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Folie 1 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Lärmreduzierte An- und AbflugverfahrenReinhard König, DLR-Flugsystemtechnik, Braunschweig
Folie 2 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
INHALT
1. EINLEITUNG
2. MINDERUNG DER LÄRMIMMISSION DURCH FLUGVERFAHREN
3. PROZESS ZUR AUSLEGUNG LÄRMREDUZIERTER FLUGVERFAHREN
Anforderungen an Lärmreduktion und operationelle Durchführbarkeit
Auslegungsmethoden und Werkzeuge
Lärmberechnung
Flugleistungsberechnungen
Simulation
Einsatz von Simulatoren und Flugversuch
4. LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHREN
5. ZUSAMMENFASSUNG ANFLUGVERFAHREN
6. LÄRMREDUZIERTE ABFLUGVERFAHREN
7. ZUSAMMENFASSUNG ABFLUGVERFAHREN
Folie 3 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
EINLEITUNG
Lärmarme An- und Abflugverfahren wurden / werden in den DLR internen Projekten “Leiser Flugverkehr I + II“, im BMBF geförderten “Projekt Leiser Verkehr“ und im EU geförderten Projekt “AWIATOR“ bearbeitet. Die Untersuchungen beinhalteten / beinhalten theoretische Berechnungen, Fast Time Simulationen, den Einsatz eines Forschungssimulators, den Einsatz von zwei Full Flight Simulatoren und die Durchführung von Flugversuchen. Betrachtet wurden / werden nur Einzelereignisse im vertikalen Flugprofil, d.h. keine Szenarien und Routen.Es gab / gibt keinen Bezug zu bestehenden Flughäfen.Zur Lärmberechnung wurden / werden das FAA Programm “Integrated Noise Model (INM)“ und das DLR-ASG Programm “SIMUL“ verwendet.
Folie 4 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Eine direkte Lärmminderung an Triebwerken, Fahrwerken und Hochauftriebshilfen kann nur mittel- bis langfristig realisiert werdenDer Triebwerkslärm ist hauptsächlich vom Schubniveau abhängigDer Fahrwerks- bzw. Vorflügel- / Landeklappenlärm hängt ungefähr mit der 5. Potenz von der Fluggeschwindigkeit abDie Verdoppelung der Entfernung zur Lärmquelle (Bahn) reduziert den Lärm um 6 bis 10 dB
MINDERUNG DER LÄRMIMMISSION DURCH FLUGVERFAHREN
Hochauftriebs-hilfen
Triebwerke
Fahrwerke
Die Lärmquellen am Flugzeug sind:
Folie 5 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
MINDERUNG DER LÄRMIMMISSION DURCH FLUGVERFAHREN
Eine Lärmminderung am Immissionsort kann dagegen kurz- bis mittelfristigrealisiert werden:
durch Senken des Schubniveaus,durch Anheben der Flugbahn,durch Verringern der Fluggeschwindigkeit,durch Verzögern des Ausfahrens der Hochauftriebshilfen,und durch Verzögern des Ausfahrens des Fahrwerks.
Leider heben sich diese Maßnahmen in ihrer Wirkung oft auf, bzw. sie widersprechen sich aus flugphysikalischen Gründen. Beispiele:
beim Start kann die Flugbahn nicht angehoben und gleichzeitig der Schub gesenkt werdenbei der Landung kann die Fluggeschwindigkeit nicht verringert werden ohne gleichzeitig die Hochauftriebshilfen auszugefahren
Folie 6 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
PROZESS ZUR AUSLEGUNG LÄRMREDUZIERTER FLUGVERFAHREN
Zu Beginn des Auslegungs-prozesses erfolgt eine Definition von Anforderungen an Lärmreduktion und Fliegbarkeit.Alle Schleifen beinhalten eine Lärmberechnung und die Bewertung operationeller Aspekte.Die 1. Schleife besteht aus segmentweisen Flugleistungs-berechnungen.Die 2. Schleife beinhaltet eine Simulation mit Bahnübergängen, Schub-, Klappen- und Fahrwerks-dynamik.In der 3. Schleife wird ein Flug-simulator eingesetzt, um opera-tionelle Durchführbarkeit und Pilotenakzeptanz sicherzustellen.Die letzte Schleife ist der Flugversuch mit einer Validierung der Lärmreduktion.Am Ende des Auslegungs-prozesses steht die Einführung in den täglichen Flugbetrieb.
