Lärmfachliche Analyse für kontinuierlichen Sinkflug im Einflugverfahren (CDO) für den Flughafen Berlin-Tegel Prof. Dr.-Ing Oliver Lehmann, Christoph Strümpfel, M.Sc. Fachgebiet Flugführung und Luftverkehr 67. Sitzung der Fluglärmschutzkommission für den Flughafen Berlin-Tegel am 07.04.2016
Motivation Bisher keine Lärmrechnung zu kontinuierlichen Sinkflug für den Flughafen Berlin-Tegel Exemplarische Lärmrechnung und -analyse für ausgewählte Flüge (Airbus A320 aus Südwest-Richtung) um Lärmminderungspotential aufzuzeigen Nutzung des Aviation Environmental Design Tool (AEDT 2b) als Nachfolger des fachlich anerkannten Integrated Noise Model Lärmberechnung nicht nach AzB, sondern mittels Integrated Noise Model (basiert auf SAE-AIR-1845, konform mit ECAC Doc 29 und ICAO Doc 9911) - lediglich qualitativ geringe Abweichungen in den Ergebnissen 2
Derzeitiges stufenweises Anflugverfahren Top of Descent (Verlassen der Reiseflughöhe) 5000 ft RWY 26R Längere Horizontalflugsegmente mit erhöhter Triebwerksleistung und damit auch erhöhter Lärmemission 3
Kontinuierlicher Sinkflug (Continuous Descent Operation) Top of Descent (Verlassen der Reiseflughöhe) Verkürztes Endanflugsegment RWY 26R Während des kontinuierlichen Sinkflug befinden sich die Triebwerke im Leerlauf reduzierte Lärmemission 4
Exemplarische Höhenverläufe für Anflüge nach Tegel 25000 Airbus A320 Anflüge im Vergleich zum generischen CDO-Profil nach ICAO (300ft/NM) Datum: 2015-12-21 20000 Altitude [ft] 15000 10000 5000 0 CDO Profile with 300ft/NM Descent Rate 0 10 20 30 40 50 60 70 80 5 Track Distance from Middle Marker [NM]
Datenerfassung mittels ADS-B-Daten Fachgebietseigener ADS-B-Empfänger mit Abdeckung der Aufsetzzone(n) in EDDT Datenerfassung: Flugzeugtyp (HexIDent) Flughöhe (MSL) Fluggeschwindigkeit (Geschwindigkeit über Grund) Latitude/Longitude (WGS-84) Daten bilden Grundlage für lärmfachliche Analyse Verkehrstag: 21.12.2015 vergleichsweise hohes Verkehrsaufkommen aufgrund der bevorstehenden Weihnachtsferien, konstante Windstärke und - richtung über den gesamten Tagesverlauf Betrachtung von Airbus A320-Anflügen 6
Lateraler Routenverlauf: Aktuelle Verläufe vs. CDO Verfahren für RWY 26 Airbus A320 Anflüge Datum: 2015-12-21 Quelle: DFS Quelle: DFS 7
Lateraler Routenverlauf: Aktuelle Verläufe vs. CDO Verfahren für RWY 26 A320 Anflüge aus Südwest im Vergleich zu CDO Verfahren LELMA Datum: 2015-12-21 A320 Anflüge aus Westen im Vergleich zu CDO RNAV Verfahren GIRIT Date: 2015-12-21 CDO LELMA 1R/1T CDO GIRIT 1R/1T 8
Höhenprofile: Aktuelle Verläufe vs. CDO Verfahren LELMA 25000 A320 Anflüge aus Südwest im Vergleich zu CDO Verfahren LELMA Datum: 2015-12-21 20000 Altitude [ft] 15000 10000 5000 0 CDO LELMA 1R/1T High - Entry at FL230 CDO LELMA 1R/1T LOW - Entry at FL180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Track Distance from Middle Marker [NM] 9
Höhenprofile: Vertikale Abweichungen zum CDO Verfahren LELMA 12000 10000 CDO LELMA Höhenabweichung im Vergleich zu CDO Verfahren LELMA Datum: 2015-12-21 8000 Altitude [ft] 6000 4000 2000 0 Max. 275 ft neg. Abweichung Max. 600 ft neg. Abweichung Max. 775 ft neg. Abweichung Max. 375 ft neg. Abweichung 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Track Distance from Middle Marker [NM] 10
