-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für einen lärmoptimierten Abflug eines Flugzeuges ausgehend von einem Startpunkt. Die Erfindung betrifft ebenso ein Pilotenassistenzsystem für den Einbau in ein Cockpit eines Flugzeuges hierzu.
-
Lärmimissionen von Flugzeugen, insbesondere Verkehrsflugzeugen, werden beim Abflug im Wesentlichen durch die Höhe über Grund sowie den Triebwerksschub dominiert, während der Umströmungslärm vernachlässigbar ist. Durch das hohe Schubniveau in der Startphase sind Schallemissionen beispielsweise durch Hochauftriebshilfen weniger relevant, als es beim Anflug der Fall ist.
-
Es sind diverse Abflugverfahren für Verkehrsflugzeugen bekannt. Diese werden üblicherweise durch den Betreiber (z.B. die Airline) festgelegt und werden durch die PANS-OPS (Procedures for Air Navigation Services - Aircraft Operations) auf ein normales und ein lärmminderndes Abflugverfahren, für einen Flugzeugtyps und für sämtliche Flughäfen, begrenzt. In den PANS-OPS werden zwei lärmmindernde Abflugverfahren vorgeschlagen, die dann durch die Betreiber angepasst werden können. Dazu gibt es zum einen das NADP-1 (Noise Abatement Departure Procedure) zur Lärmminderung im Flughafennahbereich und das NADP-2 zur Lärmminderung im Flughafenfernbereich. Die beiden lärmmindernden Abflugverfahren unterscheiden sich insofern, dass die Reihenfolge der Segmente und Pilotenaktionen (z. B. Schubreduzierung, Beschleunigung, Klappen einfahren) so variiert werden, dass der Lärm entlang des Flugpfads entsprechend umverteilt wird. Die Verfahren sind auch unter den alten Namen ICAO-A und ICAO-B bekannt, bieten aber im Vergleich zu den alten Verfahren mehr Flexibilität.
-
Für die laterale Routenführung gibt es unterschiedliche standardisierte Abflugrouten (Standard Instrument Departure, SID), die sich aus einer Abfolge von Wegpunkten zusammensetzen und vom Piloten abgeflogen werden können und es gibt Vorgaben durch die Flugsicherung. Im Luftfahrthandbuch (AIP) können außerdem Lärmschutzvorgaben für die Abflugverfahren festgelegt sein.
-
Ein im Flugbetrieb aktives System zur Lärmminderung beim Abflug ist das Quiet Climb System (QCS). QCS unterstützt die Piloten, lärmreduziert abzufliegen und steuert dabei automatisch die Schubreduzierung und auch Wiederherstellung. Dazu wählt der Pilot jeweils die Höhen für die Schubreduzierung und -wiederherstellung aus. Bei Erreichen der Schubreduzierungshöhe wird der Schub reduziert, der optimale Steigwinkel und die Fluggeschwindigkeit gehalten und bei Erreichen der Wiederherstellungshöhe stellt das System wieder automatisch den vollen Schub (Climb-Thrust) her.
-
Das Noise Impact Reduction and Optimisation System (NIROS) von der Deutschen Flugsicherung simuliert den Abflug über Standard-Abflugrouten unter Verwendung eines Flight Management Systems. Aus der Fluggeschwindigkeit in den einzelnen Flugphasen und der zugehörigen Zeit können die Dauer der Beschallung und die Lärmimmissionen an bestimmten Orten berechnet werden. Die Schallimmissionen werden anschließend mit der Bevölkerungsdichte gewichtet und Kennzahlen für die überflogenen Flächenelemente ermittelt. Durch Integration der Kennzahlen der 100 x 100 m großen Rasterzellen ergibt sich für das gesamte betrachtete Gebiet eine Lärmbewertungskennzahl als eine Art Gütewert.
-
Die Deutsche Flugsicherung verwendet beispielsweise das Tool FANOMOS. Dieses kann Flugspuren einschließlich ihrer Höhenprofile auf topographischen Karten darstellen und dient der statistischen Auswertung von Flugspuren und -profilen. Das System verwendet Radardaten und wird insbesondere für Planungsaufgaben verwendet.