Folie 7 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ANFORDERUNGEN AN LÄRMREDUKTION UND OPERATIONELLE DURCHFÜHRBARKEIT
1. Lärmreduktion
Eine Lärmreduktion über den vollständigen Anflugbereich kann nicht nur durch eine Änderung des Anflugverfahrens erreicht werden. Die Lärmeinwirkung muss sowohl direkt unterhalb der Flugbahn als auch quer dazu betrachtet werden.Lärmkonturen und sich ergebende Pegelflächen sollten für eine Bewertung herangezogen werden.Eine mittlere Reduktion des Dauerschallpegels von 3-5 dBA kann als realistisches Ziel angesehen werden.
Folie 8 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ANFORDERUNGEN AN LÄRMREDUKTION UND OPERATIONELLE DURCHFÜHRBARKEIT
2. Sicherheit, Pilotenbelastung und Luftverkehrsgesetzgebung
Anflug und Landung sind die Flugphasen mit 59% aller Unfälle in der commerziellen Luftfahrt. Eine zusätzliche Arbeitsbelastung der Piloten aufgrund von veränderten Flugverfahren muss vermieden werden. Das Flugzeug hat die Endanflugkonfiguration an der Position des “Outer Marker” eingenommen zu haben, spätestens jedoch 5 nm vor der Landebahnschwelle. Extreme Sinkgeschwindigkeiten sind zu vermeiden.Lärmreduzierte Anflugverfahren sind nicht erlaubt, wenn
die Landebahn nicht frei und trocken ist, die Wolkenuntergrenze weniger als 500 ft beträgt,die Bodensicht kleiner als 1 nm ist,die Querwindkomponente größer als 15 Knoten ist,die Rückenwindkomponente unter Berücksichtigung von Böen größer als 5 Knoten werden kann, und wenn eine Windscherung im Endanflug erwartet wird.
Folie 9 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ANFORDERUNGEN AN LÄRMREDUKTION UND OPERATIONELLE DURCHFÜHRBARKEIT
3. Passagierkomfort und Wirtschaftlichkeit
Der Passagierkomfort wird durch vertikale und horizontale Beschleunigungen und zu große Längslagewinkel negativ beeinflusst. Die Wirtschaftlichkeit ist bei lärmreduzierten Anflugverfahren nicht so stark betroffen wie bei lärmreduzierten Abflugverfahren.Um einen Flughafen an seiner Kapazitätsgrenze zu betreiben ist es notwendig, die Ankunftszeit des Flugzeugs mit hoher Präzesion vorherzusagen.Die Flughafenkapazität nimmt ab, wenn neuartige Anflugverfahren eine genaue Vorhersage der Ankunftszeit nicht erlauben (Erhöhung der Abstände aus Sicherheitsgründen).Derartige Flugverfahren lassen sich nur Nachts bzw. während verkehrsarmer Zeiten durchführen.
Folie 10 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
AUSLEGUNGSMETHODEN UND WERKZEUGE
1. Schallpegelberechnung
Das Integrated Noise Model (INM) von der Federal Aviation Administration (FAA) ist weltweit das meistgenutzte Werkzeug für Fluglärmberechnungen.Es sind sowohl Fluglärmberechnungen für Verkehrszenarien an Flughäfen als auch für Einzelereignisse möglich.Für den Auslegungsprozess wird nur das Einzelereignis verwendet.INM liefert keine Modellierung von Einzelschallquellen wie Triebwerk, Zelle und Fahrwerk.Die SIMUL Software des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) basiert auf einer separaten Modellierung von Triebwerk-, Zellen-und Fahrwerkslärm.Die aktuelle SIMUL Version erlaubt ausschliesslich Berechnungen für den Airbus A320.
