Lärmauswirkungen bei unterschiedlichen Abflugverfahren. Ullrich Isermann DLR Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, Göttingen

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Bärbel Brandt
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1 221. Sitzung Fluglärmkommission Frankfurt > 26. Juni 2013, Raunheim Lärmauswirkungen bei unterschiedlichen Abflugverfahren Ullrich Isermann DLR Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, Göttingen

2 Begriffsbestimmung Unter Lärmoptimierung wird im Folgenden nur die Optimierung des vertikalen Flugbahnverlaufs im Hinblick auf eine Minderung der Lärmimmission am Boden verstanden. Dies umfasst die Variation folgender Parameter: Flughöhe Fluggeschwindigkeit Triebwerksleistung Änderungen der aerodynamischen Konfiguration (Klappen, Fahrwerk) > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 2

3 Auslegung von lärmoptimierten Abflugverfahren Grundlegendes Lärmoptimierte Flugverfahren können nur auf der Basis von Modellrechnungen effizient und kostengünstig ausgelegt werden. Abflugverfahren können mit bestpractice Rechenverfahren (AzB, INM) ausgelegt werden. Beachtet werden muss die Zielsetzung, nämliche sicherhöhe und Geschwindigkeit zu gewinnen. > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 3

4 Auslegungsprozess Optimierung und Validierung Optimierungsschleife Verfahrensauslegung durch flugmechanische Simulation Immissionsrechnungen und Verfahrensbewertung Umsetzung des Verfahrens im Flugversuch mit vergleichenden Lärmmessungen > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 4

5 Validierung im Idealfall (Projekt LAnAb, Baltic Airport Parchim) Start: 9 nm max. Messabstand Landung: 18 nm max. Messabstand -e > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 5

6 Abflug einfaches flugmechanisches Modell Kräfteverhältnisse: Aerodynamischer Widerstand wird durch Schubkraft kompensiert Gewicht wirddurch Auftrieb und Schubkraft kompensiert Schubüberschuss kann in Beschleunigung und/oder Steigen umgesetzt werden ( Energy-Sharing ) Auftrieb L F W sin D =m a L W cos γ =0 γ Schubkraft F Beschleunigung a Widerstand D Gewicht W γ Steigwinkel > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 6

7 Wie fliegt man möglichst leise ab? Wenig Triebwerksleistung (leise Schallquelle) niedrig langsam Möglichst hoch (großer Abstand zum Empfänger, hohe Dämpfung) langsam Möglichst schnell (niedrige Geräuschdauer) niedrig Randbedingungen: verfügbare Startrollstrecke Höhen-/Geschwindigkeitsvorgaben durch ATM.. > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 7

8 Typische Abflugverfahren Steigen Steigen & Beschleunigen Schubrücknahme (Start- Steigschub) Typ ICAO-A maximaler Startschub Typ ICAO-B reduzierter Startschub > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 8

9 Vergleich Abflugverfahren A319(Flugversuche im Projekt LAnAb) Steigen Steigen & Beschleunigen Schubrücknahme (Start- Steigschub) Typ ICAO-A 1500 ft Typ ICAO-B reduzierter Startschub > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 9

10 Abflug A319 Vergleich ICAO-A/ICAO-B(Berechnung mit SIMUL) Pegeldifferenz L = L(ICOA-A) L(ICAO-B) unter der Flugbahn Cutback-Höhe in beiden Fällen 1500 ft 2 0 L[d db] L A,max SEL Abstand vom Startrollpunkt [km] > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 10

db ICAO-B 2 km 0 3 6 9 12 15 Abstand vom Startrollpunkt [km] > 221.

11 Abflug A319 Vergleich ICAO-A / ICAO-B (Berechnung mit SIMUL) L A,max,ICAO-B = 65, 70, 75, 80 L ICAO-A L ICAO-B = db SEL ICAO-B = 80, 85, 90 db ICAO-B 2 km Abstand vom Startrollpunkt [km] > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 11

12 Seitliches Abfallverhalten von Maximalpegeln Emissionspegel L 1000 m Emissionspegel L 800 m 0 m 1000 m 2000 m 3000 m L A,max = 2.3 db L A,max = 1.1 db L A,max = 0.5 db L A,max = 0.3 db > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 12

13 Variation der Cutback-Höhe > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 13

14 Verfahrensunterschiede: Flughöhe > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 14

15 Verfahrensunterschiede: Triebwerksschub > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 15

16 Verfahrensunterschiede: Fluggeschwindigkeit > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 16

17 FRA Abflug ANEKI 6L B (TOW = 185 t) L A,max = 65, 70, 75, 80, 85 db Cutback 1000 ft Cutback 1500 ft Map data OpenStreetMap contributors, CC-BY-SA > 221. Sitzung FLK Frankfurt U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 17 U. Isermann Lärmarme Flugverfahren > >> Folie 17

18 FRA Abflug ANEKI 6L B (TOW = 185 t) SEL = 80, 85, 90, 95 db Cutback 1000 ft Cutback 1500 ft Map data OpenStreetMap contributors, CC-BY-SA > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 18

19 Seitliches Abfallverhalten von Maximalpegeln Emissionspegel L 1000 m Emissionspegel L 800 m Emissionspegel L 1 db (C/B Flex Thrust) Emissionspegel L 3 db (C/B Full Thrust) 0 m 1000 m 2000 m 3000 m L A,max = 2.3 db L A,max = 1.1 db L A,max = 0.5 db L A,max = 0.3 db L A,max = 1.3 db L A,max = 0.1 db L A,max = 0.5 db L A,max = 0.7 db L A,max = -0.7 db L A,max = -1.9 db L A,max = 2.5 db L A,max = 2.7 db > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 19

20 Lärmoptimierte Abflugverfahren -Zusammenfassung Potenziale beim Abflug im wesentlichen Umverteilung von Lärm Änderung der Flughöhe wirkt sich primär unter der Flugbahn aus Absenkung der Triebwerksleistung ist effizientere Maßnahme Konsequenz Einsatz muss an lokale Siedlungsstruktur angepasst werden Einschränkende Anforderungen Gewährleistung der Sicherheit Vorgaben durchflugsicherung ( z.b. Höhen-oder Geschwindigkeitsrestriktionen) > 221. Sitzung FLK Frankfurt > U. Isermann Abflugverfahren >Raunheim, >> Folie 20

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