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Siebzigmal wird das Forschungsflugzeug im Dienst der Wissenschaft den Flughafen Zürich ansteuern.

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Weniger Fluglärm: Experten testen System zum lärmarmen Landeanflug

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Die Lärmbelästigung durch Flugzeuge ist für Menschen, die in Flughafennähe leben, fast unerträglich. Nun haben Experten ein System für den lärmarmen Anflug entwickelt.

Die Anwohner von Städten und Gemeinden nahe der großen Flughäfen kennen den Geräuschpegel nur allzu gut: Flugzeuge kurz vor der Landung, die im Minutentakt über ihre Häuser fliegen. Zu hören sind sie alle, manche weniger laut, während andere regelrecht über die Dächer hinwegdonnern. Die Schallpegel am Boden haben mit Überflughöhe, Windrichtung und den in einem Flugzeug eingebauten Triebwerken zu tun – aber auch viel mit dem Anflugverfahren. So machen etwa Turbinen bei Kurskorrekturen in niedrigen Höhen kräftigen Lärm, weil sie dabei stark belastet werden. Auch Landeklappen und das Ausfahren des Fahrwerks gehören zu den typischen Geräuschen eines Landeanflugs,

Für Piloten gehören das Ansteuern des Flughafens und die Landung zu den aufwendigsten Phasen eines Fluges – und das umso mehr, wenn man den Ehrgeiz hat, diesen Prozess für die Menschen am Boden möglichst leise hinzukriegen. Um Piloten bei den erforderlichen komplexen Handlungsabläufen zu unterstützen, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein Assistenzsystem entwickelt. Dieses „Low Noise Augmentation System“ (LNAS) zeigt über ein Display im Cockpit an, wann genau was zu tun ist, um möglichst wenig Lärm zu produzieren.

Reduzierung von Fluglärm: Neues System wird in der Schweiz erprobt 

Seit gestern erproben Experten des DLR in einem gemeinsamen Forschungsvorhaben mit der Stiftung Swiss SkyLab Foundation und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt der Schweiz (Empa) das System in der Praxis. Gefördert wird das Projekt vom Bundesamt für Zivilluftfahrt. Konkret wurde das neue Assistenzsystem an Bord des DLR-Forschungsflugzeugs A320 ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) installiert und soll sich nun im Anflug auf den Flughafen Zürich bewähren. Dafür wurde es um ein weiteres Anflugverfahren für optimierte kontinuierliche Sinkflüge (Continuous Descent Approach) ergänzt und mit einem neuen Algorithmus ausgestattet. Auf diese Weise soll der Anflug möglichst leise vonstatten gehen und dabei auch noch weniger Energie als üblich verbrauchen.

Bis Samstag testen 25 Piloten der Fluggesellschaften Swiss Airlines, Edelweiß, Condor und Lufthansa im DLR-Forschungsflieger das Verfahren. Siebzigmal werden sie dafür den Züricher Flughafen aus Richtung Norden von Deutschland her kommend ansteuern. „Wir benötigen diese Anzahl ähnlicher Anflüge, um eine breite Datenbasis zur Funktion von LNAS zu erhalten“, erklärt Fethi Abdelmoula vom DLR-Institut für Flugsystemtechnik. Ein DLR-Testpilot sitzt zur Sicherheit immer mit im Cockpit, ein Team von Wissenschaftlern begleitet die Flugversuche an Bord und überwacht die Funktionsweise des Systems.

Fluglärm reduzieren: „Fliegen vertikaler Profile ist hochkomplex“ 

„Die sich stetig ändernden Bedingungen wie Wind und Fluggewicht machen das präzise Fliegen vertikaler Profile eines lärmarmen Anflugverfahrens hochkomplex“, erläutert DLR-Testpilot Jens Heider, der bei den Flugversuchen im Cockpit des Forschungsfliegers sitzt. Das Assistenzsystem zeigt dem Piloten dafür auf einem Display – dem Electronic Flight Bag – auf einen Blick den optimalen Zeitpunkt für das Setzen der Landeklappen und das möglichst späte Ausfahren des Fahrwerks an. „Handelt der Pilot nach diesen Vorgaben, kann der Anflug von der Reiseflughöhe bis hinunter auf die Stabilisierungshöhe von 1000 Fuß über Grund mit minimaler Geräuschentwicklung und möglichst geringem Treibstoffverbrauch durchgeführt werden“, erläutert Fethi Abdelmoula vom DLR-Institut für Flugsystemtechnik.

„Optimal wäre ein Sinkflug im Leerlauf, wie bei einem Segelflugzeug“, sagt Projektleiter Martin Gerber. „Mithilfe des Assistenzsystems wollen wir die Anzahl der energetisch suboptimalen Anflüge reduzieren und Piloten die dafür nötigen Informationen auf intuitiv fassbare Weise vermitteln.“ Physikalische Grundprinzipien könne man „nicht ändern“, die Zahl der „akustisch ungünstigen Anflüge“ lasse sich jedoch mit Sicherheit reduzieren. 

Weniger Fluglärm: Detaillierte Lärmkarten dokumentieren die Wirksamkeit

Entlang der Anflugachse zum Flughafen Zürich befinden sich sieben Lärmmessstationen am Boden. Dort zeichnen Forscher der Abteilung Akustik/Lärmminderung der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt die Überflüge auf. Gleichzeitig werden bei jedem Anflug im Flugzeug die Leistung der Triebwerke sowie die Stellung der Landeklappen, der Bremsklappen und des Fahrwerks erfasst.

All diese Daten fließen dann in das an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt entwickelte Lärmsimulationsprogramm sonAIR ein. Mit dessen Hilfe lässt sich der Lärm, den ein Flug verursacht, am Computer modellieren und nachvollziehen, wie laut es an einzelnen Standorten am Boden war. Aus den Simulationsdaten entstehen dann detaillierte Lärmkarten, die die Wirkung des Assistenzsystems in der Region um den Flughafen dokumentieren und Unterschiede zu herkömmlichen Anflügen aufzeigen.

Die Ergebnisse erwarten die Experten im Frühjahr 2020. Mittelfristig soll das neue Assistenzsystem Bestandteil des Flugmanagementsystems von Linienflugzeugen werden.

Fluglärm in Frankfurt stört Flughafen-Anwohner schon lange

Der Fluglärm, den der Flughafen Frankfurt verursacht, wird im gesamten Rhein-Main-Gebiet diskutiert. Anwohner beschweren sich, dass sie nicht schlafen können, Experten rechnen mit mehr Fluglärm im Rhein-Main-Gebiet und auch Frankfurter befürchten mehr Krach. Fluglärm beschränkt die Stadtentwicklung, befürchtet Offenbachs Bildungsdezernent.

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