирмой «МББ», расположенной в Мюнхене и принимающей участие практически во всех престижных программах Западной Европы по освоению космоса. Научно-исследовательское оборудование фирмы в области криогеники используется также на американских космических челноках. Широко известная немецкая авиакомпания «Дейче Эрбас» разрабатывает первый в мире аэробус, летающий на жидком водороде.

Помимо экологических соображений применение жидкого водорода в обычной и сверхзвуковой авиации предпочтительно и по другим причинам. Так, примерно на 30% при прочих равных условиях снижается взлетный вес самолета. Это позволяет, в свою очередь, сократить разбег и сделать взлет более крутым. В результате снижается шум - этот бич современных аэропортов, расположенных зачастую в густонаселенных районах. Не исключена также возможность снижения лобового сопротивления самолета путем сильного охлаждения его носовых частей, встречающих поток воздуха. Программа, учитывая се выдающееся экологическое значение, поддержана не только федеральным правительством Германии, но и общественными фондами, поощряющими защиту окружающей среды .

Заключение

Эколог из США Эдуард Кормонди подчеркивает: «Загрязнители - нормальные побочные продукты деятельности человека как чисто биологического вида, так и социального существа. Они представляют собой органические и неорганические отходы метаболизма и пищеварения, а также деятельности по выращиванию и защите урожая, обогреву домов, производству одежды, овладению ядерной энергией. Решить эту проблему невозможно простым устранением причин, так как пока существует человек, будут и побочные продукты его жизнедеятельности. Ответ скорее кроется в разумном управлении производством и в контроле за неблагоприятными изменениями нашего окружения».

Действительно, каждый организм в естественной экосистеме производит потенциально загрязняющие среду отходы. Устойчивость экосистемы обусловлена тем, что отходы одних организмов становятся пищей или «сырьем» для других. В сбалансированных экосистемах отходы не накапливаются до уровня, вызывающего «неблагоприятные изменения», а разлагаются и рециклируются. На протяжении большей части своей истории люди избавлялись от производимых ими отходов за счет таких же природных процессов. Ныне положение резко изменилось. Демографический взрыв в сочетании с бурным экономическим ростом привели к поступлению в окружающую среду такого количества отходов, которое превышает возможности самоочищения естественных экосистем.

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок содержат такие токсичные компоненты, как СО, NOх, углеводороды, сажу, альдегиды и др. Поэтому необходимо уменьшить их влияние на окружающую среду, хотя вредные примеси и составляют всего лишь 5% от всех примесей, выбрасываемых различными видами транспорта.

Литература

1. Гарин В.М., Кленова И.А. Промышленная экология. - М.: Маршрут, 2005. - 328 с.

2. Конвенція про оцінку впливу на навколишнє середовище у транскордонному контексті. - Серія «Стан навколишнього середовища», листопад, №11, 2008. - 25 с.

3. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно - транспортная экология. - М.: Высшая школа, 2001. - 273 с.

4. Юсфин Ю.С., Лентьев Л.И. Промышленность и окружающая среда. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 469 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Общая характеристика производства. Физико-химические свойства глинистого сырья. Пластичные свойства глин. Оценка влияния выбросов Кирпичного завода ООО "Ажемак" на окружающую среду. Особенности кислотных дождей. Влияние углеводорода на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 06.01.2015


Специфика коммуникативного природопользования. Анализ загрязнения атмосферы авиатранспортом. Пути снижения уровня выбросов. Правовые механизмы достижения рационального природопользования в области охраны окружающей среды от влияния авиатранспорта.

курсовая работа , добавлен 21.04.2015


Природа и свойства загрязняющих окружающую среду веществ, особенности их влияния на человека и растительность. Состав выбросов при сжигании твердого топлива. Загрязнения от подвижных источников выбросов. Элементы и виды отработанных газов автомобилей.

контрольная работа , добавлен 07.01.2015


Организационно-правовые основы оценки воздействия на окружающую среду. Изучение состояния и тенденций развития системы экологической экспертизы в России. Порядок организации, стадии и основные этапы проведения оценки воздействия на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 08.02.2016


Химическое воздействие автотранспорта на окружающую среду, загрязнение атмосферы, гидросферы, литосферы. Физическое и механическое воздействие автотранспорта на окружающую среду, методы их предотвращения. Причины отставания России в сфере экологии.

реферат , добавлен 10.09.2013


Характеристика и особенности загрязнений окружающей среды, почвы, атмосферы связанных со строительством и эксплуатацией факельного хозяйства. Негативное влияние выбросов факельных установок на растительность. Утилизация нефтяных попутных газов.

курсовая работа , добавлен 18.04.2011


Знакомство с особенностями влияния промышленности города Ростова-на-Дону на окружающую среду, анализ состояния атмосферного воздуха. Рассмотрение основных загрязнителей воздушного бассейна в городе: автотранспорт, машиностроение, стройиндустрия.

