Может ли акустическая технология решить проблему птиц на аэродромах?

Авиационные столкновения с птицами в аэропортах представляют собой серьёзную скрытую угрозу для безопасности полётов. Столкновения между птицами и воздушными судами (так называемые «птицевстречи») могут привести к отказу двигателей, повреждению планера и даже к серьёзным последствиям, таким как задержки рейсов и аварийные посадки. Традиционные методы предотвращения птицевстреч в аэропортах (например, ручное отпугивание птиц, птичные сети и химические отпугиватели) имеют ограничения, включая небольшую зону охвата, потенциальное экологическое загрязнение и низкую эффективность в долгосрочной перспективе. С развитием акустических технологий решения на основе направленных/всесторонних акустических устройств становятся ключевой частью системы предотвращения птицевстреч в аэропортах благодаря своим преимуществам в области охраны окружающей среды, высокой эффективности и устойчивости, обеспечивая реальный путь решения данной проблемы.

I. Основные проблемы, связанные со столкновениями птиц с самолётами в аэропортах, и ограничения традиционных методов предотвращения

Поскольку аэропорты представляют собой открытые пространства, они часто расположены рядом с местами обитания птиц, такими как болота, сельхозугодья и реки, что привлекает птиц для ночёвок и кормёжки и создаёт постоянную угрозу столкновений с птицами. Основные проблемы и ограничения традиционных методов профилактики проявляются в трёх аспектах:

• Недостаточное охватывающее действие и гибкость: ручное отпугивание птиц требует постоянного патрулирования персоналом, что затрудняет охват всей территории аэропорта (особенно удалённых участков, таких как концы взлётно-посадочных полос и края стоянок). Стационарные сооружения, такие как птицезащитные сети и пугала, действуют только на локальных участках и имеют ограниченную эффективность при перемещении птиц в поисках пищи.
• Экологические и природные риски: Хотя химические отпугиватели птиц могут отпугивать птиц в краткосрочной перспективе, они могут загрязнять почву и источники воды, наносить ущерб экологической среде вокруг аэропорта (такой как насекомые и мелкие млекопитающие), а также существует потенциальный риск химических остатков, влияющих на компоненты воздушных судов, что не соответствует требованиям строительства «зелёных» аэропортов.
• Недостаточная долгосрочная адаптивность: звуки традиционных методов (например, фейерверков и газовых пушек) однообразны и постоянны, из-за чего птицы быстро привыкают к ним. Хотя такие методы эффективны в краткосрочной перспективе, их отпугивающее действие со временем постоянно снижается. Частая замена методов увеличивает затраты на профилактику и усложняет управление.

II. Основные принципы Акустических технологий для предотвращения столкновений птиц с самолётами

Путем имитации звуков естественных хищников и звуковых волн определённой частоты акустическая технология обеспечивает отпугивание птиц, используя физиологические и поведенческие особенности птиц. Её основные принципы основаны на двух аспектах:

• Имитация звуков хищников для вызова инстинктивного избегания: у большинства птиц есть постоянные естественные хищники (например, хищные птицы и змеи). Акустические устройства могут точно воспроизводить типичные звуки этих хищников (например, крики орлов при круговом полёте и ночные крики сов). С помощью направленной или всенаправленной передачи птицы получают сигналы опасности, что вызывает инстинктивное поведение избегания, и они самостоятельно покидают территорию аэропорта. Эти звуки анализируются и акустически оптимизируются, чтобы обеспечить высокую схожесть с естественными звуками и избежать распознавания их как искусственных.
• Звуковые волны определённой частоты, вызывающие физический дискомфорт: Диапазон слуха птиц (100 Гц–10 кГц) отличается от диапазона слуха человека. Акустические устройства могут излучать звуковые волны определённой частоты (например, высокочастотные звуки в диапазоне 2–5 кГц), на которые птицы чувствительны, а люди практически не воспринимают. Эти звуковые волны не причиняют птицам постоянного вреда, но вызывают физический дискомфорт (такой как беспокойство и тревожность), заставляя их покидать зону действия звуковых волн. В то же время интенсивность звуковых волн может точно регулироваться в безопасных пределах, что соответствует требованиям по защите животных и охране экологической среды.

