1.7.2015   

SL

Uradni list Evropske unije

L 168/1


DIREKTIVA KOMISIJE (EU) 2015/996

z dne 19. maja 2015

o določitvi skupnih metod ocenjevanja hrupa v skladu z Direktivo 2002/49/ES Evropskega parlamenta in Sveta

(Besedilo velja za EGP)

EVROPSKA KOMISIJA JE –

ob upoštevanju Pogodbe o delovanju Evropske unije,

ob upoštevanju Direktive 2002/49/ES Evropskega parlamenta in Sveta z dne 25. junija 2002 o ocenjevanju in upravljanju okoljskega hrupa (1) ter zlasti člena 6(2),

ob upoštevanju naslednjega:

(1)

V skladu s členom 1 Direktive 2002/49/ES je cilj direktive opredeliti skupni pristop z namenom, da se predvsem izognemo, preprečimo ali zmanjšamo škodljive učinke, vključno z motnjami, zaradi izpostavljenosti okoljskemu hrupu. V ta namen države članice določijo izpostavljenost okoljskemu hrupu s kartiranjem hrupa po metodah ocenjevanja, ki so jim skupne, zagotovijo, da so informacije o okoljskem hrupu in njegovem vplivu dostopne javnosti, ter sprejmejo akcijske načrte, ki bodo temeljili na rezultatih kartiranja hrupa, z namenom, da se prepreči in zmanjša okoljski hrup, kjer je to potrebno in zlasti kadar stopnje izpostavljenosti lahko povzročajo škodljive vplive za zdravje ljudi, ter da se ohrani kakovost okoljskega hrupa, kjer je ta dobra.

(2)

V skladu s členom 5 Direktive 2002/49/ES države članice uporabijo kazalca hrupa (Lden in Lnight), navedena v Prilogi I k navedeni direktivi, za pripravo in revizijo strateškega kartiranja hrupa v skladu s členom 7.

(3)

V skladu s členom 6 Direktive 2002/49/ES se vrednosti kazalcev hrupa (Lden in Lnight) določijo z metodami ocenjevanja, opredeljenimi v Prilogi II k navedeni direktivi.

(4)

V skladu s členom 6 Direktive 2002/49/ES Komisija oblikuje skupne metode ocenjevanja za določanje kazalnikov hrupa Lden in Lnight z revizijo Priloge II.

(5)

V skladu s členom 7 Direktive 2002/49/ES države članice zagotovijo, da so strateške karte hrupa pripravljene najpozneje do 30. junija 2007 in 30. junija 2012 ter da se pregledujejo in po potrebi popravijo vsaj vsakih pet let.

(6)

V Direktivi 2002/49/ES je določeno, da akcijski načrti temeljijo na strateških kartah hrupa. Strateške karte hrupa se pripravijo s skupni metodami ocenjevanja, ko te metode sprejmejo države članice. Vendar države članice lahko uporabijo druge metode oblikovanja ukrepov za obravnavanje prednostnih nalog, ki so opredeljene s skupnimi metodami, ter ocenjevanja drugih nacionalnih ukrepov za preprečevanje in zmanjšanje okoljskega hrupa.

(7)

Komisija je leta 2008 začela razvijati skupni metodološki okvir za ocenjevanje hrupa s projektom „Skupne metode ocenjevanja hrupa v EU“ („CNOSSOS-EU“), ki ga je vodilo Skupno raziskovalno središče Komisije. Projekt se je izvajal v tesnem posvetovanju z odborom, ustanovljenim v skladu s členom 18 Direktive 2000/14/ES Evropskega parlamenta in Sveta (2), ter drugimi strokovnjaki iz držav članic. Rezultati projekta so bili objavljeni v referenčnem poročilu Skupnega raziskovalnega središča o CNOSSOS-EU (3).

(8)

V Prilogi k tej direktivi Komisije so določene skupne metode ocenjevanja. Države članice jih morajo uporabljati od 31. decembra 2018 naprej.

(9)

Metode ocenjevanja, določene v Prilogi k tej direktivi, je treba v skladu s členom 2(1) te direktive sprejeti najpozneje do 31. decembra 2018, do takrat pa lahko države članice v skladu s členom 6(2) Direktive 2002/49/ES še naprej uporabljajo obstoječe metode ocenjevanja, ki so jih predhodno sprejele na nacionalni ravni.

(10)

Komisija v skladu s členom 12 Direktive 2002/49/ES prilagodi Prilogo II tehničnemu in znanstvenemu napredku.

(11)

Poleg prilagoditve znanstvenemu in tehničnemu napredku v skladu s členom 12 Direktive 2002/49/ES si Komisija prizadeva spremeniti Prilogo na podlagi izkušenj držav članic.

(12)

Skupne metode ocenjevanja se uporabijo tudi za namene druge zakonodaje EU, če se ta zakonodaja nanaša na Prilogo II k Direktivi 2002/49/ES.

(13)

Ukrepi, določeni v tej direktivi, so v skladu z mnenjem odbora, ustanovljenega v skladu s členom 13 Direktive 2002/49/ES –

SPREJELA NASLEDNJO DIREKTIVO:

Člen 1

Priloga II k Direktivi 2002/49/ES se nadomesti z besedilom, določenim v Prilogi k tej direktivi.

Člen 2

1.   Države članice sprejmejo zakone in druge predpise, potrebne za uskladitev s to direktivo, najpozneje do 31. decembra 2018. Komisiji takoj sporočijo besedilo navedenih predpisov.

Države članice se v sprejetih predpisih sklicujejo na to direktivo ali pa sklic nanjo navedejo ob njihovi uradni objavi. Način sklicevanja določijo države članice.

2.   Države članice Komisiji sporočijo besedilo temeljnih predpisov nacionalne zakonodaje, sprejetih na področju, ki ga ureja ta direktiva.

Člen 3

Ta direktiva začne veljati dan po objavi v Uradnem listu Evropske unije.

Člen 4

Ta direktiva je naslovljena na države članice.

V Bruslju, 19. maja 2015

Za Komisijo

V imenu predsednika

Karmenu VELLA

Član Komisije


(1)  UL L 189, 18.7.2002, str. 12.

(2)  Direktiva 2000/14/ES Evropskega parlamenta in Sveta z dne 8. maja 2000 o približevanju zakonodaje držav članic v zvezi z emisijo hrupa v okolje, ki ga povzroča oprema, ki se uporablja na prostem (UL L 162, 3.7.2000, str. 1).

(3)  Skupne metode ocenjevanja hrupa v Evropi (CNOSSOS-EU) – referenčno poročilo Skupnega raziskovalnega središča, EUR 25379 EN. Luxembourg: Urad za publikacije Evropske unije, 2012 – ISBN 978-92-79-25281-5.


PRILOGA

METODE OCENJEVANJA ZA KAZALCE HRUPA

(Navedene v členu 6 Direktive 2002/49/ES)

1.   UVOD

Vrednosti Lden in Lnight se z računanjem določijo na mestih ocenjevanja v skladu z metodo, določeno v poglavju 2, in podatki, navedenimi v poglavju 3. Meritve se lahko opravijo v skladu s poglavjem 4.

2.   SKUPNE METODE OCENJEVANJA HRUPA

2.1   Splošne določbe – hrup cestnega in železniškega prometa ter industrijski hrup

2.1.1   Kazalci, frekvenčno območje in opredelitve pasov

Izračuni hrupa se opravijo v frekvenčnem območju od 63 Hz do 8 kHz. Rezultati za frekvenčne pasove se zagotovijo po ustreznih frekvenčnih intervalih.

Izračuni za cestni promet, železniški promet in industrijski hrup se opravijo v oktavnih pasovih, razen za zvočno moč vira hrupa železniškega prometa, za katero se uporabljajo terčni pasovi. Za hrup cestnega in železniškega prometa ter industrijski hrup se na podlagi teh rezultatov za oktavne pasove izračuna A-vrednotena dolgoročna povprečna raven zvočnega tlaka za dnevni, večerni in nočni čas, kot je določeno v Prilogi I in navedeno v členu 5 Direktive 2002/49/ES, in sicer s seštetjem rezultatov za vse frekvence:

Formula

(2.1.1),

pri čemer so

 

Ai A-vrednoteni popravek v skladu z IEC 61672-1;

 

i indeks frekvenčnega pasu in

 

T časovno obdobje, ki ustreza dnevnemu, večernemu ali nočnemu času.

Parametri hrupa:

Lp

trenutna raven zvočnega tlaka

[dB]

(re. 2 10– 5 Pa)

LAeq,LT

globalna dolgoročna raven zvoka L Aeq zaradi vseh virov in navideznih virov na točki R

[dB]

(re. 2 10– 5 Pa)

LW

raven zvočne moči točkovnega vira (premikajočega se ali mirujočega) na kraju samem

[dB]

(re. 10– 12 W)

LW,i,dir

raven usmerjene zvočne moči na kraju samem za i-ti frekvenčni pas

[dB]

(re. 10– 12 W)

LW

povprečna raven zvočne moči na kraju samem na meter linijskega vira hrupa

[dB/m]

(re. 10– 12 W)

Drugi fizikalni parametri:

p

efektivna vrednost trenutnega zvočnega tlaka

[Pa]

p 0

referenčni zvočni tlak = 2 10-5 Pa

[Pa]

W 0

referenčna zvočna moč = 10-12 W

[vat]

2.1.2   Okvir za kakovost

Točnost vhodnih vrednosti

Vse vhodne vrednosti, ki vplivajo na raven emisij vira, se določijo z natančnostjo, ki ustreza vsaj negotovosti ± 2dB(A) ravni emisij vira (vsi drugi parametri ostanejo nespremenjeni).

Uporaba privzetih vrednosti

Pri uporabi metode vhodni podatki izražajo dejansko rabo. Na splošno ni zanašanja na privzete vhodne vrednosti ali predpostavke. Uporaba privzetih vhodnih vrednosti in predpostavk je sprejemljiva, če je zbiranje pravih podatkov povezano z nesorazmerno visokimi stroški.

Kakovost programske opreme, ki se uporablja za izračune

Programska oprema, ki se uporablja za izračune, izkazuje skladnost z metodami, opisanimi v tej prilogi, prek potrditve rezultatov na podlagi preskusnih primerov.

2.2   Hrup cestnega prometa

2.2.1   Opis vira

Razvrstitev vozil

Vir hrupa cestnega prometa se določi s seštetjem emisij hrupa vsakega posameznega vozila, vključenega v prometni tok. Ta vozila so razvrščena v pet ločenih kategorij glede na značilnosti v zvezi z emisijami hrupa:

kategorija 1

:

lahka motorna vozila;

kategorija 2

:

srednje težka vozila;

kategorija 3

:

težka vozila;

kategorija 4

:

dvokolesna motorna vozila;

kategorija 5

:

odprta kategorija.

Pri dvokolesnih motornih vozilih sta opredeljena dva ločena podrazreda, in sicer za mopede in za močnejša motorna kolesa, saj imajo različne pogone in njihovo število se običajno zelo razlikuje.

Uporaba prvih štirih kategorij je obvezna, peta kategorija pa je neobvezna. Predvideva se, da bo treba opredeliti dodatno kategorijo za nova vozila, ki bodo morda razvita v prihodnosti in bodo njihove emisije hrupa dovolj drugačne. Ta kategorija bi lahko zajemala na primer električna ali hibridna vozila ali kakršna koli druga vozila, ki bodo razvita v prihodnosti in se bodo bistveno razlikovala od vozil kategorij 1 do 4.

Podrobnosti o različnih razredih vozil so navedene v preglednici [2.2.a].

Preglednica [2.2.a]

Razredi vozil

Kategorija

Ime

Opis

Kategorija vozil v ES-homologaciji

celotnega vozila (1)

1

lahka motorna vozila

osebni avtomobili, dostavna vozila ≤ 3,5 tone, SUV (2), MPV (3), vključno s priklopnimi vozili in bivalnimi vozili

M1 in N1

2

srednje težka vozila

srednje težka vozila, dostavna vozila > 3,5 tone, avtobusi, avtodomi itd. z dvema osema in dvojnimi kolesi na zadnji osi

M2, M3 in N2, N3

3

težka vozila

težka tovorna vozila, tekmovalna vozila in avtobusi s tremi ali več osmi

M2 in N2 s priklopnikom, M3 in N3

4

dvokolesna motorna vozila

4a

dvo-, tri- in štirikolesni mopedi

L1, L2, L6

4b

motorna kolesa s stransko prikolico ali brez nje, trikolesniki in štirikolesniki

L3, L4, L5, L7

5

odprta kategorija

se opredeli v skladu s prihodnjimi potrebami

ni na voljo

Število in položaj enakovrednih virov hrupa

Pri tej metodi je vsako vozilo (kategorije 1, 2, 3, 4 in 5) predstavljeno kot en točkovni vir, ki oddaja enakomerno v polprostor 2 – π nad tlemi. Prvi odboj od površine cestišča se obravnava implicitno. Kot je prikazano na sliki [2.2.a], je ta točkovni vir 0,05 metra nad površino cestišča.

Slika [2.2.a]

Položaj enakovrednega točkovnega vira na lahkih vozilih (kategorija 1), težkih vozilih (kategoriji 2 in 3) in dvokolesnih vozilih (kategorija 4)

Image

Prometni tok je prikazan kot linijski vir. Pri modeliranju ceste z več pasovi bi bilo treba vsak pas v najboljšem primeru predstaviti z linijskim virom, postavljenim na sredino vsakega pasu. Vendar je sprejemljivo tudi modeliranje enega linijskega vira na sredini dvosmerne ceste ali enega linijskega vira za posamezno cesto na zunanjem pasu večpasovnih cest.

Emisije zvočne moči

Splošni premisleki

Zvočna moč vira je določena v „polprostem zvočnem polju“, zato zvočna moč vključuje učinek odboja od tal neposredno pod modeliranim virom, če v njegovi neposredni bližini ni drugih ovir, razen odboja od površine cestišča, ki ni neposredno pod modeliranim virom.

Prometni tok

Emisije hrupa prometnega toka se prikažejo kot linijski vir, za katerega se določi usmerjena zvočna moč na meter za posamezno frekvenco. To ustreza vsoti emisij zvoka posameznih vozil v prometnem toku, pri čemer se upošteva čas, v katerem so vozila na obravnavanem cestnem odseku. Izpeljava posameznega vozila v prometnem toku zahteva uporabo modela za prometni tok.

Ob predpostavki stalnega prometnega toka Qm vozil kategorije m na uro s povprečno hitrostjo vm (v km/h) se usmerjena zvočna moč na meter v frekvenčnem pasu i linijskega vira LW′, eq, line, i, m izračuna z enačbo:

Formula

(2.2.1),

pri čemer je LW, i, m usmerjena zvočna moč posameznega vozila. Moč LW′, m je izražena v dB (re. 10– 12 W/m). Te ravni zvočne moči se izračunajo za vsak oktavni pas i od 125 Hz do 4 kHz.

Podatki o prometnem toku Qm se izrazijo kot letno povprečje na uro, za posamezno obdobje (dan-večer-noč), za posamezni razred vozila in za posamezni linijski vir. Za vse kategorije se uporabijo vhodni podatki o prometnem toku, pridobljeni na podlagi štetja prometa ali izpeljani iz modelov prometa.

Hitrost vm je reprezentativna hitrost za posamezno kategorijo vozila, kar je v večini primerov manjša izmed največjih dovoljenih hitrosti za cestni odsek in za kategorijo vozila. Če podatki o lokalnih meritvah niso na voljo, se uporabi največja dovoljena hitrost za kategorijo vozila.

Posamezno vozilo

V prometnem toku se za vsa vozila kategorije m predpostavlja, da vozijo z enako hitrostjo, tj. vm , kar je povprečna hitrost vozil te kategorije v prometnem toku.

Cestno vozilo se modelira na podlagi niza matematičnih enačb, ki predstavljajo dva glavna vira hrupa:

1.

kotalni hrup zaradi medsebojnega vplivanja pnevmatike in površine cestišča;

2.

hrup pogona, ki ga ustvarja sistem za prenos moči (motor, izpuh itd.) vozila.

Aerodinamični hrup je vključen v vir kotalnega hrupa.

Pri lahkih, srednje težkih in težkih motornih vozilih (kategorije 1, 2 in 3) je skupna zvočna moč enaka energijski vsoti kotalnega hrupa in hrupa pogona. Tako se skupna raven zvočne moči linijskih virov m = 1, 2 ali 3 izračuna po enačbi:

Formula

(2.2.2)

pri čemer je LWR, i, m raven zvočne moči za kotalni hrup in LWP, i, m raven zvočne moči za hrup pogona. To velja za vsa območja hitrosti. Za hitrosti pod 20 km/h je raven zvočne moči enaka kot raven, izračunana z enačbo za vm = 20 km/h.

Pri dvokolesnih vozilih (kategorija 4) se za vir upošteva samo hrup pogona:

LW,i,m = 4 (vm = 4 ) = LWP,i,m = 4 (vm = 4 )

(2.2.3).

To velja za vsa območja hitrosti. Za hitrosti pod 20 km/h je raven zvočne moči enaka kot raven, izračunana z enačbo za vm = 20 km/h.

2.2.2   Referenčni pogoji

Enačbe in koeficienti v zvezi z virom veljajo za naslednje referenčne pogoje:

stalna hitrost vozila,

ravna cesta,

temperatura zraka τref = 20 °C,

virtualna referenčna površina cestišča, ki v povprečju vsebuje kompaktni bitumenski beton 0/11 in drobir z bitumenskim mastiksom 0/11, je stara od 2 do 7 let in je v reprezentativno vzdrževanem stanju,

suha površina cestišča,

brez ježevk.

2.2.3   Kotalni hrup

Splošna enačba

Raven zvočne moči kotalnega hrupa v frekvenčnem pasu i se za vozilo razreda m = 1, 2 ali 3 določi na naslednji način:

Formula

(2.2.4).

Koeficienta AR, i, m in BR, i, m sta podana v oktavnih pasovih za vsako kategorijo vozila in za referenčno hitrost vref  = 70 km/h. ΔLWR, i, m ustreza vsoti korekcijskih koeficientov, ki se uporabijo za emisije kotalnega hrupa v primeru posebnih pogojev v zvezi s cestiščem ali vozilom, ki odstopajo od referenčnih pogojev:

ΔLWR,i,m = ΔLWR,road,i,m + ΔLstuddedtyres,i,m + ΔLWR,acc,i,m + ΔLW,temp

(2.2.5).

ΔLWR, road, i, m upošteva učinek na kotalni hrup na površini cestišča z akustičnimi lastnostmi, ki so drugačne od lastnosti virtualne referenčne površine, kot je opredeljena v poglavju 2.2.2. Vključuje učinek na širjenje in nastajanje hrupa.

ΔLstudded tyres, i, m je korekcijski koeficient, ki upošteva večji kotalni hrup lahkih vozil, opremljenih z ježevkami.

ΔLWR, acc, i, m upošteva učinek križišča s semaforji ali krožišča na kotalni hrup. Vključuje učinek spreminjanja hitrosti na hrup.

ΔLW, temp je korekcijski člen za povprečno temperaturo τ, ki se razlikuje od referenčne temperature τref  = 20 °C.

Popravek za ježevke

V primeru, da veliko lahkih vozil v prometnem toku več mesecev na leto uporablja ježevke, se upošteva učinek teh na kotalni hrup. Za vsako vozilo kategorije m = 1, opremljeno z ježevkami, se z naslednjo formulo oceni povečanje emisij kotalnega hrupa, ki je odvisno od hitrosti:

Δstud,i (v) =

a i + b i × lg(50/70) for v < 50 km/h

(2.2.6),

a i + b i × lg(v/70) for 50 ≤ v ≤ 90 km/h

a i + b i × lg(90/70) for v > 90 km/h

pri čemer sta koeficienta ai in bi podana za vsak oktavni pas.

Povečanje emisij kotalnega hrupa se pripiše glede na delež lahkih vozil z ježevkami in za omejeno obdobje Ts (v mesecih) v letu. Če je Qstud, ratio povprečni delež lahkih vozil, opremljenih z ježevkami, na uro v obdobju Ts (v mesecih) glede na skupno število lahkih vozil, je letni povprečni delež vozil z ježevkami ps izražen kot:

Formula

(2.2.7).

Zato se popravek moči emisij kotalnega hrupa zaradi uporabe ježevk za vozila kategorije m = 1 v frekvenčnem pasu i izračuna z naslednjo enačbo:

Formula

(2.2.8).

Pri vozilih vseh drugih kategorij se popravek ne uporabi:

ΔLstuddedtyres,i,m ≠ 1 = 0

(2.2.9).

