

客机降噪:环境保护与发财故事
作者:三联生活周刊(文 / 高昱)
从远古时期,人类就梦想像鸟一样在天空任意翱翔。当我们在飞机拓展出的生存空间尽享高速度的便利与自由时,天籁中一种不谐之声已悄然向我们袭来。面对客机噪声,我们能做些什么?
噪声击碎客机超音速之梦
去年底,俄罗斯宣布重新试飞已停产多年的图—144超音速客机,这一看似无足挂齿的消息被包括《中国航空报》在内的世界数十家专业报刊毫无例外地评为1996年度国际航空工业十大新闻,美国《华盛顿邮报》把它称为“超音速民用航空器的‘鸳梦重温’”。然而令人颇为遗憾的是,最新消息证实,图—144的这次重上蓝天仅仅是供表演之用。
作为世界上第一种投入航线试飞的超音速客机,图—144在断断续续运营了4年后,便于1980年底正式停产。图—144失败的重要原因之一便是噪声太大,许多国家不愿接受其在机场起降。
外形与图—144极其相似,名气却大得多的“协和”客机同样命运多舛。由英、法两国耗资32亿美元,汇集世界数千科学家联合攻关的这种飞机于1962年开始研制,1976年进入航线,巡航速度达到2200公里/小时,远远超过1224公里/小时的音速。1973年6月30日,法国科学家乘坐“协和”客机高速追赶月球本影,使日全食食延时间达到74分(日全食食延极限时间为7分44秒,今年3月9日我国漠河日全食食延时间为2分46秒),创造了空间奇迹,一时名声大噪。为配合“协和”推向市场,航空公司请出大牌影星拍摄了故事片《空中劫难》,以宣传其优异性能。但“协和”客机119.5分贝的起飞噪声和116.7分贝的进场噪声令众民用机场“闻声色变”。科学试验证明,在如此高分贝下持续12—24小时,将引起人鼓膜破裂流血,双耳失听。在国际民众群声抗议下,“协和”客机仅制造了16架就于1979年宣布停产。
可以说,高噪声不仅断送了图—144和“协和”的远大前程,也使国际航空工业超音速客机开发项目无限期推延。迄今为止,在世界各条航线上运营的9400架客机中,没有一架巡航速度超过1000公里/小时。
寻觅降噪之路
飞机噪声主要来源于发动机,飞行时飞机表面与气流相互作用所形成的紊流也能引起噪声,飞机速度超过音速后飞机头部又会因前后空气密度的巨大差异产生轰鸣如惊雷的“音爆”。民用飞机噪声成为严重污染人类生存环境的社会问题,是从二战后以燃气涡轮发动机为动力的喷气式飞机转为民用,迅速扩大民航线路开始。1958年以后,以波音707和DC-8飞机为代表的远程飞机大量生产、投入运营,到60年代末,这两种飞机已达到1500架,它们所使用的由美国惠普公司生产的JT3、JT4发动机以及英国罗尔斯—罗伊斯公司的Conway发动机可以产生出140分贝的舱外噪声和112分贝的舱内噪声。这之后,客机高噪声对居民听觉、视觉、神经系统等的巨大损伤在欧美引起大量投诉和城市公众的强烈抗议示威。在法国诉讼史上,曾有一个奇特的案例:一位中年妇女做完隆胸手术不久,去机场附近访友。突然一架起飞的飞机从她头顶呼啸而过,巨大的轰鸣声震得她几乎站立不稳,胸口疼痛难支。等她醒过味来,才发现胸部已经塌陷了。经检查确诊,是飞机的强烈噪声震碎了她隆胸时使用的医用物质,而且碎粒已分布体内各处,难以复原。这位受害女性愤而起诉,获得了机场巨额赔偿。
由于噪声的危害主要体现在飞机起飞和降落过程中,因此,最直接的解决办法是从机场的建设和管理入手。伦敦希思罗机场和纽约肯尼迪机场先后自行制定了机场噪声限制,并安装有监测系统,凡不能满足限制条件的飞机不得起降。我国台湾“民航局”则从去年开始通过11处主要民用机场,对各航空公司征收“飞机噪声费”,以向机场所在县市当局支付“机场噪声防治补助款”,目前征收额已超8.4亿元新台币。另一种办法是在远离城区、人迹罕至的地方兴建新机场。随着城市规模和数量的迅速膨胀,机场也随之不断变动。仅我国“八五”期间就新建、改建、扩建民用机场60多个,占到全国总数的50%。
但是,收费和逃避丝毫不能改变飞机的高噪音。《航空知识》杂志社社长吴少猷编审向记者强调,为抑制飞机噪声对环境的污染,治本的办法还是要有效降低飞机噪声。他认为,民用飞机噪声问题在未来社会的重要性将取决于3个方面:飞机制造业能否在噪声控制技术上取得突破性成功,客运业是否将有大幅度的发展和扩大,政府民航管理部门怎样恰如其分地施加政策法规调控的影响。