-
Aus der
DE 20 2012 105 058 U1 ist eine Navigationsvorrichtung für Flugzeuge zur Ermittlung und Darstellung eines vertikalen Sollflugplanes bekannt. Ausgehend von einer aktuellen Flugzeugposition bis zu einer vordefinierten Zielposition wird entlang des vertikalen Sollflugplanes eine Mehrzahl von Setzpositionen ermittelt, an denen dem Flugzeug in Abweichung zu der aktuellen Ist-Geschwindigkeit eine neue Soll-Geschwindigkeit vorgegeben wird. Eine Recheneinheit berechnet nun einen Geschwindigkeitsfehler zwischen der Soll-Geschwindigkeit und einer in die Zukunft prognostizierten Ist-Geschwindigkeit und stellt diese in Form einer Energiehöhen-Fehlerfläche dar.
-
Mit der zunehmenden Bevölkerungsdichte insbesondere in Ballungsgebieten rückt auch das Thema Lärmschutz an Flughäfen gerade beim Abflug mehr und mehr in den Fokus. Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren sind dabei statisch und nicht für die Flugplanung eines einzelnen Fluges vorgesehen. Es werden dabei keine individuellen Parameter berücksichtigt, die es dem Piloten vor Abflug ermöglichen, auf die lokalen Gegebenheiten Rücksicht zu nehmen. Es wird in der Regel lediglich zwischen NADP-1 o. ICAO-A zum Schutz des Nahbereichs und NADP-2 o. ICAO-B zum Schutz des Fernbereichs unterschieden. Damit ist eine Vorhersage über die tatsächliche Lärmbelastung eines einzelnen Fluges auf die angrenzende Bevölkerung nur sehr unzureichend bis kaum möglich.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren sowie ein verbessertes Pilotenassistenzsystem für einen lärmoptimierten Abflug anzugeben.
-
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.
-
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren für einen lärmoptimierten Abflug eines Flugzeuges von einem Startpunkt vorgeschlagen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Bereitstellen von statischen Startparametern einer Simulationsvorrichtung, die zumindest den Startpunkt, einen geplanten Endpunkt, Parameter des Flugzeuges selber und Wetterinformationen zum Zeitpunkt des geplanten Abfluges des Flugzeuges vom Startpunkt umfassen;
- - Bereitstellen einer Bevölkerungsverteilung zumindest entlang der geplanten horizontalen Flugroute der Simulationsvorrichtung;
- - Durchführen einer Fluglärmsimulation für verschiedene Abflugsequenzen mit jeweils voneinander verschiedenen Kombinationen von dynamischen Startparametern mittels der Simulationsvorrichtung, wobei für jede Abflugsequenz mit der entsprechenden Kombination von dynamischen Startparametern und den statischen Startparametern ein Flugzeugmodell simuliert wird und mindestens eine Lärmbewertungskennzahl in Abhängigkeit von einer auf dem simulierten Flugzeugmodell basierenden simulierten Lärmimmission auf die lokale Bevölkerung innerhalb eines Auswertebereiches unter Berücksichtigung einer bereitgestellten Bevölkerungsverteilung des Auswertebereiches ermittelt wird;
- - Anzeigen der fluglärmsimulierten Abflugsequenzen zusammen mit der ermittelten Lärmbewertungskennzahl der simulierten Lärmimmission auf die lokale Bevölkerung innerhalb des Auswertebereiches auf einer Anzeigeeinrichtung der Simulationsvorrichtung;
- - Durchführen eines lärmoptimierten Abfluges des Flugzeuges basierend auf einer der angezeigten fluglärmsimulierten Abflugsequenzen mit den jeweiligen dynamischen Startparametern.
-
Es werden demnach zunächst statische Startparameter einer Simulationsvorrichtung bereitgestellt, wobei diese statischen Startparameter in der Regel unveränderlich sind und zumindest den Startpunkt und einen geplanten Endpunkt sowie unveränderliche Parameter des Flugzeuges selber betreffen. Solche unveränderlichen Parameter des Flugzeuges kann beispielsweise die Flugzeugmasse sein. Außerdem werden als statische Startparameter Wetterinformationen zum Zeitpunkt des geplanten Abfluges des Flugzeugs vom Startpunkt bereitgestellt, sodass diese bei dem lärmoptimierten Abflug mitberücksichtigt werden.