курсовая работа , добавлен 29.08.2013


Структура и компоненты, а также оценка негативного влияние топливно-энергетического комплекса на окружающую среду. Климатические характеристики района и анализ влияния Приводинского линейно-производственного управления магистральных газопроводов.

дипломная работа , добавлен 09.11.2016


Производства, влияющие на окружающую среду. Пути загрязнения атмосферы при строительстве. Меры защиты атмосферы. Источники загрязнения гидросферы. Санирование и очистка территорий. Источники сверхнормативного шума, связанные со строительной техникой.

презентация , добавлен 22.10.2013


Технология производства пластмасс. Исследование воздействия формальдегидов на окружающую среду. Обезвреживание газовых выбросов в производстве фенопластов. Расчет рассеивания в атмосфере вредных примесей с использованием программного комплекса "Эколог".

Гражданская авиация России перевозит в год около 74 млн пассажиров, в том числе примерно половину - на международных авиалиниях (2012 г.). Открываются новые авиалинии, более половины из них приходится на районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Специфика влияния воздушного транспорта на окружающую среду состоит в значительном шумовом воздействии и выбросе загрязняющих веществ.

Рост числа самолето-вылетов приводит к увеличению площади зашумлен ия по наиболее важному показателю - эквивалентному уровню шума в дневное и ночное время суток. Сверхнормативному воздействию авиационного шума подвергается около 5 млн человек, включая пассажиров, работников аэропортов, жителей прилегающих территорий.

Основным источником шума являются авиадвигатели самолетов и вертолетов. Шумовое воздействие их распространяется не только на территорию аэропорта и близлежащие районы, но также ощутимо по всей трассе полета и воспринимается многими людьми. Шум также создают вспомогательные силовые установки самолетов, спецавто- транспорт различного назначения, автомобили с тепловыми и ветровыми установками, сделанные на базе отработавших летный ресурс авиадвигателей, оборудование стационарных объектов, на которых проводят техническое обслуживание и ремонт летательных аппаратов. Уровни шума достигают на перронах аэропортов - 100 дБ А, в помещениях диспетморских служб от внешних источников - 90-95 дБА, внутри зданий аэровокзалов - 75 дБ А.

Шум от турбореактивного двигателя (ТРД) и турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД) создается реактивной струей, вентилятором, компрессором, турбиной, камерой сгорания.

Шум от самолета с турбовинтовым двигателем (ТВД) и вертолета в основном исходит от вращающегося винта. Различают шум вращения , который возникает из-за действия на лопасти винта аэродинамических сил сопротивления вращению и тяге, и шум вихревой , являющийся следствием срыва вихрей с вращающихся лопастей. При работе соосных винтов вертолета, вращающихся в противоположных направлениях, образуется шум взаимодействия. Он может возникать и при работе одиночного винта, если винт расположен на небольшом расстоянии от фюзеляжа или крыла. Тогда в момент прохождения лопасти рядом с ними возникают пульсации давления воздушных струй, приводящие к шуму.

Вращение винта создает вибрацию при работе авиадвигателей, которая снижает надежность конструкции, приводит к большей утомляемости экипажа и пассажиров.

Уровень шума, создаваемого самолетами и вертолетами, зависит:

• от интенсивности полетов и их распределения по времени суток;
• направления взлетно-посадочной полосы и трасс пролетов самолетов;
• типов летательных аппаратов.

Вспомогательные силовые установки (ВСУ) служат для запуска основных двигателей, работы системы кондиционирования воздуха, заряда аккумуляторных батарей и других нужд. Они выполняются на базе поршневых двигателей и входят в комплект оборудования современных самолетов. Шум от ВСУ имеет высокочастотный спектр и интенсивность в пределах 135 дБ А, на удалении 25 м - 90 дБ А. Их шум ощущается только на территории аэропортов поблизости от самолета.

Аэродромный спецавтотранснорт также является источником шума. Наибольший шум создают тепловые, ветровые и обдувочные машины (ТВОМ) при работе установленных на них авиадвигателей на режимах пониженной мощности. Автомобили-топливозаправщики, тягачи, автопогрузчики, автолифты создают шум, соизмеримый с шумом обычного грузового автомобиля. Установленное на спецмашинах технологическое оборудование вызывает в процессе работы дополнительный шум.

На авиационно-технических базах (АТБ) и ремонтных заводах гражданской авиации имеются отдельные участки со значительным шумовым воздействием.

Заготовительный участок оборудован листовыми ножницами и роликовыми ножами, с помощью которых осуществляют резку стальных листовых заготовок. Их работа сопровождается шумом. Падающие на пол отрезанные заготовки увеличивают шум.

Участок механической обработки имеет сверлильные, токарные, фрезерные и другие станки. Они создают повышенный шумовой фон различной тональности.

