Tänä päivänä lähes kaikki ovat joko lentäneet lennokkia tai kuunnelleet niiden tuottamaa inhottavaa vinkunaa. Vaikka pienet (enintään 20 kg painavat) lennokit ovat noin 40 desibeliä hiljaisempia kuin tavanomaiset siviililentokoneet, ne tuottavat korkeaa ääntä – jota ihmiset pitävät yleensä hyvin ärsyttävänä.
Eräässä Nasan tutkimuksessa todettiin, että lennokkien äänet olivat ärsyttävämpiä kuin maantieajoneuvojen äänet. Ja omassa tutkimuksessani on havaittu, että lennokkien melu on epämiellyttävämpää kuin siviililentokoneiden melu – jopa samalla äänenvoimakkuudella.
Osa ongelmaa on se, että lennokit lentävät usein suhteellisen matalalla asuttujen alueiden yläpuolella, jotka eivät normaalisti altistu lentokoneiden melulle. Tämä johtaa todennäköisesti jännitteisiin altistuvissa yhteisöissä. On kiistatonta, että jos melukysymyksiin ei puututa asianmukaisesti, ne voivat vaarantaa lennokkien laajemman käyttöönoton ja kaupallistamisen ja vaarantaa ne merkittävät yhteiskunnalliset hyödyt, joita ne voisivat tuoda.
Pieniä ja keskikokoisia lennokkeja käytetään jo nyt moniin eri sovelluksiin, kuten lääkintätoimituksiin ja kadonneiden henkilöiden etsintään. Toinen kaupallisen ilmailun innovaatio on sähköisten pystysuoraan nousevien ja laskeutuvien (ja mahdollisesti autonomisten) ajoneuvojen kehittäminen ihmisten kuljettamiseen kaupungeissa.
Eri lentokonevalmistajat kehittävät parhaillaan useita ”kaupunkien ilmaliikkuvuusajoneuvoja” eli ”lentäviä takseja”. Sekä lennokit että lentävät taksit tuottavat ääniä, jotka eroavat merkittävästi tavanomaisista siviili-ilma-aluksista, ja niillä on samankaltaisia ongelmia melun häiritsevyyden suhteen.
Aloitin vuonna 2019 tutkimuslinjan, jonka tavoitteena oli vastata kahteen suureen kysymykseen: Miten yhteisöt reagoivat näihin uusiin ajoneuvoihin, joilla on epätavanomainen melusignatuuri, kun ne alkavat toimia mittakaavassa? Ja miten näiden uusien ajoneuvojen suunnittelua voidaan parantaa, jotta voidaan suojella näissä yhteisöissä asuvien ihmisten terveyttä ja elämänlaatua?
Vastaaksemme ensimmäiseen kysymykseen tutkimme, miten lennokkien toiminta voi vaikuttaa useiden tyypillisten ääniympäristöjen havaitsemiseen kaupungeissa. Koska lennokkeja ei voi lennättää 50 metriä lähemmäksi ihmisiä, virtuaalitodellisuustekniikoita käytettiin tuottamaan erittäin realistisia skenaarioita, joissa lennokki leijui valikoidussa kaupunkikohteessa.
Tässä laboratoriotutkimuksessa havaittiin, että pienen nelikopterin leijumisesta aiheutuva melu vaikutti merkittävästi ääniympäristön havaitsemiseen. Esimerkiksi melun häiritsevyyden raportoitiin lisääntyneen merkittävästi lennokin leijuessa, erityisesti paikoissa, joissa on vähän tieliikennettä. Tämä viittasi siihen, että tieliikenteen aiheuttama melu voi vähentää drone-melun havaittavuutta. Näin ollen lennokkien käyttö vilkkaasti liikennöityjen teiden varrella saattaisi lieventää yhteisössä aiheutuvaa meluhaitan lisääntymistä.
Testaamme nyt monenlaisia lennokkeja, joilla on erilaisia toimintamanöövereitä. Pyrimme ymmärtämään ja ennustamaan paremmin ihmisten reaktioita lennokkien ääniin ja keräämään mielekästä näyttöä niiden tuottamien äänien sääntelyn jatkokehittämiseksi.
Havaintoon vaikuttava insinöörityö
Inhimillisten reaktioiden ottamisella mukaan suunnitteluprosessiin voidaan välttää epätoivotuimmat äänet ajoneuvojen kehityksen varhaisimmissa vaiheissa.
Tämä voidaan tehdä joko suoraan subjektiivisella testauksella (ihmisosallistujat arvioivat ja antavat palautetta sarjasta drone-melunäytteitä) tai käyttämällä niin sanottuja psykoakustisia mittareita, jotka ovat laajalti käytössä autoteollisuudessa. Näiden metriikoiden avulla voidaan esittää tarkasti, miten eri ääniominaisuudet (sävelkorkeus, ajalliset vaihtelut, sävyt) havaitaan. Haluamme käyttää niitä apuna lennokkien suunnittelussa. Esimerkiksi optimoimalla roottorien asentoa, jotta lennokit kuulostaisivat vähemmän ärsyttäviltä.
Virtuaalitodellisuustekniikoiden ja psykoakustisten menetelmien yhdistelmällä lennokkien suunnittelun ja käytön informoimiseksi vältetään kalliit ja tehottomat ad-hoc-korjaukset myöhemmissä vaiheissa, mikä menee pidemmälle kuin perinteinen lähestymistapa lentokoneiden melun arvioinnissa. Vielä tärkeämpää on kuitenkin se, että jos lennokkien valmistajat sisällyttävät nämä strategiat suunnitteluunsa, ne saattavat rakentaa koneita, jotka ovat paitsi tehokkaita, myös hieman vähemmän ärsyttäviä.