Vliegtuigtoiletten zijn luid. Voor sommigen, ze zijn ronduit angstaanjagend. Maar kin omhoog, frequente vliegers, omdat een groep natuurkundigen van de Brigham Young University heeft ontdekt hoe ze stiller kunnen worden.

Na twee jaar van vallen en opstaan, drie wetenschappelijke publicaties en duizenden flushes, de BYU-onderzoekers hebben een vacuümgeassisteerd toilet uitgevonden dat ongeveer half zo luid is als de gewone vliegtuigcommode.

"Mensen hebben ons verteld dat ze niet willen dat hun kinderen bang zijn om naar het toilet te gaan tijdens een vlucht. " zei hoofdonderzoeker Kent Gee, BYU-hoogleraar natuurkunde. "Dus, we hebben goede fysica gebruikt om het probleem op te lossen."

Het was een heel moeilijk probleem om op te lossen, aangezien de industrie de afgelopen 25 jaar niet in staat is geweest om vacuümgeassisteerde toiletten te verbeteren. Dat komt omdat om vliegtuigtoiletten met heel weinig water door te spoelen een gedeeltelijk vacuüm vereist is, die op 38, 000 voet, zuigt lucht aan met bijna de helft van de snelheid van het geluid. (Volgens onderzoek gedaan in het laboratorium van Gee en Scott Sommerfeldt, een lucht-watermengsel in vacuümgeassisteerde toiletten reist meer dan 300 mijl per uur.) Als dingen met die snelheid bewegen, elke verstoring van de stroming - zoals de bocht van een pijp of een klep - genereert aanzienlijk geluid.

En nu nieuwere vliegtuigen een veel stiller interieur hebben, toiletspoelingen weerkaatsen veel meer in de cabine. Het kan voor zeer fragmentarische slaap zorgen tijdens een rode-ogenvlucht in een vliegtuig zoals de Airbus A380 dat maar liefst 20 toiletten kan hebben.

"Luchtvaartmaatschappijen hebben altijd al normen gehad voor het toiletgeluid, maar die hebben ze nog nooit ontmoet en er is nooit veel druk geweest om dat te doen, "Zei Sommerfeldt. "Nu met de lagere geluidsniveaus in de cabine, het geluid van het doorspoelen van het toilet is meer hoorbaar en klanten duwen terug."

Het probleem oplossen, het BYU-team concentreerde zich op drie klepcondities tijdens de spoelcyclus:de initiële geluidspiek geassocieerd met het openen van de spoelklep, een tussenliggend geluidsniveauplateau dat samenhangt met het volledig openen van de klep en de uiteindelijke geluidsniveaupiek die samenhangt met het sluiten van de spoelklep. De onderzoekers voegden extra leidingen toe om de afstand tussen de toiletpot en de spoelklep te vergroten en maakten de pijpbevestiging bij de kom meer een geleidelijke bocht in plaats van een scherpe hoek van 90 graden. Tests van het nieuwe apparaat tonen aan dat het aero-akoestisch gegenereerde geluid tot 16 decibel daalde tijdens het openen van de spoelklep en ongeveer 5 tot 10 decibel wanneer de klep volledig is geopend.

"Het is een geweldige mix tussen natuurkunde en techniek, " zei afstudeerder Michael Rose, hoofdauteur van de meest recente publicatie over vacuümtechnologie van het team in Proceedings van vergaderingen over akoestiek . "Het toilet is veel stiller en nu zullen kinderen niet denken dat ze eruit worden gezogen." Samen met Scott Thomson, hoogleraar werktuigbouwkunde, de onderzoekers hebben al drie patenten aangevraagd op het nieuwe toilet en werken nu samen met een industriepartner om het op de markt te brengen. Een deel van de aantrekkingskracht van de BYU-uitvinding is dat het werkt met bestaande vliegtuigtoiletten - alleen de elleboog hoeft te worden verwijderd tijdens een retrofit, terwijl de klep en de kom blijven waar ze zijn.

De vacuümondersteunde technologie kan ook worden gebruikt voor toiletten op cruiseschepen en treinen en zelfs in sommige nieuwe groene bouwprojecten waar wooneenheden steeds meer manieren zoeken om het waterverbruik te verminderen.

"Aan het einde van de dag, dit gaat over het gebruik van wetenschap om een ​​gebruikerservaring te verbeteren, " Gee zei. "Het is een belangrijk onderdeel van het comfortabeler maken van vluchten voor klanten."