-
Das Bereitstellen dieser statischen Startparameter kann dabei beispielsweise durch Eingabe des Piloten an einem Pilotenassistenzsystem, beispielsweise einem Assistenzsystem für die Flugplanung, erfolgen. Denkbar ist aber auch, dass diese statischen Startparameter automatisch durch die Simulationsvorrichtung ermittelt werden, beispielsweise aus anderen Flugzeugssystemen, mit denen die Simulationsvorrichtung entsprechend kommunikativ verbunden ist.
-
Der Simulationsvorrichtung wird des Weiteren eine Bevölkerungsverteilung zumindest innerhalb des Auswertebereiches (bspw. entlang einer geplanten Flugroute) bereitgestellt, die beispielsweise in einer Datenbank hinterlegt sein kann. Die Bevölkerungsverteilung enthält dabei Informationen über die Anzahl der Bevölkerung in einem bestimmten abgegrenzten Bereich, beispielsweise einem Raster von 100 x 100 m. Der Auswertebereich kann dabei anhand einer geplanten Flugroute über Grund ermittelt werden. Denkbar ist aber auch, dass der Auswertebereich in Abhängigkeit von der simulierten Lärmimmission dynamisch ermittelt wird, bspw. derart, dass nur ein Bereich als Auswertebereich berücksichtigt wird, innerhalb dessen der Schallpegel einen bestimmten Grenzwert überschreitet (bspw. > 50dB). Alternativ kann der Auswertebereich auch auf bestimmte Ortschaften begrenzt werden.
-
Es wird nun eine Fluglärmsimulation durchgeführt, um für verschiedene Abflugsequenzen bzw. Abflugverfahren die Auswirkungen auf die lokale Bevölkerung zu ermitteln. Dabei wird für jede Abflugsequenz bzw. für jedes Abflugverfahren eine derartige Auswirkung auf die lokale Bevölkerung ermittelt, wobei sich die einzelnen Abflugsequenzen bzw. Abflugverfahren durch eine jeweils individuelle Kombination von dynamischen Startparametern voneinander unterscheiden. Jede Abflugsequenz bzw. Abflugverfahren erhält dabei eine bestimmte Kombination von vorgegebenen dynamischen Startparametern, wobei dann für jedes dieser Abflugsequenzen eine entsprechende Fluglärmsimulation durchgeführt wird. So kann für jede Abflugsequenz die Auswirkung auf die lokale Bevölkerung ermittelt werden. Die Fluglärmsimulation ermittelt dabei basierend auf dem Flugzeugmodell mit den dynamischen und statischen Startparametern für den konkret geplanten Flug innerhalb des Auswertebereiches die Lärmimmission am Boden, wobei durch Kopplung dieser simulierten Lärmimmission mit der Bevölkerungsverteilung innerhalb des Auswertebereiches eine Lärmbewertungskennzahl (Belastungskennzahl) ermittelt wird, welche die Auswirkungen der Lärmimmission auf die Bevölkerung in diesem Gebiet beschreibt.
-
Die Fluglärmsimulation berücksichtigt dabei sowohl die dynamischen Startparameter als auch die zuvor bereitgestellten und festgelegten statischen Startparametern, die zusammen ein entsprechendes Flugzeugmodell simulieren. Die Simulation eines solchen Flugzeugmodells wird dann zusammen mit einer Lärmsimulation verwendet, um die Lärmimmission auf die lokale Bevölkerung innerhalb des Auswertebereiches zu ermitteln. Die Lärmimmission kann dabei beispielsweise den örtlich auftretenden Schalldruckpegel verursacht durch das Flugzeug in der Simulation betreffen. Die Auswirkung, die diese Lärmimmission auf die Bevölkerungsverteilung im Auswertebereich hat, wird dann für jede Abflugsequenz als Lärmbewertungskennzahl ermittelt. Mit der Lärmbewertungskennzahl wird eine Belastung der lokalen Bevölkerung in Abhängigkeit der Lärmimmission dargestellt. Eine solche Lärmbewertungskennzahl kann dabei beispielsweise in Abhängigkeit des Schalldruckpegels ermittelt werden.