III. Основные характеристики акустических устройств, адаптированных к условиям аэропортов

Для удовлетворения потребностей в предотвращении столкновений с птицами в крупных и сложных аэропортовых условиях акустические устройства, используемые в аэропортах, должны обладать следующими целевыми характеристиками:

• Гибкое переключение между направленным и всенаправленным режимами: поддержка направленного режима (угол покрытия звука 30°) и всенаправленного режима (покрытие 360°). Направленный режим может использоваться для точного отпугивания птиц в ключевых зонах (например, на взлётно-посадочных полосах и рулёжных дорожках), чтобы избежать распространения звука и воздействия на жилые районы вокруг аэропорта. Всенаправленный режим применяется для охвата больших открытых территорий, таких как перроны и края аэродрома, обеспечивая отсутствие мёртвых зон в профилактике. Переключение между двумя режимами осуществляется дистанционно, что позволяет адаптироваться к характеристикам активности птиц в разное время суток.
• Широкий диапазон частот и разнообразие звуков: устройства охватывают чувствительный для птиц диапазон частот 250 Гц – 7 кГц и имеют встроенные многочисленные звуковые библиотеки (включая более 20 видов звуков хищников и более 5 типов специфических частотных звуковых волн). Они позволяют переключать типы звуков в зависимости от времени года и видов птиц (например, увеличивать количество звуков хищных птиц для перелётных птиц весной и добавлять звуки змей для водоплавающих птиц летом), что предотвращает привыкание птиц и обеспечивает долгосрочный эффект отпугивания.
• Высокая защита и адаптация к окружающей среде: условия эксплуатации в аэропорту включают сложные факторы, такие как ветер, дождь, высокие и низкие температуры, песок и пыль. Акустические устройства должны соответствовать степени защиты IP66, их корпуса должны выдерживать сильный дождь и проникновение песка и пыли. В то же время они должны работать в диапазоне температур от -40 °C до 60 °C, обеспечивая стабильную работу без отказов и отключений в экстремальных погодных условиях (например, летнее перегревание и зимние ледяные осадки).
• Дистанционное управление и интеллектуальная интеграция: поддержка удаленного управления через центр мониторинга аэропорта, включая переключение типов звуков, регулировку громкости и настройку режимов работы, без необходимости присутствия персонала на месте, что повышает эффективность управления. В то же время устройства могут быть интегрированы с системами наблюдения за птицами в аэропорту (например, камерами и радарами). При обнаружении скопления птиц система автоматически запускает акустические устройства, обеспечивая комплексный отклик по принципу «наблюдение — отпугивание птиц» и снижая необходимость ручного вмешательства.

IV. Конкретные сценарии применения и методы использования акустических технологий в аэропортах

Применение акустических технологий охватывает всю территорию аэропорта, при этом в зависимости от особенностей различных сценариев используются дифференцированные подходы к развертыванию и эксплуатации:

• Зоны взлетно-посадочной полосы и рулежных дорожек: устанавливаются направленные акустические устройства, по одному устройству через каждые 500 метров вдоль обеих сторон ВПП, направленных внутрь полосы, чтобы обеспечить охват звуком поверхности полосы и прилегающей территории на расстоянии 50 метров с каждой стороны. Во время взлета и посадки воздушных судов устройства автоматически переключаются в режим высокочастотных звуковых волн, чтобы посторонние звуки хищников не отвлекали пилотов. В перерывах между полетами устройства переключаются в режим звуков хищников, чтобы отпугивать птиц, находящихся на ВПП, и предотвращать их присутствие на полосе.
• Взлетно-посадочные полосы и зоны технического обслуживания: используются всенаправленные акустические устройства, установленные на фонарных столбах вокруг перрона и на вершинах зданий, с радиусом охвата звука от 100 до 200 метров. Устройства воспроизводят циклически низкоинтенсивные звуки хищников, чтобы предотвратить поселение и гнездование птиц вблизи самолетов, а также предотвратить загрязнение поверхности самолета птичьим пометом или его попадание внутрь двигателя. При этом уровень громкости устройств контролируется на уровне ниже 60 дБ, не мешая при этом нормальной коммуникации наземного персонала.
• Краевые зоны аэропорта и прилегающие территории: на участках, где аэропорт граничит с болотистыми местностями и сельскохозяйственными угодьями, устанавливаются направленные акустические устройства, излучающие звук вовне. Они имитируют звуки хищников, создавая "защитный пояс", препятствующий проникновению птиц на территорию аэропорта из внешних мест обитания. На местах кормления птиц, таких как лужи и травянистые участки внутри аэропорта, устанавливаются небольшие всенаправленные устройства, отпугивающие птиц с помощью звуковых волн определённой частоты, что снижает привлекательность источников пищи для птиц.

