(Inside Science) — 2018年，航空航天工程师Daniel Cuppoletti参加了在洛杉矶举行的一个关于大都市空中交通未来的会议。他最初对由网约车公司Uber主办的这次峰会的宗旨持怀疑态度。
但当他离开时，Cuppoletti对世界的看法焕然一新。“我突然想到：这里有一个愿景，而且它是真实的。它不是取代商业航空运输，而是创造一个我们目前所没有的全新市场，”他说。
那个新市场是用于载人飞行出租车（有时称为eVTOL）和无人机短途飞行，以运送药品和其他物资。是的，关于城市空域的使用将存在问题，但Cuppoletti也看到了一个具体的问题，一个作为航空声学研究者，他可以独特地解决的问题：这些飞行器飞行时发出的噪音。
他开始与辛辛那提大学的同事一起研究这个问题。有一个特别棘手的问题：当螺旋桨发出呼呼和嗡嗡的声音时，即使它们连接的是电动发动机，也会产生很大的噪音。欧盟航空安全局最近将安全、安保和噪音列为无人机的三大担忧。Cuppoletti和他的学生上个月在圣地亚哥举行的科学与技术论坛和博览会上展示了他们的研究成果。
每年都有数千起噪音投诉提交给联邦航空管理局。这个问题在低收入地区尤为突出。无人机不像大型飞机那样拥有喷气发动机，但它们的系统仍然会发出嗡嗡声。虽然美国每天有大约5,700架次商业航班，但无人机和eVTOL很快就会为主要大都市区增加数千架次每日航班。
Cuppoletti说，想象一下一架直升机在你家上空飞行的噪音。现在把它乘以：“想象一下一天之内有1000架直升机飞过——它们会被监管到消失。”
Cuppoletti的研究侧重于模拟涡轮机发出的声音，并寻找减少噪音的方法，例如改变旋翼的配置、将它们屏蔽在管道中以及进行其他调整。他的实验室使用一个消声室，四面覆盖着吸音材料，并配有八个麦克风，来测试声音的频率、波长和振幅。他和他的学生正在创建的模型最终将成为无人机和飞行汽车制造商可以用来预测其新设计声音的指南的一部分。
英国曼彻斯特萨尔福德大学研究无人机噪音对社区影响的Antonio Torija Martinez说，减少这些飞行器不受欢迎影响的一种方法是让它们在已经很吵的道路上方飞行。
2019年，他发表了一篇论文，让参与者在虚拟现实头显中，针对各种不同的城市环境（从安静的街道到繁忙的主干道）中的无人机噪音进行评分。他们发现，虽然噪音并没有显著增加参与者在高交通流量区域报告的烦恼程度，但在声音环境较安静的区域（如住宅区和公园）内，噪音则变得更加明显。他的研究小组使用了一种称为“感知驱动工程”的方法，将工程学与人们对世界的感知联系起来。
毕竟，噪音只有在有人在场时才算噪音——否则它就只是声音。Torija Martinez说，解决方案并非纯粹是声学上的，因为那样就太容易了。相反，工程师必须考虑人们在哪里、一天中的时间以及技术的目的，才能理解什么将是可以接受的。
他说：“如果那架无人机是运送医疗包裹而不是给你的邻居送披萨，你的感受会不同。”“所以这需要大量的测试，因为这种背景可能会在很大程度上影响我们从声学角度来看认为可以接受或不可接受的东西。”
Cuppoletti补充说，这些技术可能会首先用于紧急应用——比直升机更安静的无人机，可以进出医院，运送器官或其他时间关键的物资。之后，点对点的载人飞行出租车将在高级出行方面发挥巨大作用。
但在此之前，工程师和政策制定者必须解决噪音问题。Cuppoletti和他的航空航天同事以前开玩笑说，减少喷气式飞机噪音的成功可能会让他们失业。但是，他说，如果你在优化发动机效率之后才考虑噪音问题，那你就会遇到麻烦。
他说：“然后他们会花费数十亿美元来修复它。”“所以，如果他们在这里不做，他们就会遇到同样的问题，或者他们的市场会受到限制，因为他们不能在特定时间或出于特定目的飞行。”
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