Učinek temperature zraka na popravek kotalnega hrupa

Temperatura zraka vpliva na emisije kotalnega hrupa, in sicer se raven moči kotalnega hrupa zniža, če se poveča temperatura zraka. Ta učinek se upošteva prek popravka za površino cestišča. Popravki za površino cestišča se običajno ocenijo pri temperaturi τref  = 20 °C. Če je letna povprečna temperatura zraka v °C drugačna, se hrup zaradi površine cestišča popravi, kot sledi:

ΔLW,temp,m (τ) = Km × (τref – τ)

(2.2.10).

Korekcijski člen je pozitiven (tj. hrup se poveča), če je temperatura nižja od 20 °C, in negativen (tj. hrup se zmanjša) pri višjih temperaturah. Koeficient K je odvisen od površine cestišča in lastnosti pnevmatik ter na splošno izkazuje nekaj odvisnosti od frekvence. Splošni koeficienti Km = 1 = 0,08 dB/°C za lahka vozila (kategorija 1) in Km = 2 = Km = 3 = 0,04 dB/°C za težka vozila (kategoriji 2 in 3) se uporabljajo za vse površine cestišča. Korekcijski koeficient se uporabi enako za vse oktavne pasove od 63 do 8 000 Hz.

2.2.4   Hrup pogona

Splošna enačba

Emisije hrupa pogona vključujejo vse emisije iz motorja, izpuha, prestav, dotoka zraka itd. Raven zvočne moči hrupa pogona v frekvenčnem pasu i za vozilo razreda m se določi na naslednji način:

Formula

(2.2.11).

Koeficienta AP, i, m in BP, i, m sta podana v oktavnih pasovih za vsako kategorijo vozila in za referenčno hitrost vref  = 70 km/h.

ΔLWP, i, m ustreza vsoti korekcijskih koeficientov, ki se uporabijo za emisije hrupa pogona v primeru posebnih voznih razmer ali regionalnih pogojev, ki odstopajo od referenčnih pogojev:

ΔLWP,i,m = ΔLWP,road,i,m + ΔLWP,grad,i,m + ΔLWP,acc,i,m

(2.2.12).

ΔLWP, road, i, m upošteva učinek površine cestišča na hrup pogona z absorpcijo. Izračun se opravi v skladu s poglavjem 2.2.6.

ΔLWP, acc, i, m in ΔLWP, grad, i, m upoštevata vpliv naklona ceste ter vpliv pospeševanja in zaviranja vozil na križiščih. Izračunata se v skladu s poglavjema 2.2.4 in 2.2.5.

Učinek naklona ceste

Naklon ceste ima dvakratni učinek na emisije hrupa vozila, saj vpliva na hitrost vozila in s tem na emisije kotalnega hrupa in hrupa pogona vozila, poleg tega pa vpliva na obremenitev motorja in število vrtljajev motorja glede na izbiro prestave ter s tem na emisije hrupa pogona vozila. V tem oddelku je obravnavan samo učinek na hrup pogona, pri čemer se predpostavlja stalna hitrost.

Učinek naklona ceste na hrup pogona se upošteva prek korekcijskega člena ΔLWP, grad, m , ki je funkcija naklona s (v %), hitrosti vozila vm (v km/h) in razreda vozila m. Pri dvosmernem toku prometa je treba tok razdeliti na dve komponenti in eno polovico popraviti za vožnjo navzgor, drugo pa za vožnjo navzdol. Korekcijski člen se uporabi enako za vse oktavne pasove:

 

za m = 1

ΔLWP,grad,i,m = 1 (vm ) =

Formula

for s < – 6 %

(2.2.13),

0

for – 6 % ≤ s ≤ 2 %

Formula

for s > 2 %

 

za m = 2

ΔLWP,grad,i,m = 2 (vm ) =

Formula

for s < – 4 %

(2.2.14),

0

for – 4 % ≤ s ≤ 0 %

Formula

for s > 0 %

 

za m = 3

ΔLWP,grad,i,m = 3 (vm ) =

Formula

for s < – 4 %

(2.2.15),

0

for – 4 % ≤ s ≤ 0 %

Formula

for s > 0 %

 

za m = 4

ΔLWP,grad,i,m = 4 = 0

(2.2.16).

Popravek ΔLWP,grad,m implicitno vključuje učinek naklona na hitrost.

2.2.5   Učinek pospeševanja in zaviranja vozil

Za odseke pred križišči s semaforji in krožišči ter za njimi se izvede popravek zaradi učinka pospeševanja in zaviranja, kot je opisano v nadaljevanju.

Korekcijska člena ΔLWR,acc,m,k za kotalni hrup in ΔLWP,acc,m,k za hrup pogona sta linearni funkciji razdalje x (v metrih) med točkovnim virom in najbližjim sečiščem ustreznega linijskega vira z drugim linijskim virom. Uporabljata se enako za vse oktavne pasove:

Formula

(2.2.17),

Formula

(2.2.18).

Koeficienta CR,m,k in CP,m,k sta odvisna od vrste sečišča (k = 1 za križišče s semaforji, k = 2 za krožišče) in sta podana za vsako kategorijo vozila. Popravek vključuje učinek spremembe hitrosti, ko se vozilo približuje križišču ali krožišču ali se od njega oddaljuje.

Opozoriti je treba, da pri razdalji |x| ≥ 100 m velja ΔLWR,acc,m,k  = ΔLWP,acc,m,k  = 0.

2.2.6   Učinek vrste površine cestišča

Splošna načela

Pri površinah cestišča, katerih akustične lastnosti se razlikujejo od lastnosti referenčne površine, se za kotalni hrup in hrup pogona uporabi spektralni korekcijski člen.

Korekcijski člen za površino cestišča, ki se uporabi za emisije kotalnega hrupa, se izračuna na naslednji način:

Formula

(2.2.19),

pri čemer sta

 

αi,m spektralni popravek v dB pri referenčni hitrosti vref za kategorijo m (1, 2 ali 3) in spektralni pas i;

 

βm učinek hitrosti na zmanjšanje kotalnega hrupa za kategorijo m (1, 2 ali 3), ki je enak za vse frekvenčne pasove.

Korekcijski člen za emisije hrupa pogona zaradi površine cestišča se določi na naslednji način:

ΔLWP,road,i,m = min{αi,m ;0}

(2.2.20).

Površine, ki absorbirajo zvok, zmanjšajo hrup pogona, medtem ko ga površine, ki ne absorbirajo zvoka, ne povečajo.

Učinek starosti površine cestišča na hrup

Lastnosti površin cestišča, ki vplivajo na hrup, se s starostjo in ravnjo vzdrževanja spreminjajo in hrup zaradi staranja sčasoma postaja glasnejši. Pri tej metodi so parametri površine cestišča izpeljani tako, da so reprezentativni glede na povprečne akustične lastnosti vrste površine cestišča v reprezentativni življenjski dobi in ob predpostavki ustreznega vzdrževanja.

2.3   Hrup železniškega prometa

2.3.1   Opis vira

Razvrstitev vozil

Opredelitev vozila in vlaka

Za to metodo izračuna hrupa je vozilo opredeljeno kot kakršna koli posamezna podenota vlaka (običajno lokomotiva, potniški vagon z lastnim pogonom, vlečeni vagon ali tovorni vagon), ki se lahko neodvisno premika in jo je mogoče ločiti od preostalih delov vlaka. Posebne okoliščine se lahko pojavijo pri podenotah vlaka, ki so del neločljivega niza, npr. če imajo skupen podstavni voziček. Pri tej metodi izračuna so vse navedene podenote združene v eno vozilo.

Za to metodo izračuna se šteje, da je vlak sestavljen iz več povezanih vozil.

V preglednici [2.3.a] so navedeni skupni izrazi za opis tipov vozil, vključenih v zbirko podatkov o virih. Preglednica vsebuje ustrezne deskriptorje, ki se uporabljajo za razvrstitev vozil kot celote. Ti deskriptorji ustrezajo lastnostim vozila, ki vplivajo na akustično usmerjeno zvočno moč na meter dolžine enakovrednega modeliranega linijskega vira.

Število vozil posameznega tipa se določi za vsak odsek proge za vsako od obdobij, ki se uporabijo pri izračunu hrupa. Izrazi se kot povprečno število vozil na uro, ki se izračuna tako, da se skupno število vozil, ki se v določenem obdobju peljejo po odseku, deli s številom ur v tem obdobju (npr. 24 vozil v štirih urah pomeni šest vozil na uro). Upoštevajo se vsi tipi vozil, ki vozijo po posameznem odseku proge.

Preglednica [2.3.a]

Razvrstitev in deskriptorji za železniška vozila

Številka

1

2

3

4

Deskriptor

Tip vozila

Število osi na vozilo

Vrsta zavor

Ukrep v zvezi s kolesi

Razlaga deskriptorja

črka, ki označuje tip

dejansko število osi

črka, ki označuje vrsto zavor

črka, ki označuje vrsto ukrepa za zmanjšanje hrupa

Možni deskriptorji

h

vozilo za visoke hitrosti (> 200 km/h)

1

c

zavornjak iz litega železa

n

ni ukrepa

m

potniški vagoni z lastnim pogonom

2

k

zavornjak iz kompozitnega materiala ali sintrane kovine

d

blažilniki

p

vlečeni potniški vagoni

3

n

kolutne, bobnaste ali magnetne zavore, ki niso zavore z zavornjaki

s

zasloni

c

mestni tramvaj ali lahki metro, potniški vagoni z lastnim pogonom ali brez lastnega pogona

4

 

o

drugo

d

dizelska lokomotiva

itd.

 

 

e

električna lokomotiva

 

 

 

a

kakršno koli običajno tovorno vozilo

 

 

 

o

drugo (tj. vozila za opravljanje vzdrževalnih del itd.)

 

 

 

Razvrstitev tirov in podpornih konstrukcij

Obstoječi tiri se lahko razlikujejo, saj obstaja več dejavnikov, ki določajo njihove akustične lastnosti in prispevajo k njim. Vrste tirov, ki se uporabljajo pri tem izračunu, so navedene v preglednici [2.3.b]. Nekateri od teh dejavnikov močno vplivajo na akustične lastnosti, drugi pa imajo le sekundarne učinke. Na splošno najpomembnejši dejavniki, ki vplivajo na emisije hrupa železniškega prometa, vključujejo hrapavost tirnične glave, togost tirničnih vložkov, podnožje tira, tirne stike in polmer ukrivljenosti proge. Druga možnost je, da se določijo splošne lastnosti proge, in v tem primeru sta poleg polmera ukrivljenosti proge akustično pomembna parametra hrapavost tirnične glave in stopnja upadanja na tirnici v skladu s standardom ISO 3095.

Odsek proge je opredeljen kot del posamezne proge na železniški progi ali postaji ali depoju, na katerem se fizikalne lastnosti in osnovni sestavni deli ne razlikujejo.

V preglednici [2.3.b] so navedeni skupni izrazi za opis vrst tirov, vključenih v zbirko podatkov o virih.

Preglednica [2.3.b]

Številka

1

2

3

4

5

6

Deskriptor

Podnožje tira

Hrapavost tirnične glave

Vrsta tirničnih vložkov

Dodatni ukrepi

Tirni stiki

Ukrivljenost

Razlaga deskriptorja

vrsta podnožja tira

kazalec hrapavosti

pomeni znak „akustične“ togosti

črka, ki označuje protihrupno napravo

prisotnost stikov in razmikov

izraža polmer ukrivljenosti v m

Dovoljene kode

B

gramozna greda

E

dobro vzdrževana in zelo gladka

S

mehka

(150–250 MN/m)

N

jih ni

N

jih ni

N

ravna proga

S

tiri na betonskih pragovih

M

normalno vzdrževana

M

srednja

(250–800 MN/m)

D

blažilniki

S

en stik ali kretnica

L

majhna

(1 000–500 m)

L

most z gramozno gredo

N

slabo vzdrževana

H

toga

(800–1 000 MN/m)

B

nizka protihrupna pregrada

D

dva stika ali kretnici na 100 m

M

srednja

(manj kot 500 m in več kot 300 m)

N

most brez gramozne grede

B

nevzdrževana in v slabem stanju

 

A

absorpcijska plošča na tiru na betonski plošči

M

več kot dva stika ali kretnici na 100 m

H

velika

(manj kot 300 m)

T

vgrajeni tiri

 

 

E

vgrajeni tiri

 

 

O

drugo

 

 

O

drugo

 

 

Število in položaj enakovrednih virov hrupa

Slika [2.3.a]

Položaj enakovrednih virov hrupa

Image

Različni enakovredni linijski viri hrupa so na različnih višinah in na sredini proge. Vse višine so določene glede na ravnino, ki se dotika zgornje površine dveh tirnic.

Enakovredni viri vključujejo različne fizične vire (indeks p). Ti fizični viri so razdeljeni v različne kategorije glede na mehanizem, ki ustvarja hrup, in vključujejo: (1) kotalni hrup (vključuje vibracije tirov in njihovega podnožja ter vibracije koles, pa tudi hrup, ki ga ustvarja nadgradnja tovornih vozil, če je prisoten), (2) hrup vlečnih vozil, (3) aerodinamični hrup, (4) udarni hrup (zaradi križišč, kretnic in priključkov), (5) hrup cviljenja koles ter (6) hrup zaradi dodatnih dejavnikov, kot so mostovi in viadukti.

(1)

Hrapavost koles in tirničnih glav, katere učinek se prenaša po treh poteh do površin, ki oddajajo hrup (tirnice, kolesa in nadgradnja), povzroča kotalni hrup. Pripiše se višini h = 0,5 m (površine A, ki oddajajo zvok) ter upošteva kot prispevek proge, vključno z učinki površine tirov, zlasti tirov na betonski plošči (v skladu s pogonskim delom), kot prispevek koles in prispevek nadgradnje vozila k hrupu (pri tovornih vlakih).

(2)

Višine enakovrednih virov za hrup vlečnih vozil znašajo od 0,5 m (vir A) do 4,0 m (vir B) in so odvisne od fizičnega položaja zadevnega sestavnega dela. Viri, kot so menjalniki in električni motorji, so pogosto na višini osi, ki znaša 0,5 m (vir A). Prezračevalne rešetke in izhodne odprtine za hlajenje so lahko na različnih višinah; izpuhi motorjev vozil na dizelski pogon so pogosto na višini strehe, ki znaša 4,0 m (vir B). Drugi viri hrupa vlečnih vozil, kot so ventilatorji ali ohišja dizelskih motorjev, so lahko na višini 0,5 m (vir A) ali 4,0 m (vir B). Če je natančna višina vira med modeliranimi višinami, se zvočna energija sorazmerno porazdeli med najbližjimi sosednjimi višinami virov.

Zato sta za izračun predvideni dve višini virov, in sicer 0,5 m (vir A) in 4,0 m (vir B), in enakovredna zvočna moč, povezana s posameznim virom, se porazdeli med tema višinama glede na posebno konfiguracijo virov na enoti določenega tipa.

(3)

Učinki aerodinamičnega hrupa so povezani z virom na višini 0,5 m (ki predstavlja obloge in zaslone, vir A) in z virom na višini 4,0 m (modelirajo se vse naprave in pantografi na strehi, vir B). Izbira višine 4,0 m za učinke pantografa velja za preprost model in jo je treba obravnavati previdno, če je cilj izbrati ustrezno višino protihrupne pregrade.

(4)

Udarni hrup je povezan z virom na višini 0,5 m (vir A).

(5)

Hrup cviljenja je povezan z virom na višini 0,5 m (vir A).

(6)

Hrup zaradi mostov je povezan z virom na višini 0,5 m (vir A).

2.3.2   Emisije zvočne moči

Splošne enačbe

Posamezno vozilo

Podobno kot model za hrup cestnega prometa model za hrup železniškega prometa opisuje emisije zvočne moči določene kombinacije tipa vozil in vrste proge, ki izpolnjuje sklop zahtev, navedenih v okviru razvrstitve vozil in prog, v smislu niza zvočnih moči posameznih vozil (LW,0).

Prometni tok

Emisije hrupa prometnega toka na vsaki progi se prikažejo kot dva linijska vira, ki jima je pripisana usmerjena zvočna moč na meter za posamezni frekvenčni pas. Ta moč ustreza vsoti emisij zvoka posameznih vozil, ki se vozijo v prometnem toku, in v posebnih primerih emisij mirujočih vozil, pri čemer se upošteva čas, v katerem so vozila na obravnavanem odseku železniške proge.

Usmerjena zvočna moč na meter za posamezni frekvenčni pas, ki jo ustvarijo vsa vozila, ki peljejo po posameznem odseku proge vrste (j), se določi:

za vsak frekvenčni pas (i) in

za vsako dano višino vira (h) (za vire na višini 0,5 m h = 1, na višini 4,0 m h = 2)

ter je vsota energij vseh prispevkov vseh vozil, ki peljejo po določenem j-tem odseku proge. To so prispevki:

vozil vseh tipov (t)

pri njihovih različnih hitrostih (s)

v posebnem obratovalnem stanju (stalna hitrost) (c)

za vsako vrsto fizičnega vira (kotalni in udarni hrup, cviljenje koles, hrup vlečnih vozil, aerodinamični hrup in viri dodatnih učinkov, kot je na primer hrup zaradi mostov) (p).

Za izračun usmerjene zvočne moči na meter (vhodna vrednost za širjenje hrupa), ki jo ustvari povprečna kombinacija prometa na j-tem odseku proge, se uporabi naslednja enačba:

Formula

(2.3.1),

pri čemer so

Tref

=

referenčno obdobje, na katero se nanaša povprečni promet;

X

=

skupno število obstoječih kombinacij i, t, s, c in p za vsak j-ti odsek proge;

t

=

indeks za tipe vozil na j-tem odseku proge;

s

=

indeks za hitrost vlaka: teh indeksov je toliko, kot je različnih povprečnih hitrosti vlaka na j-tem odseku proge;

c

=

indeks za obratovalno stanje: 1 (za stalno hitrost), 2 (za prosti tek);

p

=

indeks za vrsto fizičnega vira: 1 (za kotalni in udarni hrup), 2 (za cviljenje v ovinkih), 3 (hrup vlečnih vozil), 4 (aerodinamični hrup), 5 (dodatni učinki);

LW′,eq,line,x

=

x-ta usmerjena zvočna moč na meter linijskega vira za posamezno kombinacijo t, s, c, p za posamezni j-ti odsek proge.

Če se predpostavlja nespremenjen pretok Q vozil na uro s povprečno hitrostjo v, je v povprečju na enoti dolžine odseka železniške proge v vsakem trenutku enako število Q/v vozil. Emisije hrupa prometnega toka v smislu usmerjene zvočne moči na meter LW′,eq,line (izraženo v dB/m (re. 10– 12 W)) se vključijo z enačbo:

Formula

(za c = 1)

(2.3.2),

pri čemer so

Q povprečno število vozil na uro na j-tem odseku proge za tip vozila  t , povprečno hitrost vlaka  s in obratovalno stanje  c ,

v njihova hitrost na j-tem odseku proge za tip vozila t in povprečno hitrost vlaka  s ,

LW,0,dir raven usmerjene zvočne moči za določen hrup (kotalni ali udarni hrup, cviljenje koles, hrup zaviranja, hrup vlečnih vozil, aerodinamični hrup ali drugi učinki) posameznega vozila v smereh ψ, φ, določenih glede na smer gibanja vozila (glej sliko [2.3.b]).

V primeru mirujočega vira, na primer vozila v prostem teku, se predpostavlja, da je T idle skupni čas, v katerem je vozilo na mestu na odseku proge z dolžino L. Zato se ob upoštevanju Tref kot referenčnega časovnega obdobja za oceno hrupa (npr. 12 ur, 4 ure, 8 ur) usmerjena zvočna moč na enoto dolžine na navedenem odseku proge izračuna na naslednji način:

Formula

(za c=2)

(2.3.4).

Na splošno se usmerjena zvočna moč za vsak posamezni vir izračuna na naslednji način:

LW,0,dir,i (ψ,φ) = LW,0,i + ΔLW,dir,vert,i + ΔLW,dir,hor,i

(2.3.5),

pri čemer sta

ΔLW,dir,vert,i funkcija popravka zaradi vertikalne usmerjenosti (brezrazsežna) za ψ (slika [2.3.b]),

ΔLW,dir,hor,i funkcija popravka zaradi horizontalne usmerjenosti (brezrazsežna) za φ (slika [2.3.b]).

