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

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Derzeitiges „stufenweises“ Anflugverfahren

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RWY 26R

Längere Horizontalflugsegmente mit erhöhter Triebwerksleistung und damit auch erhöhter Lärmemission

Top of Descent (Verlassen der Reiseflughöhe)

5000 ft

Kontinuierlicher Sinkflug (Continuous Descent Operation)

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RWY 26R Während des kontinuierlichen Sinkflug befinden sich die Triebwerke im Leerlauf à reduzierte Lärmemission

Top of Descent (Verlassen der Reiseflughöhe)

Verkürztes Endanflugsegment

Exemplarische Höhenverläufe für Anflüge nach Tegel

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0

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0 10 20 30 40 50 60 70 80

Altit

ude

[ft]

Track Distance from Middle Marker [NM]

Airbus A320 Anflüge im Vergleich zum generischen CDO-Profil nach ICAO (300ft/NM) Datum: 2015-12-21

CDO Profile with 300ft/NM Descent Rate

Datenerfassung mittels ADS-B-Daten

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• 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 à vergleichsweise hohes Verkehrsaufkommen

aufgrund der bevorstehenden Weihnachtsferien, konstante Windstärke und -richtung über den gesamten Tagesverlauf

• Betrachtung von Airbus A320-Anflügen

Lateraler Routenverlauf: Aktuelle Verläufe vs. CDO Verfahren für RWY 26

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Quelle: DFS

Airbus A320 Anflüge Datum: 2015-12-21

Quelle: DFS

Lateraler Routenverlauf: Aktuelle Verläufe vs. CDO Verfahren für RWY 26

8

A320 Anflüge aus Südwest im Vergleich zu CDO Verfahren LELMA

Datum: 2015-12-21

CDO LELMA 1R/1T

A320 Anflüge aus Westen im Vergleich zu CDO RNAV Verfahren GIRIT

Date: 2015-12-21

CDO GIRIT 1R/1T

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Höhenprofile: Aktuelle Verläufe vs. CDO Verfahren LELMA

9

0

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15000

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0 10 20 30 40 50 60 70 80

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Track Distance from Middle Marker [NM]

A320 Anflüge aus Südwest im Vergleich zu CDO Verfahren LELMA Datum: 2015-12-21

CDO LELMA 1R/1T High - Entry at FL230CDO LELMA 1R/1T LOW - Entry at FL180

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Höhenprofile: Vertikale Abweichungen zum CDO Verfahren LELMA

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0

2000

4000

6000

8000

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12000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Altit

ude

[ft]

Track Distance from Middle Marker [NM]

Höhenabweichung im Vergleich zu CDO Verfahren LELMA Datum: 2015-12-21

CDO LELMA

Max. 775 ft neg. Abweichung

Max. 375 ft neg. Abweichung

Max. 275 ft neg. Abweichung

Max. 600 ft neg. Abweichung

Lärmfachliche Analyse mittels Aviation Environmental Design Tool (AEDT 2b)

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• 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 Luftfahrzeug- lärm und –leistungsdaten (Isermann, 1997)

• AEDT nutzt Base of Aircraft Data (BADA) der EUROCONTROL

AEDT Lärmrechnung Methodik

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20000

25000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Altit

ude

[ft]

Track Distance from Middle Marker [NM]

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

• Referenzlärmrechnung (Maximalschallpegel LA,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

AEDT Lärmrechnung Ergebnisse – Luftfahrzeug 3C488F

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40

45

50

55

60

65

10 15 20 25 30 35 40 45

LA,M

AX [d

B]

Trackmiles from Threshold [NM]

Vergleich Maximalschalldruckpegel LA,MAX für LFZ 3C488F - originaler Anflug und skalierte

CDO-Anflug (Referenz: CDO LELMA )

3C488F - CDO

3C488F - STD

-0,41 dB(A)

AEDT Lärmrechnung Ergebnisse – Luftfahrzeug 3C6633

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40

45

50

55

60

65

10 15 20 25 30 35 40 45

LA,M

AX [d

B]

Trackmiles from Threshold [NM]

Vergleich Maximalschalldruckpegel LA,MAX für LFZ 3C6633 - originaler Anflug und skalierter

CDO-Anflug (Referenz: CDO LELMA )

3C6633 - CDO

3C6633 - STD

-0,53 dB(A)

-0,24 dB(A)

AEDT Lärmrechnung Ergebnisse – Luftfahrzeug 4B160B

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40

45

50

55

60

65

10 15 20 25 30 35 40 45

LA,M

AX [d

B]

Trackmiles from Threshold [NM]

Vergleich Maximalschalldruckpegel LA,MAX für LFZ 4B160B originaler Anflug und skalierter

CDO-Anflug (Referenz: CDO LELMA )

3C6633 - CDO

3C6633 - STD

-1,68 dB(A)

-2,15 dB(A)

-2,74 dB(A)

-2,2 dB(A)

Lärmfachliche Analyse Zusammenfassung

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• 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

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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