多孔地面覆盖的区域，如植被覆盖区域，可以显著减少无人机和空中出租车产生的噪音，有助于减少城市地区的干扰，因为城市空中出行（UAM）的概念正在扩展。
今天在《科学报告》上发布的一项研究首次揭示，利用多孔表面进行的处理能够帮助降低噪音并增强螺旋桨效率。
来自布里斯托大学气动声学团队的首席研究员哈桑·卡米利亚·贾瓦哈尔博士在马赫迪·阿扎尔佩伊万德教授的指导下，展示了将多孔地面技术应用于减少低频至中频噪音水平多达30分贝，并与常规固体地面相比，提高推力和功率效率。这表明，用草或苔藓等多孔材料覆盖建筑物屋顶、着陆区和垂直机场可以减少无人机着陆时的噪音。
作为布里斯托大学科学与工程学院的一员，贾瓦哈尔博士表示：“人们已经理解，地面类型会影响螺旋桨的表现及其产生的噪音，尤其是在起飞和降落时。”
“尽管噪音问题显而易见，但针对城市环境的定制解决方案却很稀缺。”
“我受到自然多孔材料，特别是植被的启发，因其以吸音特性著称。这促使我们探索工程化的多孔表面作为减少噪音和增强空气动力学性能的潜在方式。”
研究团队在一个专门设计的无回声室中进行测试，使用一台位于地面表面上的推式螺旋桨。他们交替使用不同气孔率和厚度的固体和多孔地面处理。利用近距离和远距离放置的麦克风捕捉声学数据，同时使用六轴负载传感器评估空气动力学力量。通过比较不同设置，他们计算出多孔表面对噪音和地面效应情况下性能的影响。
贾瓦哈尔博士解释道：“植被作为一种天然多孔介质，其复杂的结构和材料特性，如叶片密度和湿度，增强了其吸音能力。”
“虽然它已在降低环境噪音的策略中得到应用，如路边噪音障碍和城市绿化，但这是首次研究其在未来城市空中出行应用中的作用。”
多孔地面处理的噪音减少是由于它们能够改变和管理靠近表面的气流动态。当螺旋桨与多孔区域接近时，材料会从气流中吸收一部分能量，从而减少切向墙射流的速度——即靠近地面的快速气流，从而减少导致噪音的空气动力学相互作用。
此外，多孔设计捕捉到冲击气流的一部分，减少其朝向螺旋桨的反射。这防止了扰动气流重新进入螺旋桨，而这就是调音噪音和宽带噪音的主要来源。反射涡流的减少以及稳定的水动力压力场进一步降低了调音和宽带噪音排放，从而导致操作更安静，尤其是在地面效应情况下。
这些见解可以在UAM操作中利用，允许设计更安静和更高效的车辆。它们还帮助创建噪音减少表面，以提高垂直机场的社区接受度并遵循城市噪音标准。
贾瓦哈尔博士总结道：“我们的研究结果表明，创新的多孔着陆表面可以显著减少无人机和空中出租车的噪音，为更安静和更可持续的城市空中交通铺平道路。”