Pri tem se LW,0,dir,i(ψ,φ) po izpeljavi v terčnih pasovih izrazi v oktavnih pasovih, in sicer tako, da se energije posameznih povezanih terčnih pasov združijo v ustrezen oktavni pas.

Slika [2.3.b]

Geometrični prikaz

Image

Zaradi izračunov je nato moč vira posebej izražena v smislu usmerjene zvočne moči na 1 m proge LW′,tot,dir,i , da se upošteva usmerjenost virov v navpični in vodoravni smeri z dodatnimi popravki.

Za vsako kombinacijo vozilo-proga-hitrost-obratovalno stanje se upošteva več vrednosti LW,0,dir,i (ψ,φ):

za frekvenčni terčni pas ( i ),

za vsak odsek proge ( j ),

za višino vira ( h ) (za vire na višini 0,5 m h = 1, na višini 4,0 m h = 2),

za usmerjenost ( d ) vira.

Za vsako kombinacijo vozilo-proga-hitrost-obratovalno stanje in za vsak odsek proge, za višini h = 1 in h = 2 ter za usmerjenost se določi niz vrednosti LW,0,dir,i (ψ,φ).

Kotalni hrup

Prispevki vozila in proge h kotalnemu hrupu so razdeljeni na štiri bistvene elemente: hrapavost koles, hrapavost tirnic, prenosna funkcija vozila na kolesa in na nadgradnjo (kontejnerji) ter prenosna funkcija proge. Hrapavost koles in tirnic je vzrok za nastanek vibracij na stični točki med tirnico in kolesom, prenosni funkciji pa sta empirični ali modelirani funkciji, ki predstavljata celotna zapletena pojava mehanskih vibracij in nastajanja zvoka na površinah koles, tirnic, pragov in spodnjega ustroja proge. Ta ločitev izraža fizične dokaze o tem, da lahko hrapavost tirnic povzroči vibracije tirnic, pa tudi vibracije koles in obratno. Če se eden izmed teh parametrov ne bi upošteval, bi to preprečilo ločevanje razvrstitve tirov in vlakov.

Hrapavost koles in tirnic

Kotalni hrup je predvsem posledica hrapavosti tirnic in koles, njegova valovna dolžina pa znaša od 5 do 500 mm.

Opredelitev

Raven hrapavosti Lr je opredeljena kot desetkratnik desetiškega logaritma kvadrata srednje vrednosti kvadrata r2 hrapavosti vozne površine tirnice ali kolesa v smeri gibanja (vzdolžna raven) v μm na določeni dolžini tirov ali na celotnem premeru koles, deljenega s kvadratom referenčne vrednosti Formula:

Formula

dB

(2.3.6),

pri čemer sta

r 0

=

1 μm;

R

=

efektivna vrednost navpičnega zamika stične površine glede na srednjo raven.

Raven hrapavosti Lr se običajno izračuna kot spekter valovne dolžine λ in pretvori v frekvenčni spekter f = v/λ, pri čemer so f centralna frekvenca danega terčnega pasu v Hz, λ valovna dolžina v m in v hitrost vlaka v km/h. Spekter hrapavosti kot funkcija frekvence se premika vzdolž osi frekvenc za različne hitrosti. V splošnih primerih je treba po pretvorbi v frekvenčni spekter na podlagi hitrosti pridobiti nove vrednosti spektrov terčnega pasu, ki se izračunajo kot povprečja dveh ustreznih terčnih pasov v območju valovne dolžine. Da bi se ocenil frekvenčni spekter skupne dejanske hrapavosti za ustrezno hitrost vlaka, se za pripadajoča terčna pasova, opredeljena v območju valovne dolžine, določita povprečji energijskih vrednosti in deležev.

Raven hrapavosti tirnic (hrapavost na strani proge) za i-ti pas valovnega števila se opredeli kot Lr,TR,i .

Smiselno se raven hrapavosti koles (hrapavost na strani vozila) za i-ti pas valovnega števila opredeli kot Lr,VEH,i .

Skupna in dejanska raven hrapavosti za pas valovnega števila i (LR,tot,i ) se izračuna kot vsota energijskih vrednosti ravni hrapavosti tirnic in koles, h kateri se prišteje kontaktni filter A3(λ), da se upošteva filtrirni učinek stične površine med tirnico in kolesom, ter se izrazi v dB:

Formula

(2.3.7),

če je izražena kot funkcija i-tega pasu valovnega števila, ki ustreza valovni dolžini λ.

Kontaktni filter je odvisen od vrste tirnic in koles ter obremenjenosti.

Pri tej metodi se uporabi skupna dejanska hrapavost za j-ti odsek proge in za vsak t-ti tip vozila s pripadajočo hitrostjo v.

Prenosna funkcija vozila, proge in nadgradnje

Določijo se tri prenosne funkcije LH,TR,i LH,VEH,i in LH,VEH,SUP,i , ki niso odvisne od hitrosti, in sicer se prva določi za vsak j-ti odsek proge, drugi dve pa za vsak t-ti tip vozila. Te funkcije skupno dejansko raven hrapavosti povezujejo z zvočno močjo proge, koles oziroma nadgradnje.

Prispevek nadgradnje se upošteva samo pri tovornih vagonih, torej samo pri tipu vozil „a“.

Zato se prispevki proge in vozila h kotalnemu hrupu v celoti določijo na podlagi teh prenosnih funkcij in skupne dejanske ravni hrapavosti. Ko vlak miruje v prostem teku, se kotalni hrup izključi.

Za zvočno moč posameznega vozila se kotalni hrup izračuna na višini osi, pri čemer so vhodne vrednosti skupna dejanska raven hrapavosti LR,TOT,i kot funkcija hitrosti vozila v, prenosne funkcije proge, vozila in nadgradnje LH,TR,i , LH,VEH,i in LH,VEH,SUP,i ter skupnega števila osi Na :

za h = 1:

LW,0,TR,i = LR,TOT,i + LH,TR,i + 10 × lg(Na )

dB

(2.3.8),

LW,0,VEH,i = LR,TOT,i + LH,VEH,i + 10 × lg(Na )

dB

(2.3.9),

LW,0,VEHSUP,i = LR,TOT,i + LH,VEHSUP,i + 10 × lg(Na )

dB

(2.3.10),

pri čemer je Na število osi na vozilo za t-ti tip vozila.

Slika [2.3.c]

Shema uporabe različnih opredelitev hrapavosti in prenosnih funkcij

Image

50 km/h je minimalna hitrost (za tramvaje in lahke metroje pa 30 km/h), ki se uporabi za določitev skupne dejanske ravni hrapavosti in s tem zvočne moči vozil (ta hitrost ne vpliva na izračun prometnega toka), da se nadomesti morebitna napaka zaradi poenostavitve določitve kotalnega hrupa, hrupa zaviranja in udarnega hrupa zaradi križišč in kretnic.

Udarni hrup (križišča, kretnice in priključki)

Udarni hrup lahko povzročijo križišča, kretnice in tirni stiki. Lahko je različno močan in lahko prevlada nad kotalnim hrupom. Udarni hrup se upošteva pri progah s tirnimi stiki. Modeliranju za udarni hrup zaradi kretnic, križišč in stikov na odsekih proge, na katerih je hitrost manjša od 50 km/h (le 30 km/h za tramvaje in lahke metroje), se je treba izogibati, saj se uporablja minimalna hitrost 50 km/h (30 km/h za tramvaje in lahke metroje), da se vključi več učinkov v skladu z opisom v poglavju o kotalnem hrupu. Modeliranju udarnega hrupa se je treba izogibati tudi pri obratovalnem stanju c = 2 (prosti tek).

Udarni hrup se vključi v člen kotalnega hrupa tako, da se (energija) dodatna fiktivna raven hrapavosti pri udarcu doda skupni dejanski ravni hrapavosti na vsakem posameznem j-tem odseku proge, kjer je udarni hrup prisoten. V tem primeru se namesto LR,TOT,i uporabi nova raven LR,TOT + IMPACT,i , ki se nato izračuna na naslednji način:

Formula

dB

(2.3.11).

LR,IMPACT,i je spekter terčnega pasu (kot funkcija frekvence). Da bi se določil ta spekter frekvence, je spekter podan kot funkcija valovne dolžine λ in se pretvori v želeni spekter kot funkcija frekvence z uporabo razmerja λ = v/f, pri čemer je f centralna frekvenca terčnega pasu v Hz, v pa s-ta hitrost t-tega tipa vozila v km/h.

Udarni hrup je odvisen od moči in števila udarcev na enoto dolžine ali gostote stikov, zato se v primeru večkratnih udarcev raven hrapavosti pri udarcih, ki se uporabi v zgornji enačbi, izračuna na naslednji način:

Formula

dB

(2.3.12),

pri čemer sta LR,IMPACT – SINGLE,i raven hrapavosti pri posameznem udarcu in nl gostota tirnih stikov.

Privzeta raven hrapavosti pri udarcih je podana za gostoto stikov nl = 0,01 m– 1, kar pomeni en tirni stik na vsakih 100 m proge. Kjer je število stikov na odseku proge drugačno, se gostota stikov nl ustrezno prilagodi. Opozoriti je treba, da se pri modeliranju trase in segmentaciji proge upošteva gostota tirnih stikov, tj. za odsek proge z več stiki je morda treba določiti ločen segment vira. Vrednosti LW,0 prispevkov proge, koles/podstavnih vozičkov in nadgradnje se povečajo z uporabo LR,IMPACT,i za del proge +/– 50 m pred tirnim stikom in po njem. V primeru niza zaporednih stikov se povečanje razširi na del proge med točkama – 50 m pred prvim stikom in + 50 m po zadnjem stiku.

Uporabnost teh spektrov zvočne moči se običajno preveri na kraju samem.

Za proge s tirnimi stiki se uporabi privzeta vrednost nl 0,01.

Cviljenje

Cviljenje na ovinkih je poseben vir, ki je pomemben samo za ovinke in je zato lokaliziran. Ta hrup je lahko močan, zato je potreben ustrezen opis. Cviljenje na ovinkih je na splošno odvisno od ukrivljenosti, pogojev trenja, hitrosti vlaka ter geometrije in dinamike med tiri in kolesi. Raven emisij, ki se uporabi, se določi za ovinke s polmeri do 500 m ter za ostrejše ovinke in priključke s kretnicami s polmeri, manjšimi od 300 m. Emisije hrupa posameznih vrst tirnih vozil bi se morale razlikovati, saj lahko določene vrste koles in podstavnih vozičkov povzročajo bistveno manj cviljenja.

Uporabnost teh spektrov zvočne moči se običajno preveri na kraju samem, zlasti za tramvaje.

Cviljenje se na preprost način upošteva tako, da se spektru zvočne moči kotalnega hrupa prišteje 8 dB za R < 300 m in 5 dB za 300 m < R < 500 m za vse frekvence. Prispevek cviljenja se uporabi za odseke železniških prog, na katerih ima vsaj 50 m proge polmer, ki je v mejah navedenih razponov.

Hrup vlečnih vozil

Čeprav se hrup vlečnih vozil na splošno razlikuje glede na posamezno značilno obratovalno stanje pri stalni hitrosti, zaviranju, pospeševanju ali prostem teku, sta edini modelirani stanji stalna hitrost (velja tudi pri zaviranju in pospeševanju vlaka) in prosti tek. Modelirana moč vira ustreza samo stanju največje obremenitve, kar pomeni, da je LW,0,const,i  = LW,0,idling,i . Poleg tega LW,0,idling,i ustreza prispevku vseh fizičnih virov na danem vozilu na določeni višini, kot je opisano v oddelku 2.3.1.

LW,0,idling,i je izražen kot vir statičnega hrupa vozila v prostem teku za trajanje delovanja v prostem teku in se modelira kot fiksen točkovni vir, kot je opisano v naslednjem poglavju o industrijskem hrupu. Upošteva se le, če so vlaki v prostem teku več kot pol ure.

Te vrednosti se lahko pridobijo na podlagi meritev na vseh virih v vsakem obratovalnem stanju ali pa se določijo ločeno za delne vire, pri čemer se določita njihova odvisnost od parametrov in relativna moč. To se lahko opravi z meritvami na mirujočem vozilu s spreminjanjem hitrosti gredi vlečne opreme v skladu s standardom ISO 3095:2005. Po potrebi se določijo vrednosti za več virov hrupa vlečnih vozil, ki morda niso vsi neposredno odvisni od hitrosti vlaka:

hrup pogonskega sistema, kot so dizelski motorji (vključno z dovodom, izpuhom in ohišjem motorja), menjalniki in električni generatorji, ki je odvisen predvsem od števila vrtljajev na minuto, ter električnih virov, kot so pretvorniki, ki je lahko odvisen predvsem od obremenitve,

hrup ventilatorjev in hladilnih sistemov, ki je odvisen od števila vrtljajev ventilatorjev; v nekaterih primerih so lahko ventilatorji priključeni neposredno na sistem prenosa moči,

nestalni viri, kot so kompresorji, ventili ter drugi viri z značilnim trajanjem delovanja in ustreznim popravkom delovnega cikla za emisije hrupa.

Delovanje vsakega od teh virov se lahko spreminja glede na posamezno obratovalno stanje, zato se hrup vlečnih vozil ustrezno določi. Moč vira se določi na podlagi meritev, ki se opravijo v nadzorovanih pogojih. Na splošno imajo lokomotive različne obremenitve, saj se lahko število vlečenih vozil in s tem izhodna moč bistveno razlikujejo, medtem ko je obremenitev jasnejša pri vlakih s fiksnimi postavitvami, kot so električni motorni vlaki, dizelski motorni vlaki in vlaki za visoke hitrosti.

Zvočna moč vira ni vnaprej pripisana določeni višini vira, zato je izbira višine odvisna od določene vrste hrupa in obravnavanega vozila. Modelira se na viru A (h = 1) in na viru B (h = 2).

Aerodinamični hrup

Aerodinamični hrup je pomemben le pri visokih hitrostih nad 200 km/h, zato je treba najprej preveriti, ali ga je treba pri izračunu dejansko upoštevati. Če so znane hrapavost in prenosne funkcije za kotalni hrup, se lahko ekstrapolirajo na višje hitrosti in opravi se lahko primerjava z obstoječimi podatki za visoke hitrosti, da se preveri, ali so ravni višje zaradi aerodinamičnega hrupa. Če hitrosti vlakov v omrežju presegajo 200 km/h, vendar so omejene na največ 250 km/h, pri nekaterih oblikah vozil ni treba vključiti aerodinamičnega hrupa.

Prispevek aerodinamičnega hrupa je podan kot funkcija hitrosti:

Formula

dB

za h = 1

(2.3.13),

Formula

dB

za h = 2

(2.3.14),

pri čemer so

 

v 0 hitrost, pri kateri prevladuje aerodinamični hrup in ki je določena na 300 km/h;

 

LW,0,1,i referenčna zvočna moč, določena na podlagi meritev na dveh ali več točkah merjenja, za vire na znanih višinah virov, na primer na višini prvega podstavnega vozička;

 

LW,0,2,i referenčna zvočna moč, določena na podlagi meritev na dveh ali več točkah merjenja, za vire na znanih višinah virov, na primer na višini vdolbin za pantografe;

 

α1,i koeficient, določen na podlagi meritev na dveh ali več točkah merjenja, za vire na znanih višinah virov, na primer na višini prvega podstavnega vozička;

 

α2,i koeficient, določen na podlagi meritev na dveh ali več točkah merjenja, za vire na znanih višinah virov, na primer na višini vdolbin za pantografe.

Usmerjenost vira

Horizontalna usmerjenost ΔLW,dir,hor,i v dB je podana na vodoravni ravnini, pri čemer se lahko samodejno predpostavlja, da je to dipol za kotalni in udarni učinek (tirni stiki itd.), učinke cviljenja, zaviranja in ventilatorjev ter aerodinamične učinke, in se izračuna za vsak i-ti frekvenčni pas na naslednji način:

ΔLW,dir,hor,i = 10 × lg(0,01 + 0,99 · sin2 φ)

(2.3.15).

Vertikalna usmerjenost ΔLW,dir,ver,i v dB je podana na navpični ravnini za vir A (h = 1) kot funkcija centralne frekvence fc,i vsakega i-tega frekvenčnega pasu in za –π/2 < ψ < π/2 z enačbo:

Formula

(2.3.16).

Za vir B (h = 2) za aerodinamični učinek:

ΔLW,dir,ver,i = 10 × lg(cos2 ψ)

za ψ < 0

(2.3.17),

ΔLW,dir,ver,i = 0 za druge vrednosti.

Usmerjenost ΔLdir,ver,i se pri viru B (h = 2) ne upošteva za druge učinke, saj se za te vire v tem položaju predpostavlja, da so usmerjeni v vse smeri.

2.3.3   Dodatni učinki

Popravek za oddajanje iz konstrukcij (mostov in viaduktov)

Če je odsek proge na mostu, je treba upoštevati dodatni hrup, ki ga povzročajo vibracije mostu, ki so posledica prisotnosti vlaka. Zaradi zapletenih oblik mostov modeliranje emisij mosta kot dodatnega vira ni preprosto, zato se namesto hrupa, ki ga oddaja most, uporabi ustrezno povečanje kotalnega hrupa. Povečanje se modelira izključno tako, da se zvočna moč za vsak terčni pas poveča za enako vrednost. Pri tem popravku se spremeni samo zvočna moč kotalnega hrupa in namesto LW,0,rolling – only,i se uporabi nova vrednost LW,0,rolling – and – bridge,i :

LW,0,rolling–and–bridge,i = LW,0,rolling–only,i + Cbridge

dB

(2.3.18),

pri čemer sta Cbridge konstanta, ki je odvisna od vrste mostu, in LW,0,rolling – only,i zvočna moč kotalnega hrupa na tem mostu, ki je odvisna samo od lastnosti vozila in proge.

Popravek za druge vire hrupa, povezane z železniškim prometom

Prisotni so lahko tudi različni viri, ki so povezani s hrupom železniškega prometa, kot so depoji, območja za natovarjanje in raztovarjanje, postaje, zvonci, zvočniki na postajah itd. Ti viri se obravnavajo kot viri industrijskega hrupa (nepremični viri hrupa) in se po potrebi modelirajo v skladu z naslednjim poglavjem o industrijskem hrupu.

2.4   Industrijski hrup

2.4.1   Opis vira

Razvrstitev virov (točkovni, linijski in ploskovni)

Industrijski viri so različnih velikosti. Lahko so veliki industrijski obrati ali pa majhni koncentrirani viri, kot so manjša orodja ali delujoči stroji, ki se uporabljajo v tovarnah. Zato je treba za posamezen obravnavani vir uporabiti ustrezno tehniko modeliranja. Glede na mere in način, kako so posamezni viri, ki pripadajo istemu industrijskemu območju, razporejeni po tem območju, se lahko ti viri modelirajo kot točkovni, linijski ali ploskovni viri. V praksi izračuni hrupa vedno temeljijo na točkovnih virih, vendar se lahko več točkovnih virov uporabi tako, da tvorijo resnično kompleksen vir, ki se večinoma razteza v črti ali čez območje.

Število in položaj enakovrednih virov hrupa

Resnični viri hrupa se modelirajo na podlagi enakovrednih virov hrupa, ki so sestavljeni iz enega ali več točkovnih virov, tako da skupna zvočna moč resničnega vira ustreza vsoti posameznih zvočnih moči različnih točkovnih virov.

Splošna pravila, ki se uporabljajo pri določitvi števila točkovnih virov, ki jih je treba uporabiti, so:

linijski ali površinski vir, katerega največja mera je manjša od polovice razdalje med virom in sprejemnikom, se lahko modelira kot en točkovni vir,

vir, katerega največja mera je večja od polovice razdalje med virom in sprejemnikom, bi bilo treba modelirati kot sklop nekoherentnih točkovnih virov, razporejenih v liniji, ali sklop nekoherentnih točkovnih virov, razporejenih po območju, pri čemer vsi ti viri izpolnjujejo pogoj v zvezi s polovico razdalje. Razporeditev po območju lahko vključuje vertikalno razporeditev točkovnih virov,

pri virih, katerih največje mere višine presegajo 2 m ali so blizu tal, je treba posebno pozornost posvetiti višini vira. Podvojitev števila virov in njihova prerazporeditev samo po komponenti z ne smeta zagotoviti občutno boljših rezultatov za ta vir,

pri kakršnem koli viru podvojitev števila virov po območju vira (v vseh dimenzijah) ne sme zagotoviti bistveno boljših rezultatov.

Položaja enakovrednih virov hrupa ni mogoče fiksno določiti, saj ima lahko industrijsko območje veliko različnih konfiguracij. Običajno se uporabljajo dobre prakse.