-
Die verschiedenen, von der Lärmsimulation berücksichtigten Abflugsequenzen können dabei beispielsweise anhand bereits bestehender statisch optimierter Abflugsequenzen ermittelt werden. Vor der Lärmsimulation können daher durch die Simulationsvorrichtung verschiedene Abflugsequenzen ermittelt werden, die beispielsweise auf verschiedenen, bekannten statischen Abflugsequenzen basieren.
-
Anschließend werden die fluglärmsimulierten Abflugsequenzen zusammen mit den ermittelten Auswirkungen der simulierten Lärmimmission auf die lokale Bevölkerung auf einer Anzeigeeinrichtung der Simulationsvorrichtung dem Piloten dargestellt, sodass dieser eine dieser Abflugsequenzen auswählen und somit ein entsprechendes lärmoptimiertes Abflugverfahren, welches zuvor hinsichtlich der Lärmimmission mit den für das ausgewählte Abflugverfahren verwendeten Startparametern simuliert wurde, durchführen kann. Die Anzeige sollte dabei zumindest die ermittelte Lärmbewertungskennzahl für jede berücksichtigte Abflugsequenz beinhalten.
-
Der geplante Endpunkt kann dabei auch ein Zwischenpunkt auf dem Weg zum geplanten Endpunkt als Landepunkt darstellen. Von dem Startpunkt zu dem geplanten Endpunkt kann eine Flugroute vorgeschlagen werden, durch die bspw. der Auswertebereich am Boden definiert wird, für den die Auswirkungen der Lärmimmission auf die Bevölkerung ermittelt werden.
-
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit möglich, dem Piloten eine Empfehlung für einen individuell lärmoptimierten Abflug für die Flugplanung anzugeben, wodurch die Auswirkung des Fluglärms auf die lokale Bevölkerung verringert wird. Dabei werden tatsächliche Startparameter berücksichtigt sowie Bevölkerungsdaten und Wetterinformationen, um die Lärmimmission so genau wie möglich zu simulieren.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die dynamischen Startparameter ein vertikales Abflugprofil ausgehend von dem Startpunkt, mindestens eine Schubreduzierungshöhe, eine Beschleunigungshöhe, ein Maß für die Schubreduzierung, eine standardisierte Abflugstrecke für Instrumentenflüge (SID) und/oder eine Flugzeugkonfiguration beinhalten.
-
Gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass als statischer oder dynamischer Startparameter eine geplante horizontale Flugroute des Flugzeuges ausgehend von dem Startpunkt zu dem geplanten Endpunkt bereitgestellt wird. Die geplante horizontale Flugroute kann dabei statischen unveränderlich sein. Denkbar ist aber auch, dass die Flugroute als Teil der dynamischen Startparameter ebenfalls Eingang in die Optimierung findet, sodass für verschiedene Abflugverfahren bzw. Abflugsequenzen auch verschiedene Flugrouten als dynamischer Startparameter betrachtet werden.
-
Basierend auf der Flugroute - ob nun als dynamischer oder statischer Startparameter - kann dabei der Auswertebereich am Boden für die Lärmsimulation ermittelt werden. Der Auswertebereich kann dabei auch von weiteren äußeren Faktoren abhängen, wie beispielsweise Windrichtung und Windgeschwindigkeit.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Parameter des Flugzeuges die Flugzeugmasse oder ein aufgrund des Treibstoffverbrauches über die Zeit abnehmender Flugzeugmasseverlauf beinhalten.