Lärmfachliche Analyse mittels Aviation Environmental Design Tool (AEDT 2b) Entwickelt von der Federal Aviation Administration (FAA) Berechnungsverfahren nicht nach AzB Lärmberechnung mittels Integrated Noise Model (INM) Berechnungsverfahren konform mit ECAC Doc. 29 INM qualitativ vergleichbar zu AzB, jedoch unterschiedliche Luftfahrzeuglärm und leistungsdaten (Isermann, 1997) AEDT nutzt Base of Aircraft Data (BADA) der EUROCONTROL 11
AEDT Lärmrechnung Methodik Referenzlärmrechnung (Maximalschallpegel L A,Max ) für die Flugzeuge (HexIDent) 3C488F (A320-214, CFM56-5B4/P) 3C6633 (A320-211, CFM56-5A1) 4B160B (A320-214, CFM56-5B4/P) Anschließend erfolgt die Skalierung des vertikalen Verlaufs auf unterste Ebene der CDO LELMA (Entry at FL180) sowie Lärmrechnung dieses Szenarios Altitude [ft] 25000 20000 15000 10000 5000 0 Flüge 3C488F, 3C6633, 4B160B im Vergleich zu CDO Verfahren LELMA Datum: 2015-12-21 CDO LELMA 1R/1T High - Entry at FL230 CDO LELMA 1R/1T LOW - Entry at FL180 3C488F (1) 3C6633 (2) 4B160B 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Track Distance from Middle Marker [NM] 12
AEDT Lärmrechnung Ergebnisse Luftfahrzeug 3C488F 65 60 Vergleich Maximalschalldruckpegel L A,MAX für LFZ 3C488F - originaler Anflug und skalierte CDO-Anflug (Referenz: CDO LELMA ) 3C488F - CDO 3C488F - STD LA,MAX [db] 55 50 45-0,41 db(a) 40 10 15 20 25 30 35 40 45 Trackmiles from Threshold [NM] 13
AEDT Lärmrechnung Ergebnisse Luftfahrzeug 3C6633 Vergleich Maximalschalldruckpegel L A,MAX für LFZ 3C6633 - originaler Anflug und skalierter CDO-Anflug (Referenz: CDO LELMA ) 65 60 3C6633 - CDO 3C6633 - STD LA,MAX [db] 55 50 45-0,24 db(a) -0,53 db(a) 40 10 15 20 25 30 35 40 45 Trackmiles from Threshold [NM] 14
AEDT Lärmrechnung Ergebnisse Luftfahrzeug 4B160B 65 60 Vergleich Maximalschalldruckpegel L A,MAX für LFZ 4B160B originaler Anflug und skalierter CDO-Anflug (Referenz: CDO LELMA ) 3C6633 - CDO 3C6633 - STD LA,MAX [db] 55 50 45-2,2 db(a) -2,74 db(a) -2,15 db(a) -1,68 db(a) 40 10 15 20 25 30 35 40 45 Trackmiles from Threshold [NM] 15
Lärmfachliche Analyse Zusammenfassung Bereits heute wird weitestgehend ein kontinuierlicher Sinkflug aus Reiseflughöhe durchgeführt Erhebliche vertikale Streuung im Anflug Größtes Potenzial der Lärmminderung im Bereich zwischen 25-40 Trackmiles vor Landebahnschwelle Stark besiedelte Gebiete im Flughafennahbereich (Radius 8-12 NM um Flughafen) erfahren vermutlich nur unwesentliche Lärmminderung CDO-Anwendung während Verkehrsspitzen ist Herausforderung Lärmminderungspotential auch abhängig von Direktfreigaben der Flugsicherung und korrekte Einhaltung der Flugprofile durch Cockpitbesatzungen 16
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dr.-Ing. Oliver Lehmann Christoph Strümpfel, M.Sc. Technische Universität Berlin Fakultät V Verkehrs- und Maschinensysteme Institut für Luft- und Raumfahrt Fachgebiet Flugführung und Luftverkehr Marchstr. 12-14 10587 Berlin Telefon: +49 (0) 30 314-22593 Telefax: +49 (0) 30 314-24459 oliver.lehmann@tu-berlin.de christoph.struempfel@tu-berlin.de www.ff.tu-berlin.de 17