Emisije zvočne moči

Splošno

Naslednje informacije so celoten nabor vhodnih podatkov za izračune širjenja zvoka z uporabo metod, ki se uporabljajo za kartiranje hrupa:

spekter ravni oddane zvočne moči v oktavnih pasovih,

delovni čas (dan, večer, noč, na podlagi letnega povprečja),

položaj (koordinati x, y) in višina (z) vira hrupa,

vrsta vira (točkovni, linijski ali ploskovni),

mere in orientacija,

obratovalno stanje vira,

usmerjenost vira.

Zvočno moč točkovnih, linijskih in ploskovnih virov je treba opredeliti, kot sledi:

za točkovni vir se zvočna moč LW in usmerjenost določita kot funkcija treh pravokotnih koordinat (x, y, z),

opredeliti je mogoče dve vrsti linijskih virov:

za linijske vire, kot so tekoči trakovi, cevovodi itd., se zvočna moč na meter dolžine LW ′ in usmerjenost določita kot funkcija dveh pravokotnih koordinat na os linijskega vira,

linijski viri, kot so premikajoča se vozila, od katerih je vsako povezano z zvočno močjo LW in usmerjenostjo kot funkcijo dveh pravokotnih koordinat na os linijskega vira ter zvočno močjo na meter LW ′, ki je izpeljana na podlagi hitrosti in števila vozil, ki vozijo vzdolž te linije podnevi, zvečer in ponoči. Popravek za delovni čas CW , ki se doda zvočni moči vira, da se opredeli popravljena zvočna moč, ki se uporabi pri izračunih za posamezno časovno obdobje, se izračuna na naslednji način in izrazi v dB:

Formula

(2.4.1),

pri čemer so

V

hitrost vozila [v km/h];

n

število prevozov vozil v posameznem obdobju [–];

l

skupna dolžina vira [v m],

za ploskovni vir se določi zvočna moč na kvadratni meter LW/m2 brez usmerjenosti (lahko je vodoravna ali navpična).

Delovni čas je bistven vhodni podatek za izračun ravni hrupa. Določi se za dnevni, večerni in nočni čas in, če se v zvezi s širjenjem uporabljajo različne vremenske kategorije, opredeljene za vsako posamezno dnevno, nočno in večerno obdobje, se delovni čas poda podrobneje v krajših obdobjih, ki ustrezajo porazdelitvi vremenskih kategorij. Ta podatek temelji na letnem povprečju.

Popravek za delovni čas CW , ki se doda zvočni moči vira, da se določi popravljena zvočna moč, ki se uporabi za izračune za posamezna obdobja, se izračuna na naslednji način in izrazi v dB:

Formula

(2.4.2),

pri čemer sta

 

T čas dejavnosti vira v posameznem obdobju na podlagi letnega povprečja, izražen v urah;

 

T ref referenčno obdobje v urah (npr. dan pomeni 12 ur, večer pomeni 4 ure in noč pomeni 8 ur).

Za bolj prevladujoče vire se popravek za letno povprečje delovnega časa oceni vsaj v mejah odstopanja 0,5 dB, da se doseže sprejemljiva natančnost (to odstopanje ustreza negotovosti izračuna obdobja dejavnosti vira, manjši od 10 %).

Usmerjenost vira

Usmerjenost vira je tesno povezana z oddaljenostjo enakovrednega vira hrupa od bližnjih površin. Metoda za izračun širjenja upošteva odboj od bližnje površine in njeno absorpcijo zvoka, zato je treba skrbno proučiti položaj bližnjih površin. Na splošno se vedno razlikuje med naslednjima primeroma:

zvočna moč in usmerjenost vira se določita glede na določen resnični vir, če je ta v prostem zvočnem polju (učinek terena je izključen). To je v skladu z opredelitvami v zvezi s širjenjem zvoka, če se predpostavlja, da v bližini ni površin, ki bi bile od vira oddaljene manj kot 0,01 m, medtem ko so površine, ki so od vira oddaljene 0,01 m ali več, vključene v izračun širjenja,

zvočna moč in usmerjenost vira se določita glede na določen resnični vir, kadar je ta na posebnem mestu in sta zato njegova zvočna moč in usmerjenost dejansko „enakovredni“, saj vključujeta modeliranje učinka bližnjih površin. Ta zvočna moč in usmerjenost se določita v „polprostem zvočnem polju“ v skladu z opredelitvami v zvezi s širjenjem zvoka. V tem primeru so modelirane bližnje površine izključene iz izračuna širjenja.

Usmerjenost se v izračunu izrazi kot faktor ΔLW,dir,xyz (x, y, z), ki se doda zvočni moči, da se pridobi ustrezna usmerjena zvočna moč referenčnega vira hrupa, povezana s širjenjem zvoka v dani smeri. Ta faktor se lahko poda kot funkcija smernega vektorja, opredeljenega na podlagi (x,y,z) z enačbo Formula. Ta usmerjenost se lahko izrazi tudi v drugih koordinatnih sistemih, kot so polarni koordinatni sistemi.

2.5   Izračun širjenja hrupa za cestne, železniške in industrijske vire

2.5.1   Področje uporabe metode

Ta dokument določa metodo za izračun slabljenja hrupa med njegovim širjenjem na prostem. Na podlagi znanih lastnosti vira ta metoda predvidi ekvivalentno stalno raven zvočnega tlaka v točki sprejemnika, ki ustreza dvema določenima vrstama atmosferskih pogojev:

širjenje od vira do sprejemnika ob lomu v smeri navzdol (pozitivni vertikalni gradient dejanske hitrosti zvoka),

homogeni atmosferski pogoji (ničelni vertikalni gradient dejanske hitrosti zvoka) na celotnem območju širjenja.

Metoda izračuna, opisana v tem dokumentu, velja za industrijske infrastrukture in infrastrukture za kopenski promet. Zato velja zlasti za cestne in železniške infrastrukture. Letalski promet je vključen v področje uporabe metode samo v zvezi s hrupom, ki nastaja med obratovanjem na tleh, kar izključuje vzlet in pristanek.

Industrijske infrastrukture, ki oddajajo impulzni ali močan tonalni hrup, kot sta opisana v standardu ISO 1996-2:2007, ne spadajo v področje uporabe te metode.

Metoda izračuna ne zagotavlja rezultatov za pogoje širjenja ob lomu v smeri navzgor (negativni vertikalni gradient dejanske hitrosti zvoka), vendar se ti pogoji pri izračunu Lden približajo homogenim pogojem.

Za izračun slabljenja zaradi atmosferske absorpcije v primeru prometne infrastrukture se temperatura in vlažnost izračunata v skladu s standardom ISO 9613-1:1996.

Metoda zagotavlja rezultate za posamezne oktavne pasove od 63 Hz do 8 000 Hz. Izračuni se opravijo za vsako centralno frekvenco.

Modelirana delna pokrivala in ovire, katerih nagib glede na vertikalo je večji od 15°, ne spadajo v področje uporabe te metode izračuna.

En zaslon se izračuna kot enkratni uklon, dva ali več zaslonov na isti poti pa se obravnavajo kot zaporedje enkratnih uklonov z uporabo postopka, ki je opisan v nadaljevanju.

2.5.2   Uporabljene opredelitve

Vse razdalje, višine, mere in nadmorske višine, navedene v tem dokumentu, so izražene v metrih (m).

Oznaka MN pomeni razdajo v treh dimenzijah (3D) med točkama M in N, izmerjeno po ravni črti, ki povezuje ti dve točki.

Oznaka M̂N pomeni dolžino ukrivljene poti med točkama M in N v ugodnih pogojih.

Običajno se dejanske višine merijo v navpični smeri oziroma pravokotno na vodoravno ravnino. Višine točk nad bližnjimi tlemi so označene s črko h, absolutne višine točk in absolutna višina tal pa z veliko tiskano črko H.

Da bi se upošteval dejanski relief pokrajine vzdolž poti širjenja, je uveden pojem „enakovredna višina“, ki je označena s črko z. Ta višina nadomešča dejanske višine v enačbah za učinke tal.

Ravni zvoka, ki so označene z veliko tiskano črko L, so izražene v decibelih (dB) za posamezen frekvenčni pas, če je indeks A izpuščen. Ravni zvoka, izražene v decibelih dB(A), imajo pripisan indeks A.

Vsota ravni zvoka zaradi medsebojno nekoherentnih virov je označena z znakom  v skladu z naslednjo opredelitvijo:

Image

(2.5.1).

2.5.3   Geometrijski premisleki

Segmentacija virov

Resnični viri so opisani kot sklopi točkovnih virov, v primeru železniškega ali cestnega prometa pa kot nekoherentni linijski viri. Metoda izračuna širjenja predpostavlja, da so linijski ali ploskovni viri predhodno razdeljeni na več enakovrednih točkovnih virov. Do te razdelitve lahko pride med predhodno obdelavo podatkov o viru ali pa v okviru uporabe komponente za označevanje poti programske opreme za izračun. Sredstva, s katerimi se opravi ta razdelitev, ne spadajo na področje uporabe sedanje metodologije.

Poti širjenja

Metoda temelji na geometrijskem modelu, ki je sestavljen iz nabora povezanih talnih površin in površin ovir. Navpična pot širjenja se postavi na eno ali več navpičnih ravnin glede na vodoravno ravnino. Za poti, ki vključujejo odboje na navpične površine, ki niso pravokotne na vpadno ravnino, se naknadno upošteva dodatna navpična ravnina, ki vključuje odbiti del poti širjenja. V teh primerih, ko se za opis celotne poti od vira do sprejemnika uporabi več navpičnih ravnin, se te ravnine nato sploščijo kot razpirajoča se španska stena.

Velike višine nad tlemi

Enakovredne višine se določijo na podlagi srednje ravnine tal med virom in sprejemnikom. S tem se dejanska tla nadomestijo s fiktivno ravnino, ki predstavlja srednji profil pokrajine.

Slika 2.5.a

Enakovredna višina glede na tla

Image

1

:

dejanski relief

2

:

srednja ravnina

Enakovredna višina točke je njena višina, izmerjena pravokotno na srednjo ravnino tal. Na tej podlagi se lahko določita enakovredna višina vira zs in enakovredna višina sprejemnika zr. Razdalja med virom in sprejemnikom, projicirana prek srednje ravnine tal, je označena z d p.

Če je enakovredna višina točke negativna, tj. če je točka pod srednjo ravnino tal, se ohrani višina nič in enakovredna točka je povsem enaka svoji možni preslikani točki.

Izračun srednje ravnine

Topografija (vključno s terenom, hribi, brežinami in drugimi umetnimi ovirami, stavbami ...) na ravnini poti se lahko opiše z urejenim nizom diskretnih točk (xk, Hk ); k є {1,…,n}. Ta niz točk tvori lomljeno črto ali enakovredno zaporedje ravnih segmentov Hk = akx + bk , x є [xk , xk + 1 ]; k є {1,…,n}, pri čemer je:

 

ak = (Hk + 1 – Hk )/(xk + 1 – xk )

(2.5.2).

bk = (Hk · xk + 1 – Hk + 1 · xk )/(xk + 1 – xk )

Srednja ravnina je predstavljena z ravno črto Z = ax + b; x є [x 1, xn ], ki se lomljeni črti prilagodi po metodi najmanjših kvadratov. Enačba srednje črte se lahko razvije na analitičen način.

Z uporabo

 

Formula

(2.5.3).

Formula

Koeficienti ravne črte so podani z enačbama:

 

Formula

(2.5.4),

Formula

pri čemer se segmenti z xk + 1 = xk ne upoštevajo pri enačbi 2.5.3.

Odboj od pročelij stavb in drugih navpičnih ovir

Prispevki odboja se upoštevajo z uvedbo navideznih virov, kot je opisano v nadaljevanju.

2.5.4   Model širjenja zvoka

Izračuni za sprejemnik R se opravijo po naslednjih korakih:

(1)

za vsako pot širjenja:

izračun slabljenja hrupa v ugodnih pogojih,

izračun slabljenja hrupa v homogenih pogojih,

izračun dolgoročne ravni zvoka za vsako pot;

(2)

akumulacija dolgoročnih ravni zvoka za vse poti, ki vplivajo na določeni sprejemnik, kar omogoča izračun skupne ravni zvoka v točki sprejemnika.

Opozoriti je treba, da vremenske razmere vplivajo samo na slabljenje zaradi učinka tal (Aground ) in uklona zvoka (Adif ).

2.5.5   Postopek izračuna

Za točkovni vir S z usmerjeno zvočno močjo Lw,0,dir in za dani frekvenčni pas se ekvivalentna stalna raven zvočnega tlaka v točki sprejemnika R v danih vremenskih razmerah izračuna po spodnjih enačbah.

Raven zvoka v ugodnih pogojih (LF) za pot (S, R)

LF = LW,0,dir – AF

(2.5.5)

Člen AF predstavlja skupno slabljenje vzdolž poti širjenja v ugodnih pogojih in se razčleni na naslednji način:

LF = Adiv + Aatm + Aboundary,F

(2.5.6),

pri čemer so

 

Adiv slabljenje zaradi geometrijske divergence;

 

Aatm slabljenje zaradi atmosferske absorpcije;

 

Aboundary,F slabljenje zaradi omejitev sredstva razširjanja v ugodnih pogojih. Vsebuje lahko naslednja člena:

 

Aground,F , ki je slabljenje zaradi tal v ugodnih pogojih;

 

Adif,F , ki je slabljenje zaradi uklona v ugodnih pogojih.

Za dano pot in frekvenčni pas sta na voljo naslednji dve možnosti:

Aground,F se izračuna brez uklona (Adif,F  = 0 dB) in Aboundary,F  = Aground,F ,

ali pa se izračuna Adif,F . Učinek tal se upošteva v sami enačbi za Adif,F (Aground,F  = 0 dB). Na podlagi tega zato velja Aboundary,F  = Adif,F .

Raven zvoka v homogenih pogojih (LH) za pot (S, R)

Postopek je popolnoma enak tistemu za ugodne pogoje, predstavljenemu v prejšnjem oddelku.

LH = LW,0,dir – AH

(2.5.7)

Člen AH predstavlja skupno slabljenje vzdolž poti širjenja v homogenih pogojih in se razčleni na naslednji način:

AH = Adiv + Aatm + Aboundary,H

(2.5.8),

pri čemer so

 

Adiv slabljenje zaradi geometrijske divergence;

 

Aatm slabljenje zaradi atmosferske absorpcije;

 

Aboundary,H slabljenje zaradi omejitev sredstva razširjanja v homogenih pogojih. Vsebuje lahko naslednja člena:

 

Αground,H , ki je slabljenje zaradi tal v homogenih pogojih;

 

Adif,H , ki je slabljenje zaradi uklona v homogenih pogojih.

Za dano pot in frekvenčni pas sta na voljo naslednji dve možnosti:

Αground,H (Adif,H  = 0 dB) se izračuna brez uklona in Aboundary,H  = Αground,H ,

ali pa se izračuna Adif,H (Αground,H  = 0 dB). Učinek tal se upošteva v sami enačbi za Adif,H . Na podlagi tega zato velja Aboundary,H  = Adif,H .

Statistični pristop na mestnih območjih za pot (S, R)

Na mestnih območjih je dovoljen tudi statistični pristop k izračunu širjenja zvoka za prvo vrsto stavb, če je taka metoda ustrezno dokumentirana, vključno z ustreznimi informacijami o kakovosti metode. Ta metoda lahko nadomesti izračuna Aboundary,H in Aboundary,F s približkom skupnega slabljenja za neposredno pot in vse odboje. Ta izračun temelji na povprečni gostoti stavb in povprečni višini vseh stavb na območju.

Dolgoročna raven zvoka za pot (S, R)

„Dolgoročna“ raven zvoka vzdolž poti, ki se začne pri danem točkovnem viru, se izračuna na podlagi vsote logaritmov vrednotene zvočne energije v homogenih pogojih in zvočne energije v ugodnih pogojih.

Te ravni zvoka se vrednotijo s srednjo pogostostjo p ugodnih pogojev v smeri poti (S, R):

Formula

(2.5.9).

Opomba: Vrednosti pogostosti p se izrazijo v odstotkih. Na primer, če je vrednost pogostosti 82 %, je p v enačbi (2.5.9) enak 0,82.

Dolgoročna raven hrupa na točki R za vse poti

Skupna dolgoročna raven hrupa v točki sprejemnika za posamezni frekvenčni pas se izračuna s seštetjem energijskih prispevkov vseh poti N, kar vključuje vse vrste:

Formula

(2.5.10),

pri čemer je

n indeks poti med S in R.

V nadaljevanju je opisano, kako se upoštevajo odboji s pomočjo navideznih virov. Za odstotek pogostosti ugodnih pogojev v primeru poti, odbite od navpične ovire, se šteje, da je enak odstotku pogostosti pri neposredni poti.

Če je S′ navidezni vir vira S, se za pogostost p′ na poti (S′, R) šteje, da je enaka pogostosti p na poti (Si , R).

Dolgoročna raven hrupa na točki R v decibelih A (dBA)

Skupna raven hrupa v decibelih A (dBA) se izračuna s seštetjem ravni v vsakem frekvenčnem pasu:

Formula

(2.5.11),

pri čemer je i indeks frekvenčnega pasu. AWC je A-vrednoteni popravek v skladu z mednarodnim standardom IEC 61672-1:2003.

Ta raven LAeq,LT je končni rezultat, tj. dolgoročna A-vrednotena raven zvočnega tlaka v točki sprejemnika v določenem referenčnem časovnem intervalu (npr. dan, večer ali noč ali krajše obdobje v dnevnem, večernem ali nočnem času).

2.5.6   Izračun širjenja hrupa za cestne, železniške in industrijske vire

Geometrijska divergenca

Slabljenje zaradi geometrijske divergence Adiv ustreza zmanjšanju ravni hrupa zaradi razdalje širjenja. Za točkovni vir hrupa v prostem zvočnem polju se slabljenje v dB izračuna na naslednji način:

Adiv = 20 × lg(d) + 11

(2.5.12),

pri čemer je d neposredna 3D poševna razdalja med virom in sprejemnikom.

Atmosferska absorpcija

Slabljenje zaradi atmosferske absorpcije A atm med širjenjem vzdolž razdalje d je izračunano v dB z naslednjo enačbo:

Aatm = αatm · d/1 000

(2.5.13),

pri čemer sta

 

d neposredna 3D poševna razdalja med virom in sprejemnikom v m;

 

αatm koeficient slabljenja zaradi atmosferskega vpliva v dB/km pri nazivni centralni frekvenci za vsak frekvenčni pas v skladu s standardom ISO 9613-1.

Vrednosti koeficienta αatm so podane za temperaturo 15 °C, 70-odstotno relativno vlažnost in atmosferski tlak 101 325 Pa. Izračunane so z natančnimi centralnimi frekvencami frekvenčnega pasu. Te vrednosti so v skladu s standardom ISO 9613-1. Če so na voljo vremenski podatki, se uporabijo dolgoročni povprečni vremenski podatki.

Učinek tal

Slabljenje zaradi učinka tal je predvsem posledica interference odbitega zvoka in zvoka, ki se širi neposredno od vira do sprejemnika. Ta učinek je fizično povezan z absorpcijo zvoka v tla, nad katerimi se širijo zvočni valovi. Vendar je tudi močno odvisen od atmosferskih pogojev med širjenjem, saj upogibanje žarkov spremeni višino poti nad tlemi in poveča ali zmanjša učinke tal in pokrajine v bližini vira.

Če na širjenje med virom in sprejemnikom vpliva kakršna koli ovira na ravnini širjenja, se učinek tal izračuna ločeno za del poti na strani vira in del poti na strani sprejemnika. V tem primeru se zs in zr nanašata na položaj enakovrednega vira in/ali položaj sprejemnika, kot je navedeno v nadaljevanju, kjer je predstavljen izračun uklona Adif .

Zvočna karakterizacija tal

Zvočno absorpcijske lastnosti tal so povezane predvsem z njihovo poroznostjo. Zbita tla zvok na splošno odbijajo, porozna tla pa ga absorbirajo.

Zaradi operativnih zahtev izračuna je absorpcija zvoka v tla predstavljena z brezrazsežnim koeficientom G, katerega vrednost znaša od 0 do 1. Koeficient G ni odvisen od frekvence. V preglednici 2.5.a so navedene vrednosti G za tla na prostem. Na splošno povprečne vrednosti koeficienta G vzdolž poti znašajo od 0 do 1.