-
Die Masse des Flugzeuges ist zu Beginn des Starts ein fester Parameter. Durch den Treibstoffverbrauch nimmt die Masse des Flugzeuges jedoch während des Abflugverfahrens ab. Aufgrund der betrachteten kurzen Zeitspanne kann die Abnahme der Masse durch den Treibstoffverbrauch für die Lärmsimulation unberücksichtigt bleiben, sodass das Flugzeug während des Abflugverfahrens eine konstante Masse besitzt. Denkbar ist aber auch, dass ein aufgrund des Treibstoffverbrauches über die Zeit abnehmender Flugzeugmasseverlauf berücksichtigt wird, der der Masseabnahme des Flugzeuges aufgrund des Treibstoffverbrauches Rechnung trägt. So oder so kann die Masse des Flugzeuges somit als statischer Startparameter bereitgestellt werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Wetterinformationen eine Windrichtung, eine Windgeschwindigkeit, eine Temperatur und/oder einen Luftdruck beinhalten. Anhand der Kenntnis der Windrichtung und Windgeschwindigkeit kann im Zusammenhang mit einer horizontalen Flugroute die Auswirkungen der Lärmimmission im Auswertebereich am Boden abgeschätzt werden, da durch Winde der Schall ausgehend von der Schallquelle in Richtung Boden abgelenkt wird. Der Wind hat außerdem starken Einfluss auf die Flugleistung, was ebenfalls bei der Simulation der Lärmimmission berücksichtigt werden kann. Dabei kann der Auswertebereich auch unter Berücksichtigung der Wetterinformationen, insbesondere der Windrichtung und der Windgeschwindigkeit, definiert werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zur Ermittlung der Lärmbewertungskennzahl als Auswirkungen der simulierten Lärmimmission auf die lokale Bevölkerung eine Anzahl von Aufwachreaktionen in Abhängigkeit von der simulierten Lärmimmission und der bereitgestellten Bevölkerungsverteilung ermittelt wird. Bei den Aufwachreaktionen handelte sich somit um eine Lärmbewertungskennzahl, mit der die Auswirkungen auf die simulierten Lärmemission beschrieben werden kann.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für jede Abflugsequenz in Abhängigkeit von den statischen und dynamischen Startparametern ein geschätzter Treibstoffverbrauch und/oder eine geschätzte Flugzeit ermittelt und auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Hierdurch wird es für die Piloten möglich, die verschiedenen Abflugsequenzen nicht nur hinsichtlich ihrer optimalen Lärmreduktion zu bewerten, sondern auch hinsichtlich charakteristischer Flugleistungskenngrößen, wie beispielsweise dem geschätzten Treibstoffverbrauch sowie der geschätzten Flugzeit, welche im Flugbetrieb wichtige Informationen darstellen.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Teil der dynamischen Startparameter fest vorgegeben sind und bei der Fluglärmsimulation nicht variiert werden. Der Pilot kann dabei beispielsweise durch eine entsprechende Eingabe an dem Assistenzsystem bestimmte dynamische Startparameter, wie beispielsweise die Klappenkonfiguration, fest vorgegeben, wenn dies beispielsweise durch äußere Gegebenheiten vorgeschrieben ist.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass jede Abflugsequenz, für die eine Lärmsimulation durchgeführt wurde, mit einer Referenzabflugsequenz, für die ebenfalls eine Lärmsimulation durchgeführt wurde, verglichen wird, wobei das Ergebnis des Vergleichs für jede Abflugsequenz auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Der Vergleich mit einer statischen Referenzabflugsequenz ermöglicht dabei dem Piloten einen Vergleich mit einem nominalen Wert, der sowohl hinsichtlich der Lärmimmission nützlich ist als auch hinsichtlich weiterer Informationen wie Treibstoffverbrauch und Flugzeit.
-
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit dem Pilotenassistenzsystem für den Einbau in ein Cockpit eines Flugzeuges gemäß Anspruch 10 erfindungsgemäß gelöst, wobei das Pilotenassistenzsystem eine Simulationsvorrichtung und einer Anzeigeeinrichtung hat und zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Die Anzeigeeinrichtung kann dabei in ein bestehendes System im Cockpit integriert werden.
-
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaften erläutert. Es zeigen:
- 1 schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Pilotenassistenzsystem;
- 2 beispielhafte Darstellung einer Anzeige;
- 3 Diagramm Aufwachreaktionen über Beschleunigungshöhe;
- 4 verschiedene Diagramme;
- 5 Diagramm Schalldruckpegel über Entfernung von Bahnschwelle.
