مهندسی سکوت: چگونه جت‌های فوق دوربرد، صدای کابین را در سرعت ۰.۹۰ ماخ محو می‌کنند

دستیابی به این هدف مستلزم کاهش سه بردار صوتی متمایز است. اولی، اصطکاک آیرودینامیکی است که توسط جریان هوای پرسرعت که روی پوسته بدنه و ریشه‌های بال می‌خورد، تولید می‌شود. دومی، ارتعاش مکانیکی است که از پایه‌های موتور مستقیماً از طریق اسکلت بدنه هواپیما منتقل می‌شود. و سومی، سیستم کنترل محیطی است—یعنی زمزمه گردش هوای داخلی.[2]

تولیدکنندگان ابتدا به سراغ صدای آیرودینامیکی می‌روند. گلف‌استریم جی۷۰۰، که در حال حاضر با ۴۷.۶ دسی‌بل در پرواز کروز پرسرعت، معیار صنعت را در اختیار دارد، به شدت به اصلاحات طراحی آیرودینامیکی متکی است. مهندسان با صاف کردن جریان هوا روی ریشه‌های بال و استفاده از مجموعه‌های پنجره صوتی سه‌جداره، از نفوذ برش باد با فرکانس بالا به داخل محفظه تحت فشار جلوگیری می‌کنند.

ارتعاش مکانیکی نیازمند مداخله سنگین‌تری است. عایق‌بندی صوتی یک جت فوق دوربرد شامل نصب تا ۶۰۰ پوند فوم صوتی تخصصی چندچگالی و مواد میرایی ارتعاش لایه محدود است. شرکت‌ها پتوهای حرارتی-صوتی اختصاصی را مهندسی می‌کنند که فضاهای خالی بین دیوارهای داخلی کابین و بدنه خارجی را پر می‌کنند.[1]

این مواد، مانند فوم‌های پلی‌اورتان گرافیتی‌شده و کامپوزیت‌های تقویت‌شده با کولار (Kevlar)، برای جذب فرکانس‌های خاص بدون افزودن وزن فاجعه‌بار طراحی شده‌اند. هر پوند عایق صوتی، حداکثر بار مفید و برد هواپیما را کاهش می‌دهد و سازش سختی را بین سکوت و عملکرد تحمیل می‌کند.[1]

بمباردیه گلوبال ۷۵۰۰، که در پرواز کروز حدود ۴۹ تا ۵۰ دسی‌بل ثبت می‌کند، این میراگرهای ساختاری با چگالی بالا را با مدیریت صوتی فعال ترکیب می‌کند. این هواپیما از میراگرهای جرمی تنظیم‌شده استفاده می‌کند که به طور استراتژیک در طول دیواره‌های بدنه قرار داده شده‌اند تا طنین فرکانس پایین موتور را قبل از اینکه بتواند کف کابین را بلرزاند، جذب کنند.

علاوه بر این، بمباردیه پوسته داخلی را از قاب خارجی جدا می‌کند. صندلی‌ها خود بر روی ریل‌های ایزوله‌شده از ارتعاش نصب شده‌اند تا اطمینان حاصل شود که زمزمه مکانیکی موتورهای جنرال الکتریک پاسپورت (General Electric Passport) از طریق مبلمان به بدن مسافر منتقل نشود.

داسو با سری فالکون خود رویکردی ساختاری در پیش می‌گیرد. فالکون ۸ایکس و ۱۰ایکس که از میراث هوافضای نظامی این شرکت بهره می‌برند، از پیکربندی سه‌موتوره یا بال‌های بسیار پس‌گرا استفاده می‌کنند تا مسیرهای انتشار صوتی را تغییر دهند. داسو با نصب موتورها در عقب‌تر از محفظه تحت فشار، منبع اصلی نویز را به طور فیزیکی از مناطق جلویی مسافران دور می‌کند.

آخرین مرز در مهندسی صوت، سیستم کنترل محیطی است. با آرام‌تر شدن بدنه هواپیما و موتورها، صدای تهویه مطبوع تبدیل به بلندترین عامل آزاردهنده باقی‌مانده می‌شود. سیستم‌های محیطی مدرن طوری طراحی شده‌اند که هوا را از طریق دریچه‌های پهن‌تر و با سرعت کم منتشر کنند، و صدای خش‌خش دریچه‌های سنتی را حذف کرده و در عین حال جریان ثابت هوای تازه را حفظ کنند.[1]

نتیجه این فناوری‌های ترکیبی، محیط کابینی است که فیزیولوژی سفر را به طور اساسی تغییر می‌دهد. قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض صدای با دسی‌بل بالا، سطح کورتیزول را افزایش می‌دهد، ضربان قلب را بالا می‌برد و خستگی سفر را تسریع می‌کند. این هواپیماها با کاهش صدای محیط به سطح یک کتابخانه آرام، به مدیران اجازه می‌دهند پس از یک پرواز ۱۴ ساعته، بدون فرسودگی عصبی که به طور سنتی با حمل و نقل جهانی همراه است، به مقصد برسند.[1]

تلاش برای سکوت هنوز به پایان نرسیده است. با پیشرفت علم مواد، مهندسان در حال آزمایش فرامواد (metamaterials) و فرکانس‌های فعال حذف نویز هستند که از طریق سیستم صوتی کابین پخش می‌شوند. با این حال، نسل فعلی جت‌های فوق دوربرد در حال حاضر به دستاورد قابل توجهی رسیده‌اند: آن‌ها کاری کرده‌اند که عمل خشونت‌آمیز و انفجاری پرواز نزدیک به سرعت صوت، به نظر برسد که اصلاً صدایی ندارد.[2]