V. Практическая эффективность и преимущества акустических технологий в предотвращении столкновений птиц с самолётами в аэропортах

По сравнению с традиционными методами профилактики, акустические технологии демонстрируют значительные преимущества в предотвращении столкновений птиц с самолётами в аэропортах, и их практическая эффективность проявляется в трёх аспектах:

• Повышенная эффективность профилактики: после внедрения акустических устройств на одном из аэропортов количество случаев присутствия птиц в зоне взлетно-посадочной полосы снизилось со средних 15 раз в день до менее чем 2 раз в день, а число инцидентов с ударом птиц сократилось на 70% по сравнению с предыдущим годом. Зона покрытия одного устройства достигает 10 000 квадратных метров, что в 10 раз эффективнее ручного отпугивания птиц, значительно снижая нагрузку на персонал.
• Защита экологии и окружающей среды: акустическая технология не вызывает химического загрязнения или физического вреда и не оказывает негативного влияния на популяции птиц и экологическую среду вокруг аэропорта. Устройство прошло сертификацию местных департаментов охраны окружающей среды и организаций по защите животных, соответствует стандартам строительства «зеленых» аэропортов. В то же время это позволяет избежать расходов на приобретение и утилизацию традиционных химических средств, сокращая долгосрочные эксплуатационные затраты.
• Долгосрочная стабильность: регулярное обновление звуковой библиотеки и корректировка режима работы в зависимости от сезона позволяют эффективно решить проблему адаптации птиц. Устройства могут использоваться непрерывно более 2 лет, при этом эффект отпугивания птиц остаётся стабильным без необходимости частой замены методов профилактики. По сравнению с традиционными решениями, эксплуатационные расходы снижаются на 40%.

VI. Совместное применение акустических технологий с другими методами предотвращения столкновений птиц с самолётами в аэропортах

Акустические технологии используются не изолированно, а в комплексе с другими методами, образуя совместную систему, что позволяет дополнительно повысить эффективность профилактики:

• Интеграция с системами мониторинга птиц: в сочетании с радиолокационным контролем аэропорта, высококачественными камерами и звуковыми датчиками при обнаружении скопления птиц, приближающихся к территории, акустические устройства в соответствующей зоне автоматически активируются, одновременно отправляя информацию предварительного оповещения в центр мониторинга. Персонал может удаленно настраивать параметры устройств для достижения «точного контроля + своевременного отпугивания».
• Интеграция с управлением средой обитания: одновременно с сокращением источников пищи для птиц на территории аэропорта (например, устранение луж и контроль высоты травы) вокруг потенциальных мест обитания формируется «защитный пояс» с помощью акустических устройств. Совместное применение этих мер снижает вероятность проникновения птиц на территорию аэропорта и уменьшает риск столкновений с птицами на корневом уровне.
• Дополнение физическими сооружениями: акустические устройства размещаются вокруг физических объектов, таких как сетки от птиц и ограждения, чтобы отпугивать птиц, пытающихся приблизиться к объектам, снижая вероятность столкновения птиц с этими сооружениями или их проникновения сквозь них, обеспечивая двойную защиту по принципу «физическое преграждение + акустическое отпугивание».

VII. Акустическая технология — эффективное решение для предотвращения столкновений птиц в аэропортах

В целом, моделируя звуки хищников и специфические частотные звуковые волны и учитывая особенности условий в аэропортах, акустическая технология решает проблемы ограниченного охвата, высоких экологических рисков и низкой долгосрочной адаптивности традиционных методов профилактики. Он может эффективно снизить частоту инцидентов с птицами в аэропортах и соответствует требованиям охраны окружающей среды, высокой эффективности и устойчивости. Это не «единственное решение», но в качестве ключевого элемента системы предотвращения столкновений с птицами в аэропорту, при использовании совместно с другими методами, он может обеспечить комплексный и многоуровневый эффект защиты, надежно обеспечивая безопасность полетов. По мере постоянной оптимизации акустических технологий их применение в профилактике столкновений с птицами в аэропортах будет расширяться, став важной технической поддержкой для строительства «зеленых» аэропортов.