На участках штамповки выполняют холодную штамповку, гибку и вырубку заготовок, пробивку отверстий с помощью давильных и штамповочных прессов и другие работы. При этом создается импульсный шум высокой интенсивности.

На участках сварки шум исходит от сварочных трансформаторов и при механической доводке сваренных изделий (зиговка, рихтовка).

Участок сборки характеризуется шумом при пневмо- клейке, работе сверлильных станков, прессов, зигмашин и т.п.

Негативное воздействие различных авиационных источников шума в первую очередь сказывается на летно-подъемном составе, инженерах и техниках производственных подразделений. В меньшей степени шум испытывают весь персонал аэропортов, авиапассажиры и посетители. Жители авиагородков и расположенных поблизости населенных пунктов подвержены шуму от пролетающих самолетов.

Для снижения шумового воздействия вокруг аэропортов устанавливаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ). Однако границы СЗЗ вокруг большинства аэропортов не определены. В ряде субъектов РФ аэропорты расположены на удалении 5-20 км от населенных пунктов, но, несмотря на такую отдаленность, проблема авиационного шума стоит остро. Зачастую трассы маршрутов взлета, посадки, разворота проложены над жилыми районами близлежащих населенных пунктов, и максимальный уровень авиационного шума на территории жилой застройки достигает 70-91 дБ А, значительно превышая допустимый уровень.

Разновидностью шумового воздействия является звуковой удар. Он возникает при полете самолетов со сверхзвуковой скоростью. Механизм действия звукового удара основан на образовании ударной волны и импульсного звука.

Ударная волна - распространяющаяся в воздухе со сверхзвуковой скоростью тонкая переходная область, в которой происходит скачкообразное увеличение плотности, давления и температуры вещества. Вокруг самолетов при полете их со сверхзвуковой скоростью создается конус скачков (перепадов) от избыточного давления до резко пониженного (отрицательного). Он движется в направлении несжатого воздуха, при этом иоле давления видоизменяется. При контакте с поверхностью Земли возникает импульсный звук в результате внезапного и быстро исчезающего повышения давления.

Интенсивность звукового удара зависит от формы и массы самолета, высоты и скорости полета. Увеличение массы самолета приводит к возрастанию интенсивности звукового удара. Чтобы учесть имеющиеся ограничения по звуковому удару, фирмы-разработчики сверхзвуковых самолетов ведут поиски такой формы самолета, которая позволит снизить силу ударной волны.

Увеличение высоты полета вплоть до 17-18 тыс. м снижает ударное воздействие. Дальнейший рост высоты не дает эффекта. Скорости полета в зазвуковой области влияют на интенсивность звукового удара незначительно.

Звуковой удар оказывает неблагоприятное воздействие на биогеоценозы. Среди животных наиболее подвержены его действию высокочувствительные виды млекопитающих и птиц. К ним относятся лошади, северные олени, морские котики и др. Механическое воздействие звукового удара проявляется в сходах снежных лавин, камнепадах и т.д. Поэтому существуют ограничения полетов сверхзвуковых самолетов над горными районами. Ударная волна приводит к разрушению легких построек и вибрации конструкций.

Человек ощущает действие звукового удара кратковременно (0,2-0,3 с), но оно усиливается из-за внезапности. У человека и животных звуковой удар вызывает испуг и другие виды психофизиологической реакции.

Установлено также влияние сверхзвуковых самолетов на величину озонового слоя атмосферы. В следе сверхзвукового самолета происходит большое число (свыше 300) физико-химических реакций и образуются конденсационные шлейфы. Компоненты реактивных струй - гидроксил, атомарный кислород, оксиды серы и др. разрушают атмосферный озон. Кроме того, соединения серы влияют на образование облаков, изменяющих тепловой баланс Земли. В связи с этим, по последним исследованиям, мировой парк сверхзвуковой авиации (гражданской и военной) не должен превышать 500-600 единиц.

В настоящее время полеты гражданских сверхзвуковых самолетов не выполняются - последний самолет «Конкорд» прекратил полеты в 2003 г. Во время эксплуатации «Конкорду» разрешали преодолевать звуковой барьер лишь над океаном или безлюдной местностью, поэтому применение лайнера в обычных условиях полетов над населенными районами оказалось невозможным. В Японии ведутся разработки сверхзвукового самолета нового поколения NEXST (National Experimental Supersonic Transport), рассчитанного на перевозку 300 пассажиров. Ожидается, что он будет расходовать на 75% меньше топлива, чем «Конкорд», и будет отвечать современным требованиям по уровню шума (сравнимому с Boeing 747). В коммерческую эксплуатацию новый самолет будет принят не ранее 2020 г.

Сверхзвуковые самолеты во время полета оказывают также механическое воздействие на атмосферу, в результате чего возникает сильное перемешивание ее слоев и выбросы от самолета транспортируются по спирали в тропосферу, достигая земли.