Folie 11 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Flugbahnwinkel
Beschleunigung Schub Widerstandsbeiwert
AuftriebsbeiwertGewicht
Abflug T = TTOGA or T = TFLEX
Anflug T = TIDLE or T = f(γ, V, W, CD, CL)
AUSLEGUNGSMETHODEN UND WERKZEUGE
2. Flugleistungsberechnungen
Folie 12 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
AUSLEGUNGSMETHODEN UND WERKZEUGE3. Fast-Time Simulation
Folie 13 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
DLR
VFW-614ATTAS
Fixed-Base Simulator
DLR
AdvancedTechnologies
Testing Aircraft System (ATTAS)
VFW-614
Lufthansa Flight Training Full-Flight Simulator
AUSLEGUNGSMETHODEN UND WERKZEUGE
4. Simulator- und Flugversuche
Folie 14 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Lärmreduzierte Anflugverfahren
Folie 15 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
~30nm ~6nm~9nm~16nm
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENLow Drag Low Power (LDLP)
Distance
Open Descent
7000ftLevel Flight
Point of Descent
On GlidePath
3000ftLevel Flight
Config 3 followed by Config 41000ft
Config 1Config 2
Deceleration Point
Gear 2000ft
HeightAbove
GroundLevel
~3nm
LDLP
Glide Path
Folie 16 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Open Descent
OLDLP
7000ft
~9nm~16nm~30nm
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENOptimized Low Drag Low Power (OLDLP)
HeightAbove
GroundLevel
Glide PathLevel Flight
Open Descent
On GlidePath
3000ftLevel Flight
Config 3 followed by Config 4Gear
1000ft
~3nm~6nm
2000ft
Config 1Config 2
Deceleration Point
Distance ~5nm
700ft
1700ft
~2nm
Level Flight
Point of Descent
Folie 17 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich OLDLP mit LDLP
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
204060
H [1
00 ft
]
Referenz-LDLP vs optimierter LDLP mit reduzierter StabilisierungshöheReferenz-LDLPoptimierter LDLP
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
150
200
250
VC
AS [k
t]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
50
100
L Am
ax [d
B(A
)]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
-10-505
∆ L
Am
ax [d
B(A
)]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
50
100
Thru
st [1
00 lb
]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
2
4
Con
fig, G
ear [
-]
X [NM]
Zwischenanflughöhe verkürzt
Späteres Stabilisieren(Fahrwerkausfahren)
Folie 18 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs optimierter LDLP mit reduzierter Stabilisierungshöhe> 65 dB(A) SEL Flächen
optimierter LDLPReferenz-LDLP
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0
-1
0
1
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs optimierter LDLP mit reduzierter Stabilisierungshöhe > 80 dB(A) SEL Flächen
optimierter LDLPReferenz-LDLP
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich OLDLP mit LDLP
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
∆ L
Am
ax [d
B(A
)]
Schallpegel (LAmax) [dB(A)]
Referenz-LDLPoptimierter LDLP
Änderung der Konturflächen Schallpegeländerung unterhalb der Flugbahn(Spur), aufgetragen über dem Schallpegel
Keine Abminderungim Bereich hoher Pegel
Zwischenanflug-höhe verkürzt
Zwischenanflug-höhe verkürzt
Späteres Stabilisieren
Späteres Stabilisieren
Folie 19 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
On GlidePath
CDA
Level Flight
~30nm ~6nm~9nm~16nm
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENContinuous Descent Approach (CDA)
Distance
Open Descent
7000ftLevel Flight
Point of Descent
On GlidePath
3000ftLevel Flight
Config 3 followed by Config 41000ft
Config 1Config 2
Deceleration Point
Gear 2000ft
HeightAbove
GroundLevel
~3nm
Glide Path
Folie 20 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENContinuous Descent Approach (CDA)
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
204060
H [1
00 ft
]
Referenz-LDLP vs CDAReferenz-LDLPCDA
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
150
200
250
VC
AS [k
t]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
50
100
L Am
ax [d
B(A
)]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5-20
-10
0
∆ L
Am
ax [d
B(A
)]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
50
100
Thru
st [1
00 lb
]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
2
4
Con
fig, G
ear [
-]
X [NM]
Keine Zwischenanflughöhe
Früher Konfigurieren
Folie 21 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs CDA> 60 dB(A) SEL Flächen, SEL [dB(A)]
CDAReferenz-LDLP
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs CDA> 65 dB(A) SEL Flächen, SEL [dB(A)]
CDAReferenz-LDLP
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs CDA> 70 dB(A) SEL Flächen, SEL [dB(A)]
CDAReferenz-LDLP
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich Lärmkonturen Ref-LDLP und CDA
Folie 22 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ACDA
Level Flight
~30nm ~6nm~9nm~16nm
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENAdvanced Continuous Descent Approach (ACDA)
Distance
Glide Path
Open Descent
7000ftLevel Flight
Point of Descent
On GlidePath
3000ftLevel Flight
Config 3 followed by Config 41000ft
Config 1Config 2
Deceleration Point
Gear 2000ft
HeightAbove
GroundLevel
~3nm
Steep
On GlidePath
Folie 23 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
204060
H [1
00 ft
]
Referenz-LDLP vs ACDA