Preglednica 2.5.a

Vrednosti G za različne vrste tal

Opis

Vrsta

(kPa · s/m2)

Vrednost G

Zelo mehka (sneg ali z mahom poraščena tla)

A

12,5

1

Mehka gozdna tla (gosto poraščena s kratkim resjem ali mahom)

B

31,5

1

Nezbita rahla tla (šota, trava, rahla zemlja)

C

80

1

Običajna nezbita tla (gozdna tla, pašniki)

D

200

1

Zbita polja in gramoz (zbite trate, parki)

E

500

0,7

Zbita tla (makadamske ceste in parkirišča)

F

2 000

0,3

Trde površine (večina običajnih asfaltnih in betonskih površin)

G

20 000

0

Zelo trde in zbite površine (gost asfalt, beton, voda)

H

200 000

0

Gpath je opredeljen kot del vpojnih tal vzdolž celotne obravnavane poti.

Če sta vir in sprejemnik tako blizu, da velja dp  ≤ 30 (zs  + zr ), je razlika med vrsto tal v bližini vira in vrsto tal v bližini sprejemnika zanemarljiva. Da bi se to upoštevalo, se faktor tal Gpath na koncu popravi, kot sledi:

G′path =

Formula

if d p ≤ 30(z s + z r)

(2.5.14),

Gpath

otherwise

pri čemer je Gs faktor tal za območje vira. Gs = 0 za cestne površine (4) in tire na betonski plošči. Gs = 1 za železniške tire na gramozni gredi. Ni splošnega odgovora za industrijske vire in obrate.

Faktor G je lahko povezan z upornostjo toka.

Slika 2.5.b

Določitev koeficienta tal Gpath vzdolž poti širjenja

Image

Image

Naslednja pododdelka o izračunih v homogenih in ugodnih pogojih uvajata splošni oznaki Ḡw in Ḡm za absorpcijo v tla. V preglednici 2.5.b je prikazano ujemanje med tema oznakama ter spremenljivkama Gpath in G′path .

Preglednica 2.5.b

Ujemanje med Ḡw inm ter (G path, G'path)

 

Homogeni pogoji

Ugodni pogoji

Aground

Δground(S,O)

Δground(O,R)

Ag round

Δground(S,O)

Δground(O,R)

w

G′path

Gpath

m

G′path

Gpath

G′path

Gpath

Izračuni za homogene pogoje

Slabljenje zaradi učinka tal v homogenih pogojih se izračuna po naslednjih enačbah:

če Gpath ≠ 0

Formula

(2.5.15),

pri čemer je:

Image

fm nazivna centralna frekvenca obravnavanega frekvenčnega pasu v Hz, c hitrost zvoka v zraku, za katero se šteje, da je enaka 340 m/s, Cf pa se določi na naslednji način:

Formula

(2.5.16),

pri čemer se vrednosti w izračunajo z naslednjo enačbo:

Image

(2.5.17).

w je lahko enak Gpath ali G′path , kar je odvisno od tega, ali je učinek tal izračunan z uklonom ali brez njega, in od narave tal pod virom (resnični vir ali vir z uklonom). To je opisano v naslednjih pododdelkih in povzeto v preglednici 2.5.b.

Image

(2.5.18)

je spodnja meja Aground,H .

Za pot (S i, R) v homogenih pogojih brez uklona velja:

 

wG′path ;

 

mG′path .

Če je prisoten uklon, glej oddelek o uklonu za opredelitvi Ḡw in Ḡm.

Če je Gpath  = 0: Aground,H  = – 3 dB

Člen – 3(1 – Ḡm) upošteva dejstvo, da prvi odboj na strani vira ni več na cestni površini, ampak na naravnih tleh, če sta vir in sprejemnik daleč narazen.

Izračun za ugodne pogoje

Učinek tal v ugodnih pogojih se izračuna po enačbi za Aground,H , če se izvedejo naslednje spremembe:

 

če Gpath  ≠ 0

(a)

v enačbi za Aground,H se višina z s nadomesti z z s + δ z s + δ z T, višina z r pa z z r + δ z r + δ z T, če:

 

Formula

(2.5.19),

Formula

a o = 2 × 10– 4 m– 1 je obratna vrednost polmera ukrivljenosti,

Formula

(b)

spodnja meja Aground,F je odvisna od geometrije poti:

Image

(2.5.20);

 

če Gpath  = 0

A ground,F = Aground,F,min

Popravka višin δ z s in δ z r izražata učinek upogibanja zvočnih žarkov. δ z T predstavlja učinek turbulence.

m je lahko tudi enak Gpath ali G′path , kar je odvisno od tega, ali je učinek tal izračunan z uklonom ali brez njega, in od narave tal pod virom (resnični vir ali vir z uklonom). To je opisano v naslednjih pododdelkih.

Za pot (S i, R) v ugodnih pogojih brez uklona velja:

 

wGpath v enačbi (2.5.17);

 

mG′path .

Če je prisoten uklon, glej naslednji oddelek za opredelitvi Ḡw in Ḡm.

Uklon

Praviloma se uklon prouči na vrhu vsake ovire, ki je na poti širjenja. Če gre pot „dovolj visoko“ čez uklonski vrh, se lahko določi Adif  = 0 in izračuna neposredna pot, zlasti z ovrednotenjem Aground .

V praksi se za vsako centralno frekvenco frekvenčnega pasu razlika δ primerja z vrednostjo – λ/20. Če ovira ne povzroči uklona, kar se ugotovi na primer v skladu z Rayleighovimi merili, ni potrebe po izračunu Adif za obravnavani frekvenčni pas. Drugače povedano, v tem primeru velja Adif  = 0. Sicer se Adif izračuna, kot je opisano v tem delu dokumenta. To pravilo velja za homogene in ugodne pogoje ter za enkraten in večkraten uklon.

Če se za določen frekvenčni pas opravi izračun po postopku, opisanem v tem oddelku, se pri izračunu skupnega slabljenja šteje, da je Aground enak 0 dB. Učinek tal se upošteva neposredno v splošni enačbi za izračun uklona.

Enačbe, predlagane v tem oddelku, se uporabljajo za obravnavo uklona pri prehodu čez tanke in debele zaslone, stavbe in zemeljske nasipe (naravne ali umetne) ter čez robove brežin, usekov in viaduktov.

Če je na poti širjenja več ovir, ki povzročajo uklon, se te ovire obravnavajo kot večkratni uklon po postopku, opisanem v naslednjem oddelku o izračunu razlike poti.

Postopki, predstavljeni v tem oddelku, se uporabljajo za izračun slabljenja v homogenih in ugodnih pogojih. Upogibanje žarkov se upošteva pri izračunu razlike poti in izračunu učinkov tal pred uklonom in po njem.

Splošna načela

Na sliki 2.5.c je prikazana splošna metoda izračuna slabljenja zaradi uklona. Ta metoda temelji na razdelitvi poti širjenja na dva dela, in sicer na pot „na strani vira“, ki je pot od vira do točke uklona, in na pot „na strani sprejemnika“, ki je pot med točko uklona in sprejemnikom.

Izračunajo se naslednje vrednosti:

učinek tal na strani vira, Δ ground(S,O) ,

učinek tal na strani sprejemnika, Δ ground(O,R) ,

in trije ukloni:

med virom S in sprejemnikom R: Δ dif(S,R) ,

med navideznim virom S in R: Δ dif(S′,R) ,

med S in navideznim sprejemnikom R′: Δ dif(S,R′) .

Slika 2.5.c

Geometrija izračuna slabljenja zaradi uklona

Image

1

:

pot na strani vira

2

:

pot na strani sprejemnika

Pri čemer so

 

S vir;

 

R sprejemnik;

 

S′ navidezni vir glede na srednjo ravnino tal na strani vira;

 

R′ navidezni sprejemnik glede na srednjo ravnino tal na strani sprejemnika;

 

O točka uklona;

 

z s enakovredna višina vira S glede na srednjo ravnino na strani vira;

 

z o,s enakovredna višina točke uklona O glede na srednjo ravnino tal na strani vira;

 

z r enakovredna višina sprejemnika R glede na srednjo ravnino na strani sprejemnika;

 

z o,r enakovredna višina točke uklona O glede na srednjo ravnino tal na strani sprejemnika.

Nepravilnost tal med virom in točko uklona ter med točko uklona in sprejemnikom se upošteva prek enakovrednih višin, izračunanih glede na srednjo ravnino tal, najprej na strani vira, nato pa na strani sprejemnika (dve srednji talni ravnini), po metodi, opisani v pododdelku o velikih višinah nad tlemi.

Čisti uklon

Pri čistem uklonu, brez učinka tal, se slabljenje izračuna na naslednji način:

Δdif =

Formula

če

Formula

(2.5.21),

0

sicer

pri čemer so

Ch = 1

(2.5.22);

λ valovna dolžina pri nazivni centralni frekvenci obravnavanega frekvenčnega pasu;

δ razlika poti med uklonjeno potjo in neposredno potjo (glej naslednji pododdelek o izračunu razlike poti);

C″ koeficient, s katerim se upošteva večkratni uklon:

C″ = 1 za enkratni uklon.

Če je e skupna razdalja vzdolž poti, tj. O1 do O2 + O2 do O3 + O3 do O4 po „metodi elastike“ (glej sliki 2.5.d in 2.5.f), in če e presega 0,3 m (sicer velja C″ = 1), se ta koeficient za večkratni uklon izračuna na naslednji način:

Image

(2.5.23).

Za vrednosti Δdif velja:

če je Δ dif  < 0: Δ dif  = 0 dB,

če je Δ dif  > 25: Δ dif  = 25 dB za uklon na vodoravnem robu in samo za člen Δdif, ki je vključen v izračun Adif . Ta zgornja meja se ne uporablja za člene Δdif, ki so vključeni v izračun Δ ground , ali za uklon na navpičnih robovih (bočni uklon) v okviru kartiranja industrijskega hrupa.

Izračun razlike poti

Razlika poti δ se izračuna na navpični ravnini, na kateri sta vir in sprejemnik. To je približek po Fermatovemu načelu. Ta približek se tu še vedno uporablja (linijski viri). Razlika poti δ se izračuna, kot je prikazano na naslednjih slikah, odvisno od danega položaja.

Homogeni pogoji

Slika 2.5.d

Izračun razlike poti v homogenih pogojih. O, O 1 in O 2 so točke uklona

Image

Opomba: Za vsako konfiguracijo se izrazi δ.

Ugodni pogoji

Slika 2.5.e

Izračun razlike poti v ugodnih pogojih (enkratni uklon)

Image

V ugodnih pogojih se šteje, da imajo trije ukrivljeni zvočni žarki SO, OR in SR enak polmer ukrivljenosti Γ, ki je opredeljen kot:

Γ = max(100 0,8d)

(2.5.24).

Dolžina krivulje zvočnega žarka MN je v ugodnih pogojih označena z M̂N. Ta dolžina je enaka:

Image

(2.5.25).

Načeloma naj bi se pri izračunu razlike poti v ugodnih pogojih δF upoštevali trije položaji (glej sliko 2.5.e). V praksi zadostujeta dve enačbi:

če je ravni zvočni žarek SR zakrit z oviro (prvi in drugi primer na sliki 2.5.e):

Image

(2.5.26),

če ravni zvočni žarek SR ni zakrit z oviro (tretji primer na sliki 2.5.e):

Image

(2.5.27),

pri čemer je A presečišče ravnega zvočnega žarka SR in podaljška ovire, ki povzroča uklon.

Za večkratni uklon v ugodnih pogojih:

se določi konveksna ogrinjača, ki jo opredeljujejo različni morebitni uklonski vrhovi,

se izključijo uklonski vrhovi in se ne dotikajo konveksne ogrinjače,

se izračuna δF na podlagi dolžine ukrivljenega zvočnega žarka, in sicer tako, da se uklonjena pot razdeli na toliko ukrivljenih segmentov, kot je potrebno (glej sliko 2.5.f).

Image

(2.5.28)

Slika 2.5.f

Primer izračuna razlike poti v ugodnih pogojih pri večkratnem uklonu

Image

V primeru na sliki 2.5.f se razlika poti izračuna na naslednji način:

Image

(2.5.29).

Izračun slabljenja Adif

Slabljenje zaradi uklona se ob upoštevanju učinkov tal na strani vira in na strani sprejemnika izračuna po naslednjih splošnih enačbah:

Formula

(2.5.30),

pri čemer so

Δ dif (S,R) slabljenje zaradi uklona med virom S in sprejemnikom R,

Δground(S,O) slabljenje zaradi učinka tal na strani vira, vrednoteno z uklonom na strani vira, pri čemer se šteje, da je pri večkratnem uklonu, kot je prikazan na sliki 2.5.f, O = O1,

Δground(O,R) slabljenje zaradi učinka tal na strani sprejemnika, vrednoteno z uklonom na strani sprejemnika (glej naslednji pododdelek o izračunu člena Δground(O,R)).

Izračun člena Δground(S,O)

Image

(2.5.31),

pri čemer je

Aground(S,O) slabljenje zaradi učinka tal med virom S in točko uklona O. Ta člen se izračuna, kot je prikazano v prejšnjem pododdelku o izračunih v homogenih pogojih in v prejšnjem pododdelku o izračunu v ugodnih pogojih, ob naslednjih predpostavkah:

z r = zo,s ,

Gpath se izračuna za pot med S in O,

v homogenih pogojih: Ḡw = G path v enačbi (2.5.17), Ḡm = G path v enačbi (2.5.18),

v ugodnih pogojih: Ḡw = Gpath v enačbi (2.5.17), ḠmG path v enačbi (2.5.20),

Δ dif(S′,R) je slabljenje zaradi uklona med navideznim virom S′ in R, ki se izračuna na enak način kot v prejšnjem pododdelku o čistem uklonu,

Δ dif(S,R) je slabljenje zaradi uklona med S in R, ki se izračuna na enak način kot v pododdelku VI.4.4.b.

Izračun člena Δground(O,R)

Image

(2.5.32)

pri čemer je

Aground (O,R) slabljenje zaradi učinka tal med točko uklona O in sprejemnikom R. Ta člen se izračuna, kot je prikazano v prejšnjem pododdelku o izračunih v homogenih pogojih in v prejšnjem pododdelku o izračunu v ugodnih pogojih, ob naslednjih predpostavkah:

z s = z o,r,

Gpath se izračuna za pot med O in R.

Popravka G path tu ni treba upoštevati, saj je obravnavani vir točka uklona. Zato se Gpath dejansko uporabi pri izračunu učinkov tal, med drugim za člen enačbe za spodnjo mejo, ki je v tem primeru – 3(1 – Gpath ),

v homogenih pogojih je ḠwGpath v enačbi (2.5.17) in ḠmGpath v enačbi (2.5.18),

v ugodnih pogojih je ḠwGpath v enačbi (2.5.17) in ḠmGpath v enačbi (2.5.20),

Δ dif(S,R′) je slabljenje zaradi uklona med S in navideznim sprejemnikom R′, ki se izračuna na enak način kot v prejšnjem oddelku o čistem uklonu,

Δ dif(S,R) je slabljenje zaradi uklona med S in R, ki se izračuna na enak način kot v prejšnjem pododdelku o čistem uklonu.

Primeri z navpičnimi robovi

Enačba (2.5.21) se lahko uporablja za izračun uklona na navpičnih robovih (bočni uklon) v primeru industrijskega hrupa. V tem primeru se uporabi Adif  = Δ dif(S,R) in ohrani se člen Aground . Poleg tega se na podlagi skupne dolžine poti širjenja izračunata Aatm in Aground . Adiv se spet izračuna na podlagi neposredne razdalje d. Enačbi (2.5.8) in (2.5.6) dobita naslednjo obliko:

Formula

(2.5.33),

Formula

(2.5.34).

Δ dif se v enačbi (2.5.34) dejansko uporabi v homogenih pogojih.

Odboj od navpičnih ovir

Slabljenje zaradi absorpcije

Odboj od navpičnih ovir se obravnava na podlagi navideznih virov. Zato se odboj od pročelij stavb in protihrupnih pregrad obravnava na tak način.

Za oviro se šteje, da je navpična, če je njen naklon glede na vertikalo manjši od 15°.

Pri obravnavanju odbojev se objekti, katerih naklon glede na vertikalo je večji ali enak 15°, ne upoštevajo.

Ovire z merami, od katerih je vsaj ena manjša od 0,5 m, se izključijo iz izračuna odboja, razen v primeru posebnih konfiguracij (5).

Opozoriti je treba, da odboj od tal tu ni obravnavan. Upoštevan je v izračunih slabljenja zaradi ovir (tla, uklon).

Če je LWS raven moči vira S in αr koeficient absorpcije površine ovire, kot jo opredeljuje standard EN 1793-1:2013, je raven moči navideznega vira S′ enaka:

LWS′ = LWS + 10 · lg(1 – αr ) = LWS + Arefl

(2.5.35),

pri čemer je 0 ≤ αr  < 1.

Za to pot (navidezni vir, sprejemnik) se nato kot za neposredno pot uporabijo zgoraj opisana slabljenja širjenja.

Slika 2.5.g

Zrcalni odboj od ovire, obravnavane po metodi navideznih virov (S: vir, S′: navidezni vir, R: sprejemnik)

Image

Slabljenje zaradi povratnega uklona

Pri proučevanju geometrije poti zvoka ob odboju od navpične ovire (pregrada, stavba) položaj točke odboja žarka glede na zgornji rob te ovire določa, kolikšen delež energije se dejansko odbije. Ta izguba zvočne energije ob odboju žarka se imenuje slabljenje zaradi povratnega uklona.

Pri morebitnih večkratnih odbojih med dvema navpičnima stenama se upošteva vsaj prvi odboj.

V primeru jarkov (glej na primer sliko 2.5.h) se slabljenje zaradi povratnega uklona upošteva za vsak odboj od sten jarka.

Slika 2.5.h

Zvočni žarek, ki se na svoji poti po jarku odbije štirikrat: dejanski prerez (zgoraj), zravnan prerez (spodaj)

Image

V tem primeru zvočni žarek „večkrat zaporedoma preide skozi“ podporne stene jarka, ki se lahko zato primerjajo z odprtinami, in nato doseže sprejemnik.

Pri izračunu širjenja zvoka skozi odprtino je zvočno polje v točki sprejemnika seštevek usmerjenega zvočnega polja in polja, uklonjenega zaradi robov odprtine. To uklonjeno polje zagotavlja neprekinjenost prehoda med praznim območjem in območjem akustične sence. Ko se žarek približa robu odprtine, usmerjeno polje oslabi. Izračun je enak tistemu za slabljenje zaradi ovire na praznem območju.

Razlika poti δ′, povezana z vsakim povratnim uklonom, je nasprotna razliki poti med S in R glede na vsak zgornji rob O, kar velja za primere v skladu z raztegnjenim prerezom (glej sliko 2.5.i).

δ′ = – (SO + OR – SR)

(2.5.36)

Slika 2.5.i

Razlika poti za drugi odboj

Image

Znak minus v enačbi (2.5.36) pomeni, da se tu šteje, da je sprejemnik na praznem območju.

Slabljenje zaradi povratnega uklona Δr etrodif se izračuna z enačbo (2.5.37), ki je podobna enačbi (2.5.21), vendar ima spremenjene oznake.

Δretrodif =

Formula

če

Formula

(2.5.37)

0

sicer

To slabljenje se uporabi za neposredni žarek vsakič, ko gre ta „skozi“ (se odbije od) zid ali stavbo. Raven moči navideznega vira S′ se zato izračuna na naslednji način:

LW′ = LW + 10 × lg(1 – αr ) – Δretrodif

(2.5.38).

V zapletenih konfiguracijah širjenja lahko med točkami odboja ali med sprejemnikom in točko odboja pride do uklona. V tem primeru se povratni uklon zaradi zidov oceni za pot med virom in prvo točko uklona R′ (ki se zato obravnava kot sprejemnik v enačbi (2.5.36)). To načelo je prikazano na sliki 2.5.j.

Slika 2.5.j

Razlika poti v prisotnosti uklona: dejanski prerez (zgoraj) in zravnan prerez (spodaj)

Image

Pri večkratnih odbojih se dodajo odboji od vsake posamezne ovire.

2.6   Splošne določbe – hrup zrakoplovov

2.6.1   Opredelitve in simboli

Nekateri pomembni izrazi so v tem oddelku opisani na podlagi splošnega pomena, ki jim je pripisan v tem dokumentu. Seznam ni popoln, saj vključuje samo izraze in kratice, ki se pogosto uporabljajo. Drugi so opisani, kjer se prvič pojavijo.