1969年,国际民航组织(ICAO)成立了飞机噪声委员会(CAN),专门负责处理世界范围内逐步升级的飞机噪声污染问题。1971年美国国会通过的联邦航空规率第36部(FAR Part36)规定,凡在美国本土运营的客机都必须符合其噪声评价参数的要求才可获得适航证。我国目前尚未制定自己的民航噪声标准,据国家民航总局适航司吴司长介绍,我国使用的客机多属波音、麦道、空中客车等系列,他们通过更新飞机外形,完善发动机隔音装置,飞机噪声逐渐有所降低,基本上都符合国际通用的噪声标准。
看上去客机噪声问题已经得到了初步控制,然而《ICAO Journal》前不久发表的一份研究报告仍发出了并不乐观的呼吁。该报告指出,因为目前尚无具显著降噪性能的新一代发动机装备航线,每架飞机的平均噪声降低幅度将越来越小。与此同时,日趋活跃的国际经济和社会交往使客机机群规模、航班密度大大增加,世界范围内的客机总噪声量将会重新抬头。空中客车公司最新发布的《全球市场预测》估计,全世界客运市场的年平均增长率为5.2%,20年后的客流量将比目前增长近3倍,从1996年至2015年,全球除独联体之外的246家主要航空公司需要约16000架飞机。据此,报告的两名执笔人,加拿大的迪恩·尤诺博士和斯坦莱·汉密尔顿博士分析认为,世界客机总噪声量将在下个世纪初开始从谷底攀升。
面对严峻形势,ICAO准备在1998年12月该组织航空环保委员会第3次会议上出台更为严厉的飞机噪声规范CAN5。这一计划遭到由欧美主要飞机制造商和航空公司组成的国际空运协会(IAIA)强烈反对,因为目前使用的波音、空中客车飞机都达不到CAN-5标准的要求。比如1984年11月才交付使用,现在占到世界波音机队66%以上的波音737-300双发客机,在起飞、侧向、进场3种测量点的实测噪声为95.3、100.6、101.5分贝,低于FAR Part 36所规定的97.3、103.8、103.8分贝最大噪声级,而按CAN-5,三个最大噪声级分别降为90.6、96.2、100分贝。据IAIA估计,为适应新的噪声规范而进行的改装工作需要花费275亿美元。
先驱者才能赚大钱
尽管航空工业历来被称为“工业之花”,代表了世界设计制造乃至整个工业化的最高水准,人类智慧和科技水平据说也已发展到足以复制人自身的地步,可令人颇有些尴尬的是,飞机降噪技术始终没有真正意义上的突破。方兴未艾的民航运输业给制造商和航空公司带来了滚滚财源,但他们并不愿意在降噪研究上花费过多的资金。美国波音公司1958年在西雅图建立了一座永久性噪声试验基地,几十年来,波音基金投资只有1.2亿美元,这与他们开发新机型动辄十数亿美元的大手笔形成鲜明对比。一种普遍意见认为,只有当客机的飞行性能、载重性能和经济性能得到提高,在商业运营中获得成功之后,才能谈到控制噪音,好高骛远地强调降噪至少在目前还不具备实用性。
记者在采访中发现,我国对降低客机噪声污染的研究关注很少,各有关部门、专家的看法也不尽相同。一些部门认为,客机降噪与环境保护纯属两个不同的范畴,与车水马龙中的城市交通噪声相比,客机噪声无论从影响范围还是规模程度上都要初级得多,没有必要杞人忧天。
但并非每个人都这么认为,1996年11月,在珠海举行的’96中国国际航空航天博览会展出了号称世界上最宁静的双发客机MD-90,这种新型客机安装了两台V2500发动机,对最严格的CAN-5第三阶段噪声标准的累积裕度为18分贝,1995年4月正式投入航线运营。尽管此时麦道公司已如强弩之末,但MD-90这面绿色旗帜仍然迅速赢得了240架的订货,据麦道公司预测,世界民航市场对这种飞机的需求量可达800架,生产延续到2000年以后。道格拉斯公司新任总裁欧威德曾颇为得意地谈起自己的生意经:“在像航空这样激烈的竞争市场里,唯有先驱者才可能赚大钱。客机噪声对空间环境的破坏,人们不断被唤起的环保意识,正是我们潜在而巨大的市场机遇。”对麦道下个世纪拟议开发的高速客机,欧威德说:“我们会充分吸取‘协和’客机夭折的教训。”
谁都希望两全其美。一些私人工程师(Free engineer)提出了一个大胆的设想:研制“无噪声发动机”。即通过一种电子设备接收发动机原始噪声,经过处理,从扬声器中传出与噪声能量相同,但相位正好相反的“反噪声”,两种噪声重叠后相互完全抵消。据称,这一新技术将使飞机噪音降低50%以上。但目前他们还只能在一些小型试验喷气飞机上进行研究。什么时候这一具有革命意义的科学设想能获得某航空巨头的青睐,得以试制成功,装配航线,在赚上一笔的同时也能还天空一份宁静,我们还只有拭目以待。 民用航空客机噪声危害