Referenz-LDLPACDA
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
150
200
250
VC
AS [k
t]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
50
100
L Am
ax [d
B(A
)]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5-20
-10
0
10
∆ L
Am
ax [d
B(A
)]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
50
100
Thru
st [1
00 lb
]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
2
4
Con
fig, G
ear [
-]
X [NM]
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENAdvanced Continuous Descent Approach (ACDA)
Flugbahn deutlich höher
Konfiguration deutlich früher
Folie 24 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs ACDA> 60 dB(A) SEL Flächen, SEL [dB(A)]ACDA
Referenz-LDLP
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich Lärmkonturen Ref-LDLP und ACDA
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs ACDAI> 65 dB(A) SEL Flächen, SEL [dB(A)]
ACDAReferenz-LDLP
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs ACDA> 70 dB(A) SEL Flächen, SEL [dB(A)]
ACDAReferenz-LDLP
Folie 25 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
~30nm ~6nm~9nm~16nm
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENSegmented Continuous Descent Approach (SCDA)
Distance
Glide Path
Open Descent
7000ftLevel Flight
Point of Descent
On GlidePath
3000ftLevel Flight
Config 3 followed by Config 41000ft
Config 1Config 2
Deceleration Point
Gear 2000ft
HeightAbove
GroundLevel
~3nm
Open Descent
Deceleration
Steep
On GlidePath
Level Flight
SCDA
Folie 26 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
204060
H [1
00 ft
]
Referenz-LDLP vs SCDA mit FPA Regelung
Referenz-LDLPSCDA mit FPA-Regelung
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
150
200
250
VC
AS [k
t]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
50
100
L Am
ax [d
B(A
)]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5-20
-10
0
∆ L
Am
ax [d
B(A
)]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
50
100
Thru
st [1
00 lb
]
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -50
2
4
Con
fig, G
ear [
-]
X [NM]
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENSegmented Continuous Descent Approach (SCDA)
Kompromiss zwischen CDA und ACDALärmminderung höher als beim CDA, aber niedriger als beim ACDAFlugzeit niedriger, sowohl gegenüber dem CDA als auch dem ACDA
Folie 27 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich Lärmkonturen Ref-LDLP und SCDA
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs SCDA mit FPA Regelung> 60 dB(A) SEL Flächen
SCDA mit FPA RegelungReferenz-LDLP
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs SCDA mit FPA Regelung> 65 dB(A) SEL Flächen
SCDA mit FPA RegelungReferenz-LDLP
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-2
0
2
Y [N
M]
X [NM]
Referenz-LDLP vs SCDA mit FPA Regelung> 70 dB(A) SEL Flächen
SCDA mit FPA RegelungReferenz-LDLP
Folie 28 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich der Verfahren: Maximale Lärmreduktion
Maximale Lärmreduktion
-20-18-16-14-12-10
-8-6-4-20
optimierterLDLP CDA SCDA ACDA
Del
ta L
Am
ax [d
B(A
)]
Folie 29 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich der Verfahren: Lärmreduktion über dem Lärmpegel
-20
-15
-10
-5
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
LAmax [dB(A)] des Referenz-LDLPs
Del
ta L
Am
ax [d
B(A
)]
optimierter LDLP CDA SCDA ACDA
Folie 30 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich der Verfahren: Konturflächen
- 45%
- 40%
- 35%
- 30%
- 25%
- 20%
- 15%
- 10%
- 5%
+ 0%
+ 5%
+ 10%
+ 15%
+ 20%
+ 25%
> 40dB(A)
> 45dB(A)
> 50dB(A)
> 55dB(A)
> 60dB(A)
> 65dB(A)
> 70dB(A)
> 75dB(A)
> 80dB(A)
> 85dB(A)
Optimierter LDLP CDA SCDA ACDA
Folie 31 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich der Verfahren: Sinkraten
Maximale Sinkrate
-2250-2000-1750-1500-1250-1000
-750-500-250
0
Referenz-LDLP
optimierterLDLP CDA SCDA ACDA
Sink
rate
[ft/m
in]
Minimale Differenz zur max. zulässigen ROD
-300-275-250-225-200-175-150-125-100
-75-50-25
0
Referenz-LDLP
optimierterLDLP CDA SCDA ACDA
Del
ta-R
OD
[ft/m
in]
Folie 32 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich der Verfahren: Nickwinkel
-8,40-7,70-7,00-6,30-5,60-4,90-4,20-3,50-2,80-2,10-1,40-0,700,000,701,402,10
Minimale Nickwinkel Mittlere negativeNickwinkel
Mittlere Nickwinkel
Nic
kwin
kel (
Thet
a) [
°]
Referenz-LDLP optimierter LDLP CDA SCDA ACDA
Folie 33 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENVergleich der Verfahren: Treibstoffverbrauch und Flugzeit
410
420430
440450
460
470480
490500
510
Referenz –LDLP
optimierterLDLP
CDA SCDA ACDA
Trei
bsto
ffver
brau
ch [k
g]
600610620630640650660670680690700
Referenz –LDLP
optimierterLDLP
CDA SCDA ACDA
Flug
zeit
[sek
]
Folie 34 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENFull Flight Simulator Studie: LDLP Vertikalprofil
Folie 35 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENFull Flight Simulator Studie: SCDA Vertikalprofil
Folie 36 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENFull Flight Simulator Studie: Vergleich der Lärmimmissionen
Deutliche Bahnablagen auch ohne zusätzliche Störungen von aussen.POD wird trotz eindeutiger Vorgabe nicht eingehaltenLärmbenefit hängt stark von der Genauigkeit ab, mit der die Sollbahn eingehalten wird.