Matematični simboli (našteti po izrazih) so glavni simboli, uporabljeni v enačbah v glavnem besedilu. Drugi simboli, ki se uporabljajo v nekaterih delih besedila in dodatkih, so opredeljeni tam, kjer se uporabljajo.

Bralec je na več mestih v tem dokumentu opozorjen na zamenljivost besed zvok in hrup. Čeprav ima beseda hrup subjektivne konotacije, saj jo strokovnjaki na področju akustike običajno opredeljujejo kot „nezaželen zvok“, na področju nadzora hrupa zrakoplovov na splošno velja, da hrup pomeni zgolj zvok oziroma energijo, ki jo po zraku prenaša akustično valovanje. Simbol → označuje sklicevanje na druge izraze, navedene v seznamu.

Izrazi

AIP

Zbornik letalskih informacij (Aeronautical Information Publication).

Konfiguracija zrakoplova

Položaj predkrilc, zakrilc in podvozja.

Gibanje zrakoplova

Prilet, odlet ali drugo gibanje zrakoplova, ki vpliva na izpostavljenost hrupu v okolici letališča.

Podatki o hrupu in zmogljivosti zrakoplovov

Podatki, ki opisujejo akustične lastnosti in zmogljivost različnih vrst letal ter so potrebni v postopku modeliranja. Vključujejo → razmerja NPD in informacije, ki omogočajo izračun potiska/moči motorja kot funkcije → konfiguracije leta. Te podatke običajno zagotovi proizvajalec zrakoplova, če pa to ni mogoče, se včasih pridobijo iz drugih virov. Če podatki niso na voljo, se za zadevni zrakoplov običajno uporabijo prilagojeni podatki o dovolj podobnem zrakoplovu – to se imenuje substitucija.

Nadmorska višina

Višina nad srednjo gladino morja.

Podatkovna zbirka ANP

Zbirka podatkov o hrupu in zmogljivosti zrakoplovov, ki je v Dodatku I.

A-vrednotena raven zvoka, LA

Osnovna lestvica ravni zvoka/hrupa, ki se uporablja za merjenje okoljskega hrupa, vključno s hrupom zrakoplovov, in na kateri temelji večina metrik kontur hrupa.

Osrednja talna sled letenja

Reprezentativna ali nazivna talna sled letenja, ki je središče pasu sledi letenja.

Osnovna raven hrupnega dogodka

Raven hrupnega dogodka, pridobljena iz podatkovne zbirke NPD.

Sprostitev zavor

Začetek talnega zaleta pri vzletu.

Korigirani neto potisk

Pri določeni nastavitvi moči (npr. EPR ali N 1) se neto potisk zmanjšuje z zmanjševanjem gostote zraka in zato z večanjem nadmorske višine zrakoplova; korigirani neto potisk je potisk na morski gladini.

Kumulativna raven zvoka/hrupa

V decibelih izražena raven hrupa, sprejetega v določenem obdobju na točki blizu letališča zaradi letalskega prometa, pri katerem se uporabljajo običajna obratovalna stanja in poti leta. Izračuna se tako, da se nekako seštejejo ravni zvoka/hrupa dogodkov na navedeni točki.

Vsota ali povprečje decibelov

Včasih je drugje navedena kot „energijska“ ali „logaritemska“ vrednost (v nasprotju z aritmetično). Kjer je primerno, se uporablja za vsoto ali povprečje osnovnih količin, podobnih energiji; npr. Formula.

Delež energije, F

Razmerje med zvočno energijo, ki je oddana na segmentu poti, in energijo, ki je oddana na neskončni poti leta.

Nastavitev moči motorja

Vrednost → parametra moči v zvezi s hrupom, ki se uporablja za določitev emisij hrupa iz podatkovne zbirke NPD.

Enakovredna (stalna) raven zvoka, Leq

Mera za dolgoročni hrup. Raven hipotetičnega stalnega hrupa, ki ima v določenem obdobju enako skupno energijo kot dejanski spremenljivi hrup.

Raven zvočnega/hrupnega dogodka

Mera v decibelih za končno količino zvoka (ali hrupa), prejetega zaradi preleta letala → raven izpostavljenosti zvoku.

Konfiguracija leta

= → konfiguracija zrakoplova + → parametri leta.

Parametri leta

Nastavitev moči, hitrost, kot nagiba in masa zrakoplova.

Pot leta

Pot letala po zraku, opredeljena v treh dimenzijah, običajno z navedbo izvora na mestu začetka talnega zaleta pri vzletu ali pristajalnega praga.

Segment poti leta

Del poti leta zrakoplova, ki je za namene modeliranja hrupa predstavljen z ravno črto s končno dolžino.

Postopek leta

Zaporedje operativnih korakov, ki ga upošteva posadka zrakoplova ali sistem upravljanja leta; izražen je s spremembami konfiguracije leta glede na razdaljo vzdolž talne sledi letenja.

Profil leta

Spremembe višine letala vzdolž talne sledi letenja (včasih vključujejo tudi spremembe → konfiguracije leta), opisane z nizom → točk profila.

Ravnina tal

(Ali nazivna ravnina tal) vodoravna talna površina, ki teče skozi referenčno točko letališča, na kateri se običajno izračunajo konture.

Hitrost na tleh

Hitrost zrakoplova glede na fiksno točko na tleh.

Talna sled letenja

Navpična projekcija poti leta na ravnino tal.

Višina

Navpična razdalja med zrakoplovom in → ravnino tal.

Integrirana raven zvoka

Imenovana tudi → raven izpostavljenosti zvoku posamičnega dogodka.

ISA

Mednarodna standardna atmosfera – kot jo je opredelila Mednarodna organizacija civilnega letalstva (ICAO). Opredeljuje spremembe temperature, tlaka in gostote zraka glede na višino nad srednjo gladino morja. Uporablja se za normalizacijo rezultatov izračunov v zvezi z obliko zrakoplova in analize podatkov o preskusih.

Bočno slabljenje hrupa

Presežno slabljenje hrupa z razdaljo, ki ga je mogoče neposredno ali posredno pripisati vplivu talne površine. Je znatno pri majhnih višinskih kotih (zrakoplova nad ravnino tal).

Najvišja raven hrupa/zvoka

Najvišja raven zvoka, dosežena med dogodkom.

Srednja gladina morja, MSL

Standardna višina površine zemlje, na katero se nanaša → ISA.

Neto potisk

Pogonska sila motorja, ki deluje na osnovno konstrukcijo zrakoplova.

Hrup

Hrup je opredeljen kot nezaželen zvok. Vendar metrike, kot sta A-vrednotena raven zvoka (LA) in dejansko zaznana raven hrupa (EPNL), učinkovito pretvorijo ravni zvoka v ravni hrupa. Kljub posledičnemu pomanjkanju doslednosti sta izraza zvok in hrup v tem dokumentu in drugje včasih zamenljiva, zlasti v povezavi z besedo raven.

Izolinija hrupa

Linija konstantne vrednosti kumulativne ravni hrupa zrakoplovov ali indeksa hrupa v okolici letališča.

Vpliv hrupa

Škodljivi učinki hrupa na sprejemnike; pomembno je omeniti, da so metrike hrupa kazalci vpliva hrupa.

Indeks hrupa

Mera dolgoročnega ali kumulativnega zvoka, povezana z učinki hrupa na ljudi (tj. se šteje za napovedovalca teh učinkov). Lahko poleg moči zvoka do določene mere upošteva tudi druge dejavnike (predvsem dnevni čas). Primer je raven dan-večer-noč LDEN .

Raven hrupa

Mera zvoka v decibelih na lestvici, ki kaže njegovo glasnost ali hrupnost. Za okoljski hrup zrakoplovov se na splošno uporabljata dve lestvici: A-vrednotena raven zvoka in zaznana raven hrupa. Ti lestvici za zvok na različnih frekvencah uporabita različne faktorje vrednotenja in s tem posnemata človeško zaznavanje.

Metrika hrupa

Izraz, ki se uporablja za opis kakršne koli količinske mere hrupa v točki sprejemnika, pa naj gre za posamični dogodek ali akumulacijo hrupa v daljšem obdobju. Najvišja raven, dosežena med dogodkom, in raven izpostavljenosti zvoku, ki je mera skupne zvočne energije dogodka, določene z integracijo časa, sta najpogosteje uporabljani meri hrupa posamičnega dogodka.

Razmerja/podatki hrup-moč-oddaljenost (NPD)

Ravni hrupnih dogodkov, tabelirane kot funkcija razdalje pod letalom med enakomernim vodoravnim letom pri referenčni hitrosti v referenčni atmosferi za vsako vrsto → nastavitev moči motorja. Podatki izražajo učinke slabljenja zvoka zaradi sferičnega širjenja valovanja (zakon inverznih kvadratov) in atmosferske absorpcije. Razdalja je določena pravokotno na pot leta letala in na os kril zrakoplova (tj. navpično pod zrakoplovom, ki leti brez nagiba).

Parameter moči v zvezi s hrupom

Parameter, ki opisuje ali prikazuje pogonsko moč, ki jo ustvarja motor zrakoplova in s katero se lahko smiselno poveže moč emisij zvoka; običajno se šteje, da je to → korigirani neto potisk. Na splošno se v besedilu imenuje „moč“ ali „nastavitev moči“.

Pomembnost za hrup

Prispevek segmenta poti leta je „pomemben za hrup“, če močno vpliva na raven hrupa dogodka. Neupoštevanje segmentov, ki niso pomembni za hrup, zagotavlja ogromne prihranke pri računalniški obdelavi.

Opazovalec

Sprejemnik.

Postopkovni koraki

Predpisani koraki za upravljanje leta v skladu s profilom – koraki vključujejo spremembe hitrosti in/ali nadmorske višine.

Profilna točka

Višina končne točke segmenta poti leta – na navpični ravnini nad talno sledjo letenja.

Sprejemnik

Sprejemnik hrupa, ki prihaja iz vira; predvsem na točki na površini tal ali blizu površine tal.

Referenčna atmosfera

Tabelirane stopnje absorpcije zvoka, ki se uporabljajo za standardizacijo podatkov NPD (glej Dodatek D).

Referenčni dan

Nabor atmosferskih pogojev, na podlagi katerega se standardizirajo podatki ANP.

Referenčno trajanje

Nazivni časovni interval, ki se uporablja za standardizacijo meritev ravni izpostavljenosti zvoku posamičnega dogodka; v primeru → SEL je enako eni sekundi.

Referenčna hitrost

Hitrost letala glede na tla, na podlagi katere so normalizirani podatki NPD → SEL.

SEL

Raven izpostavljenosti zvoku.

Raven izpostavljenosti zvoku posamičnega dogodka

Raven zvoka, ki bi jo ustvaril dogodek, če bi bila njegova skupna zvočna energija enakomerno združena v standardnem časovnem intervalu, imenovanem → referenčno trajanje.

Mehka tla

Talna površina, ki je akustično „mehka“, običajno travnata površina, ki obdaja večino letališč. Akustično trde, tj. zelo odbojne talne površine, vključujejo betonske in vodne površine. Metodologija za konture hrupa, opisana v tem dokumentu, velja za mehka tla.

Zvok

Energija, ki jo po zraku prenaša (vzdolžno) valovanje in jo zaznava uho.

Slabljenje zvoka

Zmanjšanje zvočne intenzivnosti z razdaljo vzdolž poti širjenja. Njegovi vzroki pri hrupu zrakoplovov vključujejo sferično širjenje valovanja, atmosfersko absorpcijo in → bočno slabljenje.

Izpostavljenost zvoku

Mera skupnih imisij zvočne energije v obdobju.

Raven izpostavljenosti zvoku, LAE

(Kratica SEL) Metrika, standardizirana po ISO 1996-1 ali ISO 3891 = A-vrednotena raven izpostavljenosti zvoku posamičnega dogodka, izražena za eno sekundo.

Zvočna intenzivnost

Moč imisije zvoka na določeni točki – povezana z zvočno energijo (in izražena na podlagi izmerjenih ravni zvoka).

Raven zvoka

Mera zvočne energije, izražena v decibelih. Sprejeti zvok se meri z uporabo „frekvenčnega vrednotenja“ ali brez njega; ravni, izmerjene z vrednotenjem, se pogosto imenujejo → ravni hrupa.

Dolžina etape/leta

Razdalja do prvega namembnega kraja odhajajočega zrakoplova; šteje se za kazalec mase zrakoplova.

Začetek talnega zaleta pri vzletu, SOR

Točka na vzletno-pristajalni stezi, na kateri odhajajoče letalo začne svoj vzlet. Imenuje se tudi „sprostitev zavor“.

Dejanska hitrost skozi zrak

Dejanska hitrost zrakoplova glede na zrak (= hitrost na tleh v brezvetrju).

Vrednotena enakovredna raven zvoka, Leq,W

Spremenjena različica Leq , pri kateri se za hrup, ki se pojavlja v različnih obdobjih dneva (običajno dan, večer in noč), uporabijo različni faktorji vrednotenja.

Simboli

d

Najkrajša razdalja od točke opazovanja do segmenta poti leta

dp

Pravokotna razdalja med točko opazovanja in potjo leta (poševna oddaljenost ali poševna razdalja)

dl

Stopenjska razdalja

Fn

Dejanski neto potisk na motor

Fn

Korigirani neto potisk na motor

h

Nadmorska višina zrakoplova (nad MSL)

L

Raven hrupa dogodka (mera neopredeljena)

L(t)

Raven zvoka v trenutku t (mera neopredeljena)

LA, LA(t)

A-vrednotena raven zvočnega tlaka (v trenutku t), izmerjena s fonometrom z dinamiko počasno

LAE

(SEL) Raven izpostavljenosti zvoku

LAmax

Največja vrednost LA(t) med dogodkom

LE

Raven izpostavljenosti zvoku posamičnega dogodka

LE∞

Raven izpostavljenosti zvoku posamičnega dogodka, določena na podlagi podatkov iz baze NPD

LEPN

Dejansko zaznana raven hrupa

Leq

Enakovredna (stalna) raven zvoka

Lmax

Največja vrednost L(t) med dogodkom

Lmax,seg

Najvišja raven, ki jo ustvari segment

Pravokotna razdalja med točko opazovanja in talno sledjo letenja

lg

Desetiški logaritem

N

Število segmentov ali podsegmentov

NAT

Število dogodkov, katerih Lmax presega določeni prag

P

Parameter moči v spremenljivki NPD L(P,d)

Pseg

Parameter moči, povezan z določenim segmentom

q

Razdalja od začetka segmenta do najbližje točke približanja

R

Polmer obračanja

S

Standardno odstopanje

s

Razdalja vzdolž talne sledi letenja

sRWY

Dolžina vzletno-pristajalne steze

t

Čas

te

Dejansko trajanje posameznega zvočnega dogodka

t 0

Referenčni čas za integrirano raven zvoka

V

Hitrost na tleh

Vseg

Hitrost enakovrednega segmenta na tleh

Vref

Referenčna hitrost na tleh, za katero so opredeljeni podatki NPD

x,y,z

Lokalne koordinate

x′,y′,z′

Koordinate zrakoplova

XARP,YARP,ZARP

Zemljepisne koordinate referenčne točke letališča

z

Višina zrakoplova nad ravnino tal/referenčna točka letališča

α

Parameter, ki se uporablja za izračun popravka za končni segment Δ F

β

Elevacijski kot zrakoplova glede na ravnino tal

ε

Kot nagiba zrakoplova

γ

Kot vzpenjanja/spuščanja

φ

Depresijski kot (parameter bočne usmerjenosti)

λ

Skupna dolžina segmenta

ψ

Kot med smerjo gibanja zrakoplova in smerjo glede na opazovalca

ξ

Smer leta zrakoplova, merjena v smeri urinega kazalca od magnetnega severa

Λ(β,)

Bočno slabljenje zrak-tla

Λ(β)

Bočno slabljenje zrak-tla na velike razdalje

Γ()

Faktor razdalje bočnega slabljenja

Δ

Sprememba vrednosti količine ali popravek (kot je navedeno v besedilu)

Δ F

Popravek za končni segment

Δ I

Popravek za namestitev motorja

Δ i

Vrednotenje za obdobje dneva i, dB

Δ rev

Povratni potisk

Δ SOR

Popravek za začetek talnega zaleta

Δ V

Popravek zaradi trajanja (hitrost)

Spodnji indeksi

1, 2

Spodnja indeksa, ki označujeta začetno in končno vrednost intervala ali segmenta

E

Izpostavljenost

i

Indeks seštevka vrste/kategorije zrakoplova

j

Indeks seštevka talne sledi letenja/sekundarne sledi letenja

k

Indeks seštevka segmenta

max

Maksimum

ref

Referenčna vrednost

seg

Vrednost, značilna za posamezni segment

SOR

Povezano z začetkom talnega zaleta

TO

Vzlet

2.6.2   Okvir za kakovost

Točnost vhodnih vrednosti

Vse vhodne vrednosti, ki vplivajo na raven emisij vira, vključno s položajem vira, se določijo najmanj z natančnostjo, ki ustreza negotovosti ±2 dB(A) ravni emisij vira (brez spreminjanja drugih parametrov).

Uporaba privzetih vrednosti

Pri uporabi metode vhodni podatki izražajo dejansko rabo. Na splošno ni zanašanja na privzete vhodne vrednosti ali predpostavke. Natančneje, za določitev poti letov se uporabljajo poti letov, ki izhajajo iz radarskih podatkov, če ti obstajajo in so dovolj kakovostni. Privzete vhodne vrednosti in predpostavke so sprejemljive na primer za uporabo pri modeliranih poteh leta namesto poti leta, izpeljanih iz radarskih podatkov, če je zbiranje pravih podatkov povezano z nesorazmerno visokimi stroški.

Kakovost programske opreme, ki se uporablja za izračune

Programska oprema, ki se uporablja za izračune, izkazuje skladnost z metodami, opisanimi v tem dokumentu, prek potrditve rezultatov na podlagi preskusnih primerov.

2.7   Hrup zrakoplovov

2.7.1   Namen in področje uporabe dokumenta

Karte kontur se uporabljajo za prikaz obsega in velikosti vpliva hrupa zrakoplovov v okolici letališč, pri čemer je vpliv izražen z vrednostmi določene metrike ali indeksa hrupa. Izolinija je črta, vzdolž katere vrednost indeksa ostane nespremenjena. Vrednost indeksa nekako združuje vse posamezne dogodke, ki vključujejo hrup zrakoplovov in se zgodijo v določenem obdobju, ki se običajno meri v dnevih ali mesecih.

Hrup na točkah na tleh, ki ga ustvarjajo zrakoplovi, ki pristajajo na bližnjem letališču in vzletajo z njega, je odvisen od veliko dejavnikov. Glavni med njimi so vrste zrakoplovov in njihovega pogonskega sistema, postopki upravljanja moči, zakrilc in hitrosti skozi zrak, ki se uporabljajo na samih zrakoplovih, razdalje od zadevnih točk do različnih poti leta ter lokalna topografija in vreme. Letališke operacije na splošno vključujejo različne vrste letal, različne letalske postopke in vrsto operativnih mas.

Izolinije se pripravijo z matematičnim izračunom površin lokalnih vrednosti indeksa hrupa. V tem dokumentu je podrobno pojasnjeno, kako na točki opazovalca izračunati ravni hrupa zrakoplovov posamičnih dogodkov za vsak posamezen let zrakoplova ali vrsto leta, ki se nato na takšen ali drugačen način izrazijo kot povprečja ali seštejejo, da se pridobijo vrednosti indeksa na navedeni točki. Zahtevana površina vrednosti indeksa se oblikuje zgolj s ponavljanjem izračunov, kot je to potrebno za različne premike zrakoplovov, pri tem pa je treba čim bolj povečati učinkovitost z izključitvijo dogodkov, ki niso „pomembni za hrup“ (tj. ki ne prispevajo pomembno k skupni ravni).

Če dejavnosti, ki povzročajo hrup in so povezane z dejavnostmi na letališču, ne prispevajo pomembno k skupni izpostavljenosti prebivalstva hrupu zrakoplovov in k povezanim konturam hrupa, se lahko izključijo. Te dejavnosti vključujejo helikopterje, vožnjo po tleh, preskušanje motorjev in uporabo pomožnih pogonskih enot. To ne pomeni nujno, da je njihov vpliv zanemarljiv, in v takih okoliščinah se lahko viri ocenijo v skladu z odstavkoma 2.7.21 in 2.7.22.

