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全国大学生交通科技大赛 作品报告 作品名称： 机场噪声转化装置的应用研究 小组成员： 王华威 张智超 张艳 张成吉 张疆华 摘要： 随着航空工业的发展，机场噪音污染已经成为严重的环境问题。噪声本质上是能量的一种形式，而机场噪声更蕴含着巨大的能量，我们可以在治理机场噪声污染的同时最大限度地利用它。为此，本小组研究设计了一种噪声转化装置，经实验验证，该装置能将噪声能量通过一系列转化变成电能，同时具有良好的降噪效果。装置主要由集音元件、振动膜、线圈、磁铁等元件构成。集音元件可将噪声聚集，加强振动膜振动，进而带动线圈切割磁感线，产生感应电动势，即把噪声能量转化为电能。若将多套装置组成系统，合理分布在机场跑道周围，可产生大量电能。本装置结构简单、易于操作和维护、成本低廉、兼有发电和降噪的双重能力，便于系统化布置。在机场噪声处理的问题上提出了新的思路，拓展了研究空间，具有进一步深入研究的价值和较高的前瞻性。 关键字：机场噪声，电磁感应，转化装置，振动音膜 目 录 1 绪论.............................................................1 1.1 项目研究背景 1.2 设计思路的形成 2 机场噪声的有关概念和机场噪声的特点 3 实验装置原理 3.1 装置原理 3.2 实验装置模块介绍 4. 实验过程及结果分析 4.1机场噪声采集和分析 4.2实验部分 4.2.1室内模拟实验 4.2.2机场实地测试 4.3实验结果对比 4.4实验结果分析 5 改进措施和改进效果分析 6 系统布局 7. 创新点 8 研究意义和应用前景 8.1 研究意义 8.2 应用前景 1．绪论 1.1项目研究背景： 当今世界，民用航空的发展已成为现代人类文明的重要标志之一，机场也逐渐成为现代化城市的标志。航空运输在给城市带来了便捷和繁荣的同时，也带来了一系列的环境问题，其中最严重的当属航空噪声污染问题。据国外文献报道，在欧美发达的大中型城市中，受机场飞机噪声影响的居住区人口超过了车辆交通噪声，排在首位[1]。而且，随着人们环保意识的逐渐提高，对机场航空噪声的关注也日渐加强。机场和周围居民的矛盾已非常激烈，甚至达到不可调和的地步。机场航空噪声污染问题已经成为一个世界性的难题，严重影响机场可持续发展和机场与周边的和谐发展。 美国、日本、欧洲等国对机场噪声问题非常重视，相关研究已有近50多年的历史[2]。尤其是美国，经过多年的探索实践，已经制定了较为完善的法律体系，建立了有效的管理机制，畅通了噪声处置的资金渠道[1]。中国属发展中国家，城市地面交通噪声问题尚居首位，但随着航空业的迅猛发展，机场不断扩建，航班越来越密集，机场噪声问题也日渐凸显。治理航空噪声，预防噪声污染，实现机场航空业务的可持续发展，已经成为机场当局不得不面对和解决的一个棘手问题。 1.2 设计思路的形成 目前我国对于机场噪声的管理主要采用国际民航组织平衡做法的概念特别强调利用各种合适的措施，以获得最大环境益，达到最高成本利用率。平衡做法包含4个主要因素：减少噪声源、土地使用规划和管理、减噪运行程序和运行限制。在一定的条件下，噪声的声波遇到屏障时能转化为电能英国学者设计制造了鼓膜式声波接收器德国科学家提出了在公路两建造“噪声吸能墙”噪声转化为电能。 2-1 其中 ρ — 空气密度 μ — 声波在空气中的传播速度 A — 振幅 ω — 角频率 能引起人耳听觉的声波，声强约为10-12 W/m2～1 W/m2。由于声强的数量级相差悬殊，通常用声级来描述声波的强弱。规定声强I０=10-12作为测定声强的标准，则某一声强I对应的声级用L表示： 2-2 声级单位名称为贝尔（B），通常用分贝（dB）为单位，１Ｂ＝10ｄＢ．即： 2-3 噪声，从物理定义上讲,指的是振幅和频率上完全无规律的震荡从环境保护角度而论，凡是人们所不需要的声音统称为噪声。1)．声压级高。喷气式航空器起飞时，其噪声的声功率级可高达150dB以上，相当于数十万辆客车产生的噪声总和； 2)．低频噪声大。根据国外文献资料，航空低频噪声比车辆交通低频噪声高5—10dB，而中高频噪声平均来讲反而比交通噪声低； 3)．噪声影响范围广。航空器在起飞和降落的过程中，其声辐射范围可达数十平方公里； 4)．噪声源非稳态运动使其在不同运行状态下产生的噪声有明显差异。就某一地点而言，仅在飞机起降过