Folie 37 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Low Drag Low PowerSegmented Continuous Descent (1)Segmented Continuous Descent (2)
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
1 Konstante Geschwindigkeit (max. 250 kts unterhalb FL100)
2 Geschwindigkeitsreduktion auf VTGT & Einnehmen der Landekonfiguration
3 Steilflugsegment & Anschneiden des Gleitpfades von oben
4 Stabilisierung am ILS-Gleitpfad
Maximal zulässige Sinkraten für 3°Gleitpfad (Deutsche Lufthansa Standard Operating Procedures)
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
LÄRMREDUZIERTE ANFLUGVERFAHRENATTAS Flugversuch
Folie 38 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
MESSPUNKT
EDVE
ALESI (IAWP)
VE028 (IWP)
LERDI
ATTAS FLUGVERSUCHEFlugroute und Lärmmesspunkt
Folie 39 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ATTAS FLUGVERSUCHELFVK II - F536 LDLP – 09.11.2005
Folie 40 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ATTAS FLUGVERSUCHELFVK II - F536 LDLP – 09.11.2005
Folie 41 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ATTAS FLUGVERSUCHELFVK II - 09.11.2005
Folie 42 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
SCALE0 1 2 3km
Outer Marker
4,6 km ≈ 2,5 NM
1000 ft
Final Approach Point
Autobahn A2 Berlin-Hannover
Flughafen Braunschweig EDVE
Ausblick Laterale Bahnführung
Folie 43 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ZUSAMMENFASSUNG ANFLUGVERFAHREN
Für das Flugzeugmuster A320 wurden bestehende Anflugverfahren hinsichtlich Lärmimmission, Treibstoffverbrauch, Fliegbarkeit und Passagierkomfort analysiert und neuartige Verfahren ausgelegt.Die Berechnung von Höhen-, Geschwindigkeits- und Schubverläufen ist durch Simulation und Flugleistungsrechnung erfolgt. Bei der Lärmberechnung wurden SIMUL (DLR-ASG) und INM (FAA) angewandt.Die Ergebnisse zeigen mögliche Lärmminderungen durch Optimierung des Low-Drag-Low-Power Verfahren und / oder die Anwendung von Continuous Descent Aproach Verfahren.Das SCDA-Verfahren ist ein guter Kompromiss zwischen Lärmreduktion, Wirtschaftlichkeit und Fliegbarkeit.Untersuchungen in Full Flight Simulatoren (A320 Lufthansa Flight Training Frankfurt, A330 Zentrum für Flugsimulation Berlin) ergaben keine deutliche Erhöhung der Pilotenbelastung, jedoch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Pilotenunterstützung durch geeignete Anzeigen und eine erweiterte Funktionalität des Flight Management Systems zur Erhöhung der Genauigkeit des Anflugs.In Flugversuchen mit ATTAS konnte sowohl die Fliegbarkeit als auch eine deutliche Reduktion des Lärmpegels nachgewiesen werden.
