„Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren“ (LAnAb ... - Leiser Verkehr

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12. Konferenz Verkehrslärm 2003 Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Neise den beschriebenen fünf Aufgabenpakete untergliedert ist (die Nummerierung der Aufgabenpakete bezieht sich auf die Nomenklatur des Forschungsverbunds Leiser Verkehr): 2 Aufgabenpaket 1610: Modellierung der Schallquellen an Verkehrsflugzeugen Bild 1 zeigt die wichtigsten Schallquellen an einem Verkehrsflugzeug Airbus A319. Alle wichtigen Quellen müssen für die Zwecke der Simulation durch geeignete empirische Beziehungen in Abhängigkeit von den Flug- und Betriebsparametern des Flugzeugs beschrieben werden. Es stehen dafür vorhandene Messungen an Fahrwerken und Hochauftriebssystemen in Windkanälen sowie am Gesamtflugzeug bei Überflugmessungen mit Hilfe von Mikrofonarrays (akustischen Kameras) zur Verfügung, die für den vorliegenden Zweck ausgewertet werden müssen. Weitere wichtige Daten können aber nur mit neuen Flugtests gewonnen werden. Dazu gehören Überflüge zur Gewinnung von Validierungsdaten mit Einzelmikrofonen und Überflugmessung mit einem Mikrofonarray. Diese Messungen werden in einer Messkampagne am Flughafen Schwerin-Parchim (Mecklenburg-Vorpommern) gemacht werden. Dabei werden Überflüge mit unterschiedlichen Einstellungen der Triebwerke, Klappen und Fahrwerke durchgeführt, um die verschiedenen Geräuschquellen besser separieren zu können. Aus Kostengründen werden diese Flugtests mit nur einem Flugzeugtyp (A319) gemacht. Insgesamt werden die Arbeiten zur Schallquellenmodellierung auf die Airbus-Flugzeuge A319/320 und A340 beschränkt, also auf einen zweistrahligen und einen vierstrahligen Typ. A319 und A320 sind zahlenmäßig stark verbreitet, starten und landen wegen der oft kurzen Flugstrecken relativ häufig und beeinflussen damit die Lärmpegel an deutschen Flughäfen erheblich. Da sich die Hochauftriebssysteme moderner Verkehrsflugzeuge sehr ähneln, ist zu erwarten, dass die Ergebnisse über Skalierungsregeln auch auf andere Geometrien übertragen werden können. Hochauftriebshilfen Klappen Vorflügel Strahl Bild 1: Schallquellen an einem Verkehrsflugzeug. Fahrwerke Fan Triebwerke HAMANN CONSULT AG • Dresden • Köln • Zürich - 2 -
12. Konferenz Verkehrslärm 2003 Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Neise 3 Aufgabenpaket 1620: Entwicklung eines Berechnungsverfahrens für die Lärmkonturen beim An- und Abflug von Verkehrsflugzeugen Beim derzeitigen technischen Stand der Rechnertechnik ist die Anwendung einer Simulationstechnik problemlos durchführbar. Dazu wird die Flugbahn eines Flugzeuges in diskrete Einzelpunkte zerlegt, an denen Fluggeschwindigkeit, Triebwerksleistung und im Landeanflug Klappen- und Fahrwerkspositionen (also implizit die Schallabstrahlungseigenschaften) des Flugzeugs bekannt sein müssen. Unter Berücksichtigung der Schallausbreitungsgesetze und der Geometrie zwischen Flugzeug und Immissionsort kann dann an letzterem ein zeitlicher Schallpegelverlauf ermittelt werden, der im Idealfall einem gemessenen Verlauf entspricht. Die derzeit in der Praxis benutzten Fluglärmberechnungsverfahren sind für Prognosezwecke in komplexen Flugszenarien ausgelegt und greifen deshalb auf vereinfachte Schallquellen- und Schallausbreitungsmodelle zurück. Die Entwicklung neuer Flugprozeduren mit geringerer Lärmimmission erfordert aber den Einsatz von verbesserten Modellen für sowohl die Geräuschemission als auch für die Schallausbreitung von der Quelle zum Boden und stellt hohe Genauigkeitsanforderungen an die Datengrundlagen. Den Ausgangspunkt des im Rahmen des vorliegenden Projekts zu entwickelnden Simulationsmodells bildet ein Rechenmodell aus dem DLR-Projekt Leiser Flugverkehr, das sich derzeit in der Test- und Weiterentwicklungsphase befinden. Generell basiert das Programm auf einer Teilschallquellenzerlegung, die die Abstrahlcharakteristik des Flugzeugs und deren Geschwindigkeitsabhängigkeit sowie die spektrale Verteilung der Schallenergie für verschiedene Geräuschmechanismen (Strahllärm, Fanlärm, Zellenlärm) berücksichtigt. Es ist so konzipiert, dass die Ergebnisse aus dem Arbeitspaket 1610 "Schallquellenmodellierung" integriert werden können. Darüber hinaus werden moderne Ausbreitungsmodelle implementiert, die vom DLR in dem internen Projekt Leiser Flugverkehr erarbeitet werden. Ein derartiges Prognosemodell ermöglicht es, die Wirkung beliebiger – auch noch technisch in der Entwicklung befindlicher – lärmmindernder Ab- und insbesondere Anflugverfahren (Berücksichtigung von Umströmungslärm) in adäquater Weise zu untersuchen. Das aus dem Programmpaket resultierende Rechenprogramm wird den spezifischen Anforderungen zur Untersuchung lärmarmer Anflugverfahren angepasst und für die Aktivitäten im Arbeitspaket 1630 zur Verfügung gestellt. 4 Aufgabenpaket 1630: Abschätzung des Lärmminderungspotenzials und der Fliegbarkeit von An- und Abflugverfahren Eine schematische Darstellung unterschiedlicher An- und Abflugprofile in der vertikalen Ebene ist in Bild 2 gegeben. In dem vorliegenden Vorhaben werden aber auch horizontale Variationen der An- und Abflugverfahren untersucht. Bei Veränderungen der An- und Abflugprozeduren zur Reduzierung der Lärmimmission müssen selbstverständlich gleichzeitig die sicherheitsrelevanten Aspekte berücksichtigt werden, die sich aus der möglicherweise erhöhten Arbeitsbelastung der Piloten ergeben. Dazu werden flugmedizinische Untersuchungen bei unterschiedlichen Flugver- HAMANN CONSULT AG • Dresden • Köln • Zürich - 3 -
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