2.7.2   Splošni pregled dokumenta

Postopek priprave kontur hrupa je prikazan na sliki 2.7.a. Izolinije se oblikujejo za različne namene, ki običajno določajo zahteve glede virov in predhodne obdelave vhodnih podatkov. Izolinije, ki prikazujejo pretekli vpliv hrupa, se lahko pripravijo na podlagi dejanskih zapisov o operacijah zrakoplovov, tj. njihovih gibanjih, masah, poteh letov, izmerjenih z radarjem, itd. Izolinije, ki se uporabljajo za namene prihodnjega načrtovanja potreb, se bolj opirajo na napovedi glede prometa, sledi letov ter zmogljivosti zrakoplovov v prihodnosti in njihovih lastnosti, ki vplivajo na hrup.

Slika 2.7.a

Postopek priprave kontur hrupa

Image

Ne glede na vir podatkov o letu se za vsak posamezni premik zrakoplova, bodisi prihod bodisi odhod, določijo njegova geometrija poti leta in emisije hrupa, ki ga oddaja zrakoplov, ko se premika vzdolž te poti (premiki, ki so v bistvu enaki v smislu hrupa in poti leta, se vključijo z enostavnim množenjem). Emisije hrupa so odvisne od lastnosti zrakoplova, predvsem od moči njegovih motorjev. Priporočena metodologija vključuje razdelitev poti leta na segmente. V oddelkih 2.7.3 do 2.7.6 so povzeti elementi metodologije in pojasnjeno načelo razdelitve na segmente, na katerem temelji metodologija in po katerem je raven hrupa opazovanega dogodka seštevek prispevkov vseh segmentov poti leta, ki so „pomembni za hrup“ in od katerih se lahko vsak izračuna neodvisno od drugih. V oddelkih 2.7.3 do 2.7.6 so povzete tudi zahteve glede vhodnih podatkov za pripravo nabora kontur hrupa. Podrobne specifikacije v zvezi s potrebnimi operativnimi podatki so navedene v Dodatku A.

V oddelkih 2.7.7 do 2.7.13 je opisano, kako izračunati segmente poti leta na podlagi predhodno obdelanih vhodnih podatkov. To vključuje uporabo analize zmogljivosti zrakoplova med letom, za katero se uporabijo enačbe iz Dodatka B. Poti letov so podvržene velikim spremembam, saj se gibanje zrakoplovov, ki letijo po kateri koli poti, razprši po pasu zaradi učinka razlik v atmosferskih pogojih, masah zrakoplovov, operativnih postopkih, omejitvah službe za kontrolo zračnega prometa itd. To se upošteva tako, da se vsaka pot leta statistično opiše kot centralna oziroma „osrednja“ pot, ki jo spremlja več razpršenih poti. Tudi to je pojasnjeno v oddelkih 2.7.7 do 2.7.13 s sklicevanjem na dodatne informacije v Dodatku C.

Oddelki 2.7.14 do 2.7.19 določajo korake za izračun ravni hrupa posamičnega dogodka, tj. hrup na točki na tleh, ki ga ustvari posamezni premik zrakoplova. V Dodatku D je obravnavan preračun podatkov NPD za nereferenčne pogoje. V Dodatku E je pojasnjen dvopolni vir zvoka, ki se v modelu uporablja za določitev zvočnega sevanja segmentov poti leta s končno dolžino.

Aplikacije razmerij za modeliranje, opisanih v poglavjih 3 in 4, poleg zadevnih poti leta zahtevajo ustrezne podatke o hrupu in zmogljivosti zadevnega zrakoplova.

Osrednji izračun je izračun ravni hrupa dogodka za posamezni premik zrakoplova na določeni točki opazovalca. Ponoviti ga je treba za vse premike zrakoplova na vsaki točki iz predpisanega niza točk, ki pokrivajo pričakovani obseg zahtevanih kontur hrupa. Na vsaki točki se ravni hrupa dogodka nekako združijo ali izrazijo kot povprečje, da se dobi „skupna raven“ ali vrednost indeksa hrupa. Ta del postopka je opisan v oddelkih 2.7.20 in 2.7.23 do 2.7.25.

V oddelkih 2.7.26 do 2.7.28 so povzete možnosti in zahteve za pripravo kontur hrupa, ki ustrezajo nizom vrednosti indeksa hrupa. Zagotavljajo navodila za pripravo kontur in naknadno obdelavo.

2.7.3   Koncept razdelitve na segmente

Podatkovna zbirka vsebuje osnovna razmerja hrup-moč-oddaljenost (NPD) za vse posamezne zrakoplove. Ta razmerja za enakomerni ravni let pri referenčni hitrosti v določenih referenčnih atmosferskih pogojih in ob določeni konfiguraciji leta opredeljujejo najvišje in po času integrirane prejete ravni hrupa dogodkov neposredno pod zrakoplovom (6) kot funkcijo razdalje. Za modeliranje hrupa se pogonska moč, ki je bistvenega pomena, uporablja v obliki hrupnega parametra moči, in sicer se na splošno uporablja parameter korigirani neto potisk. Osnovne ravni dogodka, določene na podlagi podatkov iz zbirke, se prilagodijo tako, da upoštevajo razlike med dejanskimi (tj. modeliranimi) in referenčnimi atmosferskimi pogoji ter (pri ravneh izpostavljenosti zvoku) hitrost zrakoplova, za točke sprejemnika, ki niso neposredno pod zrakoplovom, pa razlike med zvokom, ki seva navzdol, in zvokom, ki seva bočno. Zadnja razlika je posledica bočne usmerjenosti (učinki namestitve motorjev) in bočnega slabljenja. Vendar se tako prilagojene ravni kljub temu uporabljajo samo za skupni hrup, ki ga zrakoplov ustvarja med enakomernim vodoravnim letom.

Razdelitev na segmente je postopek, s katerim priporočeni model kontur hrupa prilagodi podatke NPD za neskončno pot in podatke za bočno širjenje hrupa, da se lahko izračuna hrup, ki doseže sprejemnika od neenakomerne poti leta, tj. poti, vzdolž katere se konfiguracija leta zrakoplova spreminja. Za izračun ravni hrupa dogodka posameznega premika zrakoplova se pot leta predstavi kot niz sosednjih ravnih segmentov, od katerih se lahko vsak obravnava kot omejen del neskončne poti, za katero so znani NPD in bočne prilagoditve. Najvišja raven dogodka je preprosto najvišja izmed vrednosti posameznih segmentov. Po času integrirana raven hrupa celotnega dogodka se izračuna kot seštevek hrupa, prejetega od zadostnega števila segmentov, tj. segmentov, ki pomembno prispevajo k skupnemu hrupu dogodka.

Metoda za oceno, koliko hrupa posamezni končni segment prispeva k integrirani ravni dogodka, je povsem empirična. Delež energije F, tj. hrup segmenta, izražen kot delež skupnega hrupa neskončne poti, je opisan z razmeroma preprosto formulo, ki dopušča vzdolžno usmerjenost hrupa zrakoplova in „pogled“ sprejemnika na segment. Eden od razlogov, zakaj na splošno zadostuje preprosta empirična metoda, je, da večina hrupa praviloma pride od najbližjega sosednjega segmenta, pri čemer najbližja točka približanja sprejemniku leži na tem segmentu (ne na njegovem začetku ali koncu). To pomeni, da lahko ocene hrupa nesosednjih segmentov postajajo vse bolj približne, ko se oddaljujejo od sprejemnika, ne da bi bila zato bistveno ogrožena točnost.

2.7.4   Poti leta: sledi letenja in profili

V okviru modeliranja je pot leta popoln opis gibanja zrakoplova v prostoru in času (7). Poleg pogonskega potiska (ali drugega parametra moči, povezanega s hrupom) je pot leta podatek, potreben za izračun ustvarjenega hrupa. Talna sled letenja je navpična projekcija poti leta na ravna tla. Ta se združi z navpičnim profilom leta, da se oblikuje 3D pot leta. Modeliranje razdelitve na segmente zahteva, da se pot leta vsakega posameznega premika letala opiše z nizom sosednjih ravnih segmentov. Potreba po vzpostavitvi ravnotežja med natančnostjo in učinkovitostjo določa način razdelitve na segmente – treba se je čim bolj približati dejanski ukrivljeni poti leta in pri tem čim bolj zmanjšati breme izračunavanja in zahtevanih podatkov. Vsak segment je treba opredeliti z geometričnimi koordinatami njegovih končnih točk ter povezanimi parametri hitrosti in moči motorja zrakoplova (od katerih so odvisne emisije zvoka). Poti leta in moč motorja se lahko določijo na različne načine, pri čemer glavni vključujejo (a) sintezo na podlagi niza postopkovnih korakov in (b) analizo izmerjenih podatkov o profilu leta.

Sinteza poti leta (a) zahteva poznavanje (ali predpostavke glede) talnih sledi letenja in njihove bočne razpršitve, mase zrakoplova, hitrosti, postopkov upravljanja zakrilc in potiska, nadmorske višine letališča, hitrosti vetra in temperature zraka. Enačbe za izračun profila leta na podlagi zahtevanih parametrov potiska in aerodinamičnih parametrov so podane v Dodatku B. Vsaka enačba vsebuje koeficiente (in/ali konstante), ki temeljijo na empiričnih podatkih za posamezne vrste zrakoplovov. Enačbe za aerodinamično zmogljivost v Dodatku B dopuščajo upoštevanje kakršne koli smiselne kombinacije operativne mase zrakoplova in letalskih postopkov, vključno z operacijami pri različnih bruto vzletnih masah.

Analiza izmerjenih podatkov (b), npr. pridobljenih z zapisovalniki podatkov o letu, radarji ali drugo opremo za sledenje zrakoplovom, vključuje „dekompiliranje“, ki je dejansko obratni postopek sinteze (a). Namesto da bi se stanja zrakoplova in pogonskega sistema ocenila na koncih segmentov leta z vključitvijo učinkov potiska in aerodinamičnih sil, ki delujejo na osnovno konstrukcijo zrakoplova, se te sile ocenijo z razlikovanjem med spremembami višine in hitrosti osnovne konstrukcije zrakoplova. Postopki za obdelavo podatkov o poti leta so opisani v oddelku 2.7.12.

V najboljši aplikaciji za modeliranje hrupa bi se lahko vsak posamezen let teoretično predstavil neodvisno, kar bi zagotovilo natančno upoštevanje prostorske razpršitve poti leta, kar je lahko zelo pomembno. Vendar je običajna praksa, da se pasovi poti letov predstavijo z majhnim številom bočno prestavljenih „sekundarnih sledi letenja“, da bi se priprava podatkov in čas za računalniško obdelavo razumno omejila. (Navpična razpršitev se običajno zadovoljivo predstavi z upoštevanjem učinkov različne teže zrakoplovov na vertikalne profile.)

2.7.5   Hrup in zmogljivost zrakoplovov

Baza podatkov ANP iz Dodatka I zajema večino obstoječih vrst zrakoplovov. Vrste ali različice zrakoplovov, za katere podatki v sedanjem seznamu niso navedeni, se lahko najbolje predstavijo s podatki o drugih, običajno podobnih zrakoplovih, ki so vključeni v seznam.

Podatkovna zbirka ANP vključuje privzete „postopkovne korake“, ki omogočajo oblikovanje profilov leta vsaj za en skupni postopek za zmanjšanje hrupa pri odletu. Novejši vpisi v podatkovni zbirki zajemajo dva različna postopka za zmanjšanje hrupa pri odletu.

2.7.6   Letališke operacije in operacije zrakoplovov

Podatki za posamezni primer, na podlagi katerih se izračunajo konture hrupa za določen primer letališča, vključujejo naslednje podatke.

Splošni podatki o letališču

Referenčna točka letališča (zgolj za določitev položaja letališča z ustreznimi geografskimi koordinatami). Referenčna točka je določena kot izhodišče lokalnega kartezičnega koordinatnega sistema, ki se uporablja v postopku izračuna.

Referenčna nadmorska višina letališča (= nadmorska višina referenčne točke letališča). To je nadmorska višina nazivne ravnine tal, na kateri so v odsotnosti topografskih popravkov določene konture hrupa.

Povprečni vremenski parametri na referenčni točki letališča ali blizu nje (temperatura, relativna vlažnost, povprečna hitrost vetra in smer vetra).

Podatki o vzletno-pristajalni stezi

Za vsako vzletno-pristajalno stezo:

oznaka vzletno-pristajalne steze,

referenčna točka vzletno-pristajalne steze (središče vzletno-pristajalne steze, izraženo v lokalnih koordinatah),

dolžina, usmerjenost in povprečni naklon vzletno-pristajalne steze,

položaj točke začetka talnega zaleta pri vzletu in pristajalnega praga (8).

Podatki o talni sledi letenja

Talne sledi letenja zrakoplovov se opišejo z nizom koordinat na (vodoravni) ravnini tal. Vir podatkov o talni sledi letenja je odvisen od razpoložljivosti ustreznih radarskih podatkov. Če so taki podatki na voljo, se zanesljiva osrednja sled in ustrezne povezane (razpršene) sekundarne sledi določijo na podlagi statistične analize podatkov. Če niso na voljo, se osrednje sledi običajno sestavijo na podlagi ustreznih informacij o postopkih, npr. z uporabo standardnih postopkov za instrumentalni vzlet iz zbornikov letalskih informacij. Ta konvencionalni opis vključuje naslednje informacije:

oznako vzletno-pristajalne steze, kjer je začetek sledi letenja,

opis začetka sledi letenja (začetek talnega zaleta, pristajalni prag),

dolžino segmentov (za zavoje polmeri in spremembe smeri).

To so temeljne informacije, potrebne za opredelitev glavne (osrednje) sledi letenja. Vendar se lahko pri povprečnih ravneh hrupa, izračunanih ob predpostavki, da zrakoplovi letijo točno po glavnih poteh, pojavijo lokalizirane napake v višini več decibelov. Zato se upošteva bočna razpršitev in potrebne so naslednje dodatne informacije:

širina pasu sledi letenja (ali drug statističen podatek o razpršitvi) na vsakem koncu segmenta,

število sekundarnih sledi letenja,

porazdelitev premikov, pravokotnih na osrednjo sled.

Podatki o zračnem prometu

Podatki o zračnem prometu so:

obdobje, na katerega se nanašajo podatki, in

število premikov (prihodi ali odhodi) vsake vrste zrakoplova na posamezni sledi leta, razdeljeno glede na (1) obdobje dneva, kot je ustrezno za določene deskriptorje hrupa, (2) v primeru odhodov glede na operativno maso ali dolžino etape in (3) po potrebi glede na operativne postopke.

Večina deskriptorjev hrupa zahteva, da se dogodki (tj. premiki zrakoplovov) opredelijo kot povprečne dnevne vrednosti v določenih obdobjih dneva (npr. dan, večer in noč) – glej oddelke 2.7.23 do 2.7.25.

Topografski podatki

Teren okrog večine letališč je razmeroma raven. Vendar ni vedno tako in včasih je treba upoštevati razlike v nadmorski višini terena glede na referenčno nadmorsko višino letališča. Učinek razgibanosti terena je lahko še posebej pomemben v bližini priletnih poti, kjer zrakoplov leti razmeroma nizko.

Podatki o nadmorski višini terena so običajno zagotovljeni kot niz (x,y,z) koordinat za pravokotno mrežo z določeno velikostjo mrežnega očesa. Vendar se parametri mreže za nadmorsko višino pogosto razlikujejo od parametrov mreže za izračun hrupa. V tem primeru se lahko za oceno ustreznih koordinat z na slednji mreži uporabi linearna interpolacija.

Celovita analiza učinka zelo razgibanih tal na širjenje zvoka je zapletena in presega področje uporabe te metode. Zmerna razgibanost se lahko upošteva prek predpostavke, da so tla „psevdo ravna“, pri čemer se vodoravna talna ravnina preprosto dvigne ali spusti na višino lokalnih tal (glede na referenčno ravnino tal) v vsaki točki sprejemnika (glej oddelek 2.7.4).

Referenčni pogoji

Podatki iz mednarodne zbirke o hrupu in zmogljivosti zrakoplovov (ANP) so normalizirani na standardne referenčne pogoje, ki se pogosto uporabljajo v študijah o hrupu letališč (glej Dodatek D).

Referenčni pogoji za podatke NPD

(1)   Atmosferski tlak: 101,325 kPa (1 013,25 milibara)

(2)   Atmosferska absorpcija: stopnje slabljenja, navedene v preglednici D-1 v Dodatku D

(3)   Padavine: jih ni

(4)   Hitrost vetra: manj kot 8 m/s (15 vozlov)

(5)   Hitrost na tleh: 160 vozlov

(6)   Lokalni teren: ravna mehka tla, na katerih ni velikih konstrukcij ali drugih odbojnih predmetov in ki se raztezajo več kilometrov okrog talnih sledi letenja zrakoplovov

Standardizirane meritve hrupa zrakoplovov se opravijo na višini 1,2 m nad površino tal. Vendar tega ni treba posebej upoštevati, saj se lahko za namene modeliranja domneva, da so ravni hrupa dogodkov razmeroma neobčutljive na višino sprejemnika (9).

Primerjave ocenjenih in izmerjenih ravni hrupa letališč kažejo, da se lahko podatki NPD štejejo za uporabne, če so povprečni pogoji blizu površine znotraj naslednjih omejitev:

temperatura zraka pod 30 °C,

zmnožek temperature zraka (°C) in relativne vlažnosti (odstotek) je večji od 500,

hitrost vetra manjša od 8 metrov na sekundo (15 vozlov).

Za te omejitve velja, da zajemajo pogoje, ki se pojavljajo na večini večjih svetovnih letališč. Dodatek D določa metodo za pretvorbo podatkov NPD glede na povprečne lokalne pogoje, ki v njem niso zajeti, vendar je v skrajnih primerih priporočljivo posvetovanje z zadevnimi proizvajalci letala.

Referenčni pogoji za podatke o aerodinamiki in motorjih letala

(1)   Nadmorska višina vzletno-pristajalne steze: srednja gladina morja

(2)   Temperatura zraka: 15 °C

(3)   Vzletna bruto masa: opredeljena kot funkcija dolžine etape v podatkovni zbirki ANP

(4)   Pristajalna bruto masa: 90 odstotkov največje pristajalne bruto mase

(5)   Motorji, ki zagotavljajo potisk: vsi

Čeprav podatki ANP o aerodinamiki in motorjih temeljijo na teh pogojih, se lahko uporabijo, kot so tabelirani, za nereferenčne nadmorske višine vzletno-pristajalne steze in povprečne temperature v državah ECAC, ne da bi bistveno vplivali na točnost izračunanih kontur kumulativne povprečne ravni hrupa. (Glej Dodatek B.)

V podatkovni zbirki ANP so tabelirani podatki o aerodinamiki za bruto vzletne in pristajalne mase, navedene v zgornjih točkah 3 in 4. Čeprav podatkov o aerodinamiki za izračune kumulativne ravni hrupa pri drugačnih bruto težah ni treba prilagoditi, izračun profilov leta ob vzletu in vzpenjanju z uporabo postopkov, opisanih v Dodatku B, temelji na ustreznih operativnih bruto vzletnih masah.

2.7.7   Opis poti leta

Model hrupa zahteva, da se vsak posamezen premik zrakoplova opiše s pripadajočo tridimenzionalno potjo leta ter močjo motorja in hitrostjo, kot se spreminjata vzdolž te poti. Praviloma posamezen modeliran premik predstavlja del skupnega prometa na letališču, npr. več (domnevnih) enakih premikov zrakoplova enake vrste, z enako maso in operativnim postopkom na isti talni sledi letenja. Ta sled sama je lahko ena izmed več razpršenih „sekundarnih sledi letenja“, uporabljenih pri modeliranju pasu sledi, ki sledijo isti določeni poti. Pasovi talnih sledi letenja, vertikalni profili in operativni parametri zrakoplova se določijo na podlagi vhodnih podatkov o posameznem primeru v povezavi s podatki o zrakoplovu iz podatkovne zbirke ANP.

Podatki hrup-moč-razdalja (v podatkovni zbirki ANP) opredeljujejo hrup, ki ga ustvarja zrakoplov, ki leti vzdolž idealiziranih neskončnih vodoravnih poti leta s stalno hitrostjo in močjo. Za prilagoditev teh podatkov končnim potem letov, za katere so značilne pogoste spremembe moči in hitrosti, se vsaka pot razdeli na ravne segmente s končno dolžino, prispevki vseh teh segmentov k hrupu pa se nato seštejejo na mestu opazovalca.