Folie 44 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Lärmreduzierte Abflugverfahren
Folie 45 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ENTFERNUNG
HÖ
HE
ICAO-A
ICAO-A
ICAO-A
MOD-ATA
Mod-ATA liegt im Endsegment höher als ICAO-A
MOD-ATA
FPA3
Beschleunigungsstrecken ungefähr gleich,FPA3 > FPA4
FPA4
FPA1
1500 ft
3000 ftFPA2
ICAO
-AM
OD-A
TA
FPA2
FPA3
FPA4
Vergleich des Vertikalprofils unterschiedlicher Abflugverfahren
5 km 10 km
15 km
Folie 46 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
90 dBA: ICAO-A kleiner
75 dBA: ICAO-A größer
+ 15 kgVerbrauch
ICAO-A und MOD-ATA im Vergleich (A320)
Folie 47 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ICAO-A und MOD-ATA Vergleich der Konturflächen
Folie 48 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Berechnungspunkt
Spline
Konturflächen von ICAO-A und ATA bezogen auf MOD-ATA
Folie 49 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
0,5-0,5
Abminderung um 2,5 dBASEL unterhalb der Flugbahnbei 5,4 nm (10 km) vomStartpunkt.
ICAO-A und MOD-ATA Schnitte quer zur Flugrichtung
Grund:Die Dämpfung ist durch einen flacheren Auftreffwinkel größer als durch einen größeren Abstand.
Erhöhung um 3 dBA2 nm seitlich der Flugbahn
Folie 50 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
FLUG-GESCWINDIGKEIT
STE
IG-
GE
SC
HW
IND
IGK
EIT
VX
VX: Steilstes Steigen(lärmoptimal)
VY
VY: Schnellstes Steigen(wirtschaftlich)
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
AuftriebdtanWiders
GewichtSchublSteigwinke
indigkeitFluggeschw*lSteigwinkewindigkeitSteiggesch =
LÄRMREDUZIERTE ABFLUGVERFAHRENStationärer Steigflug: Schnell oder steil Höhe gewinnen?
Folie 51 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Optimierung bezüglich Schnellstes Steigen (VY):
zeit- und kraftstoffsparend, ökonomisch
Optimierung bezüglich Steilstes Steigen (VX):
lärmmindernd,ökologisch
VYVXVmod. ATA
LÄRMREDUZIERTE ABFLUGVERFAHRENOptimierungsmöglichkeiten bezogen auf MOD-ATA
Folie 52 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
IAH = 3000 ft
MoNAModified ATAICAO-A
1) Startschub und V2 bis 1500 ft
2) Schubreduktion, Zwischenbeschleunigung bis zur Intermediate Acceleration Height (IAH) und Konfigurationsänderung
3) Endbeschleunigung auf 250 kts
4) Steigflug mit 250 kts
Lärmminderung bezogen auf „Modified ATA“
LÄRMREDUZIERTE ABFLUGVERFAHRENModern Noise Abatement (MoNA) Departure Procedure
Folie 53 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
Add
ition
al
Fuel
-Con
sum
ptio
n[ %
]
Add
ition
al N
oise
NOISE
MONA ICAO-A
FUEL CONSUMPTION
MONA ICAO-A
Intermediate Acceleration Height [ ft ]
-1
0
1
2
3
4
5
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000-16-14-12-10-8-6-4-2024
Lärm und Treibstoffverbrauch bis zum Erreichen von 6000 ft und 250 ktsbezogen auf “MOD-ATA“
LÄRMREDUZIERTE ABFLUGVERFAHRENÖkonomie und Ökologie
Folie 54 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
ZUSAMMENFASSUNG ABFLUGVERFAHREN
Für die Flugzeugmuster A320 (Kurzstrecke) und A340, B747 (Langstrecke) wurden bestehende Abflugverfahren hinsichtlich Lärmimmission und Treibstoffverbrauch analysiert und neuartige Verfahren ausgelegt.Die Berechnung von Höhen-, Geschwindigkeits- und Schubverläufen ist durch Simulation und Flugleistungsrechnung erfolgt. Bei der Lärmberechnung wurden SIMUL (DLR-ASG) und INM (FAA) angewandt.Die Ergebnisse sind in ihren Kernaussagen und Tendenzen unabhängig vom Lärmberechnungsverfahren und vom Flugzeugmuster.Steilabflugverfahren, wie ICAO-A, führen zu einer Verringerung der Lärmkonturen bei hohen Pegelwerten, vergrößern jedoch die Lärmkonturen niedriger Pegelwerte.Eine Verringerung der Lärmimmissionen durch Flugverfahren kann nur ortsbezogen durchgeführt werden und ist damit flughafenspezifisch.Geeignete Bewertungsfunktionen fehlen nach wie vor.
Folie 55 > TU-Berlin 2006 > R. KÖNIGDokumentname > Lärmreduzierte An- und Abflugverfahren
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