-
1 zeigt eine schematisch stark vereinfachte Darstellung das Assistenzsystem 10, dass eine Simulationsvorrichtung 11 und eine Anzeigeeinrichtung 12 hat. Der Simulationsvorrichtung 11 werden zunächst statische Startparameter 100 bereitgestellt, die beispielsweise aus einer Eingabe des Piloten stammen können oder automatisch aus anderen Systemen ermittelt werden. Diese statischen Startparametern 100 werden somit als Eingabe in das Pilotenassistenzsystem 10 geliefert.
-
Die Simulationsvorrichtung 11 hat ein Flugzeugmodell 20, das dazu eingerichtet ist, das Flugzeug anhand der Startparameter zu simulieren. Neben den statischen Startparametern 100 erhält das Flugzeugmodell auch dynamischen Startparameter 110, die für verschiedene Abflugverfahren jeweils variiert werden. Hierdurch ergeben sich für das Flugzeugmodell 20 in der Simulation jeweils verschiedene Abflugsequenzen.
-
Des Weiteren besitzt die Simulationsvorrichtung 11 eine Lärmsimulation 22, die eingerichtet ist, basierend auf dem Flugzeugmodell 20 und dem Flugzeugmodell 20 bereitgestellten statischen und dynamischen Startparametern 100, 110 eine Lärmimmission für einen Auswertebereich am Boden zu berechnen.
-
Des Weiteren hat die Simulationsvorrichtung 11 eine Datenbank mit der Bevölkerungsdichte 21 bzw. Bevölkerungsverteilung, um zumindest im lokalen Umfeld des Flughafens bzw. innerhalb des Auswertebereiches die Anzahl der Bevölkerungseinheiten pro einem Teilbereich zu erhalten.
-
Sowohl die berechnete Lärmimmission der Lärmsimulation 22 als auch die Bevölkerungsdichte 21 dienen nun als Eingabe in die Auswertung 23, um die Auswirkungen der simulierten Lärmimmission auf die Bevölkerung zu berechnen und mindestens eine Lärmbewertungskennzahl hierzu zu ermitteln.
-
Diese Lärmsimulation erfolgt dabei für verschiedene Abflugsequenzen, die sich jeweils in verschiedenen dynamischen Startparametern unterscheiden, sodass für jede Abflugsequenz mindestens eine entsprechende Lärmbewertungskennzahl basierend auf der Lärmsimulation ermittelbar ist. Die Abflugsequenzen mit den dynamischen Startparametern und ihren jeweils zugeordneten Lärmbewertungskennzahl werden nun auf einer Anzeigevorrichtung 12 dem Piloten angezeigt, sodass er ein entsprechendes Verfahren auswählen kann und einen entsprechenden Abflug basierend auf den dynamischen Startparametern der ausgewählten Abflugsequenz durchführen kann.
-
Die Darstellung auf dem Pilotenassistenzsystem, wie sie durch die Anzeigevorrichtung 12 erfolgen kann, ist in 2 beispielhaft gezeigt. In der dargestellten Tabelle werden die verschiedenen Abflugsequenzen reihenweise dargestellt, wobei ein Vergleich mit einer Referenz in Spalte ΔNoise für jede Abflugsequenz dargestellt ist. Der Pilot erkennt damit die lärmbezogenen Auswirkungen der jeweiligen Abflugsequenz. Außerdem wird ein entsprechendes Delta in Bezug auf den Treibstoffverbrauch sowie die Flugzeit in Bezug auf die Referenz angezeigt. Dabei können aber auch ein optimal bewertetes Abflugverfahren vorgeschlagen werden.
-
Anhand eines Beispiels soll dies verdeutlicht werden. Im Folgenden wird für einen Abflug mit NADP-2 am Flughafen Stuttgart von der Bahn 7 eine Startmasse von 75,5 t sowie einer Startklappenstellung von Conf-2 und maximalen Startschub angenommen.
-
Als SID wird für die laterale Flugroute ETASA2H gewählt, die zunächst in Richtung Osten, verläuft und dann in Richtung Norden. Dabei wird der Einfluss von einem Gegenwind mit 15 kts und einem Rückenwind von 10 kts, in Bahnrichtung, auf die Lärmverteilung und somit auf die unterschiedlichen optimalen Beschleunigungshöhen demonstriert.
-
Für die beiden Fälle mit Gegen- und Rückenwind können für eine Variation der Beschleunigungshöhe zwischen 500 ft und 3000 ft als Beispiel für eine Lärmbewertung die folgenden Aufwachreaktionen berechnet werden. Die Aufwachreaktionen werden mit dem Maximalschallpegel und den Bevölkerungsdaten berechnet. Die Berechnungen zeigen, dass bei Gegenwind mit einer niedrigen Beschleunigungshöhe die wenigsten Aufwachreaktionen zu erwarten sind, als bei Rückenwind mit einer hohen Beschleunigungshöhe.
-
Der in 3 dargestellte Fall kann bei Rückenwind die Anzahl der Aufwachreaktionen bei einer Beschleunigung in 3000 ft deutlich gegenüber 500 ft reduzieren. Der Grund dafür ist die veränderte Lärmverteilung entlang der Flugroute und der damit zusammenhängende veränderte Einfluss auf die Bevölkerungsverteilung.
-
Die zeigt für den Rückenwindfall den Höhenverlauf über der Bahnschwelle (Above Ground Level, AGL), die Fluggeschwindigkeit (Calibrated Airspeed, CAS) sowie die Triebwerksdrehzahl (N1) über der zurückgelegten Strecke zur Bahnschwelle.
-
Der Plot der Geschwindigkeit (b) beinhaltet zusätzlich die gewählte Zielgeschwindigkeit, die Minimum Flap Retraction Speed sowie die Minimum Slat Retraction Speed, die für das Einfahren der Hochauftriebshilfen in der Beschleunigungsphase relevant sind. Im Höhenverlauf ist zu erkennen, dass das Flugzeug zunächst bis 500 ft bzw. 3000 ft steigt, dann bei einem flacheren Bahnwinkel zunächst auf 220 kts beschleunigt, weiter bis 3000 ft steigt, dann auf 250 kts beschleunigt und anschließend bis 10000 ft (MSL) steigt und in den Horizontalflug übergeht. Bei dem Fall mit der späteren Beschleunigung resultiert eine kontinuierliche Beschleunigung direkt auf 250 kts. Durch eine spätere Beschleunigung ergibt sich zu Beginn ein steilerer Steigwinkel und somit eine größere Überflughöhe, eine spätere Schubreduzierung und im Bereich bis etwa 9 NM eine niedrigere Fluggeschwindigkeit.
-
Im Bereich zwischen 5.5-8 NM wird ein Gebiet mit viel Bevölkerung überflogen. In diesem Bereich ist für den Fall mit der späten Beschleunigung (3000 ft), bei einem vergleichbaren Schubniveau, die Überflughöhe höher und die Fluggeschwindigkeit geringer.
-
Die 5 zeigt für beide Fälle den interpolierten Verlauf für den Maximalschallpegel unterhalb der Flugroute. Es ist zu erkennen, dass bis etwa 7,5 NM der Schallpegel für den Fall der späten Beschleunigung (3000 ft) signifikant niedriger ist. Dies fällt in den Abschnitt mit einer hohen Bevölkerungsdichte. Anschließend ist der Schallpegel höher, jedoch befindet sich das Flugzeug dann in einem Bereich mit geringer Bevölkerungsdichte. Die Lärmimmissionen wurden so umverteilt, dass die Flugphase mit einer hohen zu erwartenden Lärmbelastung in Richtung eines bevölkerungsarmen Gebiets verschoben wurde. Jede Variation an Parametern resultiert in anderen Flugleistungen und einer anderen Lärmumverteilung, wodurch das Potenzial für eine individuelle Optimierung durch ein Assistenzsystem deutlich erkennbar wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Pilotenassistenzsystem
- 11
- Simulationsvorrichtung
- 12
- Anzeigeeinrichtung
- 20
- Flugzeugmodell
- 21
- Bevölkerungsverteilung
- 22
- Lärmsimulation
- 23
- Auswertung
- 100
- statische Startparameter
- 110
- dynamischen Startparameter
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202012105058 U1 [0008]