2.7.8   Razmerje med potjo leta in konfiguracijo leta

Tridimenzionalna pot leta za posamezni premik zrakoplova določa geometrične vidike sevanja in širjenja zvoka med zrakoplovom in opazovalcem. Pot leta pri določeni masi zrakoplova in v določenih atmosferskih pogojih je v celoti odvisna od zaporedja sprememb v moči, položaju zakrilc in nadmorski višini, ki jih izvaja pilot (ali avtomatski sistem upravljanja leta), da lahko sledi poti ter ohranja višino in hitrost, ki jo določi služba za kontrolo zračnega prometa, v skladu s standardnimi operativnimi postopki letalskega operaterja. Zaradi teh navodil in ukrepov je pot leta razdeljena na ločene faze, ki tvorijo naravne segmente. Na vodoravni ravnini ti segmenti vključujejo ravne dele poti, ki so opredeljeni kot razdalja do naslednjega zavoja, in zavoje, ki so opredeljeni s polmerom in spremembo smeri leta. Na navpični ravnini so segmenti opredeljeni s časom in/ali razdaljo, ki sta potrebna za dosego zahtevanih sprememb hitrosti vožnje v smeri naprej in/ali višine pri določenih nastavitvah moči in zakrilc. Pripadajoče vertikalne koordinate se pogosto imenujejo točke profila.

Informacije o poti leta za modeliranje hrupa se pridobijo s sintezo na podlagi niza postopkovnih korakov (tj. tistih, ki jim sledi pilot) ali z analizo radarskih podatkov, tj. fizičnih meritev dejanskih preletenih poti leta. Ne glede na uporabljeno metodo se vodoravne in navpične oblike poti leta razdelijo na segmentne oblike. Vodoravna oblika poti leta (tj. njena dvodimenzionalna projekcija na tla) je talna sled letenja, opredeljena z usmeritvijo dohodnega ali odhodnega gibanja. Njena navpična oblika, ki jo opredeljujejo točke profila, in povezani parametri leta v zvezi s hitrostjo, kotom nagiba in nastavitvijo moči skupaj opredeljujejo profil leta, ki je odvisen od letalskega postopka, ki ga običajno predpišeta proizvajalec letala in/ali letalski operater. Pot leta se oblikuje z združitvijo 2D profila leta z 2D talno sledjo letenja, ki skupaj tvorita zaporedje 3D segmentov poti leta.

Zavedati se je treba, da je pri danem nizu postopkovnih korakov profil odvisen od talne sledi letenja; npr. hitrost vzpenjanja zrakoplova z enakim potiskom in hitrostjo je manjša v zavojih kot pri ravnem letenju. Čeprav ta navodila pojasnjujejo, kako naj se upošteva ta odvisnost, je treba priznati, da to običajno pomeni zelo velike stroške izračunavanja, in uporabniki za modeliranje hrupa morda raje predpostavljajo, da se lahko profil leta in talna sled letenja obravnavata kot neodvisni entiteti, tj. da zavoji ne vplivajo na profil vzpenjanja. Vendar je pomembno določiti spremembe kota nagiba, ki jih zahtevajo zavoji, saj pomembno vplivajo na usmerjenost emisij hrupa.

Hrup, prejet od segmenta poti leta, je odvisen od geometrije segmenta glede na opazovalca in od konfiguracije leta zrakoplova. Vendar sta ta medsebojno povezana – sprememba enega povzroči spremembo drugega in obratno in zagotoviti je treba, da je konfiguracija zrakoplova na vseh točkah poti skladna z gibanjem zrakoplova vzdolž poti.

Pri sintezi poti leta, tj. pri oblikovanju poti leta na podlagi niza „postopkovnih korakov“, ki opisujejo pilotove izbire moči motorja, kota zakrilc ter hitrosti pospeševanja in vzpenjanja, je treba izračunati gibanje. Pri analizi poti leta velja obratno: nastavitve moči motorja je treba oceniti na podlagi opazovanega gibanja letala, kot je določeno na podlagi radarskih podatkov ali včasih, v posebnih študijah, na podlagi podatkov, pridobljenih z zapisovalniki podatkov o letu (čeprav je v tem primeru moč motorja običajno del podatkov). V vsakem primeru je treba koordinate in parametre leta na vseh končnih točkah segmentov uporabiti pri izračunu hrupa.

Dodatek B vsebuje enačbe, ki se nanašajo na sile, ki delujejo na zrakoplov in njegovo gibanje, ter pojasnjuje, kako jih je treba rešiti, da se določijo lastnosti segmentov, ki sestavljajo poti letov. Različne vrste segmentov (in oddelki Dodatka B, ki se nanašajo nanje) so vzletni zalet (B5), vzpenjanje s konstantno hitrostjo (B6), zmanjšanje moči (B7), pospešeno vzpenjanje in uvlečenje zakrilc (B8), pospešeno vzpenjanje po uvlečenju zakrilc (B9), spuščanje in upočasnjevanje (B10) ter končni prilet za pristanek (B11).

Praktično modeliranje neizogibno vključuje različne stopnje poenostavitve, ki so odvisne od narave aplikacije, pomena rezultatov in razpoložljivih virov. Splošna predpostavka za poenostavitev, ki se uporablja celo v najbolj izpopolnjenih aplikacijah, je, da so pri upoštevanju razpršenosti sledi letov profili leta in konfiguracije na vseh sekundarnih sledeh letenja enake kot tisti na osrednji sledi letenja. Uporabiti je treba vsaj šest sekundarnih sledi (glej oddelek 2.7.11), saj to močno zmanjša izračunavanje in le malo zmanjša zanesljivost.

2.7.9   Viri podatkov o poti leta

Radarski podatki

Čeprav lahko zapisovalniki podatkov o letu zagotovijo zelo kakovostne podatke, je te težko pridobiti za modeliranje hrupa in radarski podatki se štejejo za najlažje dostopen vir informacij o dejanskih poteh leta na letališčih (10). Ker se lahko ti podatki običajno pridobijo iz sistemov spremljanja hrupa letališč in poti letov, se zdaj vse pogosteje uporabljajo za modeliranje hrupa.

Sekundarni nadzorni radar pot leta zrakoplova prikaže kot zaporedje položajnih koordinat v intervalih, ki so enaki času vrtenja radarskega skenerja, tj. običajno približno štiri sekunde. Položaj zrakoplova nad tlemi se določa s polarnimi koordinatami – razdalja in azimut – na podlagi odbitega radarskega odmeva (čeprav sistem spremljanja te običajno pretvori v kartezične koordinate); višino (11) meri višinomer na letalu in jo prek radarskega odzivnika pošilja računalniku službe za kontrolo zračnega prometa. Vendar pri določitvi položaja prihaja do neizogibnih velikih napak zaradi radijskih motenj in omejene ločljivosti podatkov (čeprav to nima posledic za predvidene namene kontrole zračnega prometa). Če je potrebna pot leta določenega gibanja zrakoplova, je zato treba podatke prilagoditi z uporabo ustrezne tehnike prilagajanja krivulje. Vendar modeliranje hrupa običajno zahteva statistični opis pasu poti leta, npr. opis vseh premikov na poti ali premikov posamezne vrste zrakoplova. Tu se lahko napake pri meritvah, povezane z zadevnimi statističnimi podatki, s postopki določanja povprečja zmanjšajo na zanemarljivo raven.

Postopkovni koraki

V veliko primerih poti leta ni mogoče modelirati na podlagi radarskih podatkov, ker potrebna sredstva niso na voljo ali ker gre za prihodnji primer, za katerega ni ustreznih radarskih podatkov.

Če radarskih podatkov ni ali je njihova uporaba neprimerna, je treba poti letov oceniti na podlagi operativnih navodil, na primer navodil za letalske posadke iz zbornikov letalskih informacij in letalskih priročnikov zrakoplovov, ki so tu imenovana postopkovni koraki. Nasveti za razlago teh navodil se po potrebi pridobijo od služb za kontrolo zračnega prometa in letalskih operaterjev.

2.7.10   Koordinatni sistemi

Lokalni koordinatni sistem

Lokalni koordinatni sistem (x, y, z) je kartezični z izhodiščem (0, 0, 0) v referenčni točki letališča (XARP, YARP, ZARP ), pri čemer je ZARP referenčna nadmorska višina letališča in z = 0 opredeljuje nazivno talno ravnino, za katero se običajno izračunajo konture. Smer leta zrakoplova ξ na ravnini xy se meri od magnetnega severa v smeri urinega kazalca (glej sliko 2.7.b). Vsi položaji opazovalca, osnovna mreža izračuna in točke kontur hrupa se izrazijo v lokalnih koordinatah (12).

Slika 2.7.b

Lokalni koordinatni sistem (x, y, z) in fiksna koordinata talne sledi letenja s

Image

Koordinatni sistem talne sledi letenja

Ta koordinata je specifična za posamezno talno sled letenja in predstavlja razdaljo s, izmerjeno vzdolž sledi v smeri leta. Za odletne sledi se s izmeri od mesta začetka talnega zaleta pri vzletu, za priletne sledi pa od pristajalnega praga. Zato s postane negativen na območjih:

za točko začetka talnega zaleta pri vzletu za odlete in

pred prečkanjem pristajalnega praga na vzletno-pristajalni stezi za prilete.

Operativni parametri leta, kot so višina, hitrost in nastavitev moči, so izraženi kot funkcije s.

Koordinatni sistem zrakoplova

Kartezični koordinatni sistem zrakoplova (x′, y′, z′) ima izhodišče na dejanski lokaciji zrakoplova. Sistem osi je opredeljen s kotom vzpenjanja γ, smerjo leta ξ in kotom nagiba ε (glej sliko 2.7.c).

Slika 2.7.c

Koordinatni sistem zrakoplova (x′, y′, z′)

Image

Upoštevanje topografije

V primerih, ko je treba upoštevati topografijo (glej oddelek 2.7.6), je treba pri oceni razdalje širjenja d koordinato višine zrakoplova z zamenjati z z′ = z – zo (pri čemer je zo koordinata s položaja opazovalca O). Geometrija med zrakoplovom in opazovalcem je prikazana na sliki 2.7.d. Glej oddelke 2.7.14 do 2.7.19 za opredelitve d in  (13).

Slika 2.7.d

Nadmorska višina tal vzdolž talne sledi letenja (levo) in bočno glede na talno sled letenja (desno)

(Nominalna ravnina tal z = 0 poteka skozi referenčno točko letališča. O je položaj opazovalca.)

Image

2.7.11   Talne sledi letenja

Osrednje sledi

Osrednja sled letenja opredeljuje središče pasu sledi, ki jim sledi zrakoplov z določeno usmeritvijo. Za modeliranje hrupa zrakoplovov se ta pot opredeli (i) na podlagi predpisanih operativnih podatkov, kot so navodila za pilote iz zbornikov letalskih informacij, ali (ii) na podlagi statistične analize radarskih podatkov, kot je pojasnjeno v oddelku 2.7.9, če so ti podatki na voljo in primerni za potrebe študije o modeliranju. Oblikovanje proge na podlagi operativnih navodil je običajno precej enostavno, saj ta navodila predpisujejo zaporedje delov poti, ki so bodisi ravni ter opredeljeni z dolžino in smerjo ali ukrivljeni loki, opredeljeni s stopnjo zavoja in spremembo smeri; glej sliko 2.7.e za ponazoritev.

Slika 2.7.e

Geometrija talne sledi letenja v smislu zavojev in ravnih segmentov

Image

Prilagoditev osrednje sledi radarskim podatkom je bolj zapletena, saj imajo dejanski zavoji različne stopnje, poleg tega pa je linija te poti nejasna zaradi razpršitve podatkov. Kot je bilo pojasnjeno, formalizirani postopki še niso bili razviti in običajna praksa je, da se ravni in ukrivljeni segmenti prilagodijo, da se ujemajo s povprečnimi položaji, izračunanimi na podlagi prerezov radarskih sledi v presledkih vzdolž poti. V prihodnosti bodo verjetno razvili računalniške algoritme za izvedbo te naloge, vendar je za zdaj odločitev, kako najbolje uporabiti razpoložljive podatke, prepuščena pripravljavcu modela. Pomemben dejavnik je, da hitrost zrakoplova in polmer zavoja določata kot nagiba in, kot je pojasnjeno v oddelku 2.7.19, nesimetričnost zvočnega sevanja okrog poti leta vpliva na hrup, ki doseže tla, na kar vpliva tudi položaj same poti leta.

Teoretično bi gladek prehod iz ravnega letenja v zavoj s fiksnim radijem zahteval takojšnjo vzpostavitev kota nagiba ε, kar je fizično nemogoče. V resnici je potrebnega nekaj časa, da kot nagiba doseže vrednost, ki je potrebna za ohranitev določene hitrosti in polmera zavoja r, in v tem času se polmer zavoja zmanjša z neskončno na r. Pri modeliranju ni treba upoštevati te spremembe polmera in lahko se predpostavlja, da se kot nagiba enakomerno povečuje z nič (ali z druge začetne vrednosti) na ε na začetku zavoja in doseže naslednjo vrednost ε na koncu zavoja (14).

Razpršenost sledi letov

Kjer je mogoče, opredelitve bočne razpršenosti in reprezentativnih sekundarnih sledi letenja temeljijo na ustreznih preteklih izkušnjah s študijskim letališčem, običajno prek analize vzorcev radarskih podatkov. Najprej se podatki razdelijo v skupine za posamezne poti. Za odletne sledi je značilna velika bočna razpršenost, ki jo je treba upoštevati, da bi bilo modeliranje natančno. Priletne poti se običajno združijo v zelo ozek pas vzdolž poti končnega prileta in običajno zadostuje, da se vsi prileti predstavijo z eno sledjo. Vendar če so priletni pasovi na območju kontur hrupa široki, jih bo morda treba enako kot odletne poti predstaviti s sekundarnimi sledmi letenja.

Običajna praksa je, da se podatki za eno pot obravnavajo kot vzorec iz ene populacije, tj. da se pot predstavi z eno osrednjo sledjo in enim naborom razpršenih sekundarnih sledi. Vendar če pregled pokaže, da se podatki za različne kategorije zrakoplovov ali operacij bistveno razlikujejo (npr. če imajo veliki in majhni zrakoplovi bistveno različne polmere zavojev), je morda zaželena nadaljnja razdelitev podatkov na različne pasove. Bočna razpršenost sledi letenja se za vsak pas določi kot funkcija razdalje od izhodišča, nato pa se premiki porazdelijo med osrednjo sledjo in ustreznim številom razpršenih sekundarnih sledi na podlagi statističnih podatkov o porazdelitvi.

Ker neupoštevanje učinkov razpršenosti sledi običajno ni priporočljivo, se v odsotnosti izmerjenih podatkov o pasu sledi nazivna bočna razpršenost po osrednji sledi in pravokotno nanjo opredeli s konvencionalno funkcijo porazdelitve. Izračunane vrednosti kazalcev hrupa niso posebej občutljive na točno obliko bočne porazdelitve: normalna (Gaussova) porazdelitev zagotavlja ustrezen opis številnih pasov, izmerjenih z radarjem.

Običajno se uporablja diskretni približek s sedmimi točkami (tj. bočna razpršitev se predstavi s šestimi sekundarnimi sledmi letenja, ki so enakomerno razporejene okrog osrednje sledi). Razmik med sekundarnimi sledmi je odvisen od standardnega odstopanja funkcije bočne razpršitve.

Pri normalno porazdeljenih sledeh s standardnim odklonom S je 98,8 % sledi znotraj koridorja, katerega meje so na ± 2,5 · S. V preglednici 2.7.a so navedeni razmiki med šestimi sekundarnimi sledmi in odstotki skupnega števila premikov, pripisani posameznim sledem. V Dodatku C so navedene vrednosti za drugačna števila sekundarnih sledi.

Preglednica 2.7.a

Odstotki premikov za funkcijo normalne porazdelitve s standardnim odstopanjem S za 7 sekundarnih sledi (osrednja sled je sekundarna sled 1)

Številka sekundarne sledi letenja

Položaj sekundarne sledi letenja

Odstotek premikov na sekundarni sledi letenja

7

– 2,14 S

3 %

5

– 1,43 S

11 %

3

– 0,71 S

22 %

1

0

28 %

2

0,71 S

22 %

4

1,43 S

11 %

6

2,14 S

3 %

Standardno odstopanje S je funkcija koordinate s vzdolž osrednje sledi. Skupaj z opisom osrednje sledi letenja se lahko navede v obrazcu za podatke o sledi leta iz Dodatka A3. Če ni nobenih kazalcev standardnega odstopanja, npr. radarskih podatkov, ki opisujejo primerljive sledi letenja, se priporoča uporaba naslednjih vrednosti:

 

za sledi, ki vključujejo zavoje do 45 stopinj:

S(s) = 0,055 · s – 150

za 2 700 m ≤ s ≤30 000 m

(2.7.1);

S(s) = 1 500

za s > 30 000 m

 

za sledi, ki vključujejo zavoje nad 45 stopinj:

S(s) = 0,128 · s – 420

za 3 300 m ≤ s ≤15 000 m

(2.7.2).

S(s) = 1 500 m

za s > 15 000 m

Iz praktičnih razlogov se predpostavlja, da je S(s) enak nič med začetkom talnega zaleta in s = 2 700 m ali s = 3 300 m, odvisno od kota zavoja. Poti, ki vključujejo več kot en zavoj, se obravnavajo na podlagi enačbe (2.7.2). Pri prihodih se lahko bočna razpršitev prezre pri oddaljenosti največ 6 000 m od pristanka.

2.7.12   Profili leta

Profil leta je opis gibanja zrakoplova na navpični ravnini nad talno sledjo letenja v smislu njegovega položaja, hitrosti, kota nagiba in nastavitve moči motorja. Ena od najpomembnejših nalog, s katerimi se sooča uporabnik modela, je učinkovita opredelitev profilov leta zrakoplova, ki ustrezno izpolnjujejo zahteve aplikacije za modeliranje brez pretiranega tratenja časa in virov. Seveda morajo profili dosledno izražati operacije zrakoplova, ki naj bi jih predstavljali, da se doseže visoka natančnost. To zahteva zanesljive podatke o atmosferskih pogojih, vrstah in različicah zrakoplovov, operativnih masah ter operativnih postopkih (spremembah nastavitev potiska in zakrilc ter razmerjih med spremembami višine in hitrosti), ki se ustrezno izrazijo kot povprečja za obravnavana obdobja. Take podrobne informacije pogosto niso na voljo, vendar to ni nujno ovira; tudi če so na voljo, mora pripravljavec modela po lastni presoji uravnotežiti natančnost in podrobnost vhodnih informacij s potrebami po izhodnih podatkih o konturah in z njihovo uporabo.

Sinteza profilov leta na podlagi „postopkovnih korakov“, pridobljenih iz podatkovne zbirke ANP ali od letalskih operaterjev, je opisana v oddelku 2.7.13 in Dodatku B. Ta postopek, ki je običajno edina možnost, ki je na voljo pripravljavcu modela, če radarski podatki niso na voljo, zagotovi geometrijo poti leta ter povezane spremembe hitrosti in potiska. Običajno bi se domnevalo, da vsi (podobni) zrakoplovi na pasu sledijo profilu osrednje sledi, ne glede na to, ali so dodeljeni osrednji ali razpršenim sekundarnim sledem.

Poleg podatkovne zbirke ANP, ki zagotavlja privzete informacije o postopkovnih korakih, so letalski operaterji najboljši vir zanesljivih informacij, tj. informacij o postopkih, ki jih uporabljajo, in tipičnih masah zrakoplovov. Vir, ki je „zlati standard“ za posamezne lete, je zapisovalnik podatkov o letu, iz katerega je mogoče dobiti vse ustrezne informacije. Tudi če so taki podatki na voljo, je predhodna obdelava zelo zahtevna. V skladu s potrebnim varčevanjem pri modeliranju je torej normalna praktična rešitev ta, da se uporabijo utemeljene predpostavke o povprečnih masah in operativnih postopkih.

Pred sprejetjem privzetih postopkovnih korakov iz podatkovne baze ANP (ki se običajno predpostavljajo, če dejanski postopki niso znani) je potrebna previdnost. To so standardizirani postopki, ki se pogosto uporabljajo, vendar jih lahko operaterji v posameznih primerih uporabljajo ali pa tudi ne. Pomemben dejavnik je določitev potiska motorja pri vzletu (in včasih vzpenjanju), ki je lahko do neke mere odvisen od prevladujočih okoliščin. Predvsem je običajna praksa, da se ravni potiska med odletom zmanjšajo (z največjega možnega potiska), da se podaljša življenjska doba motorja. V Dodatku B so navedena navodila za upoštevanje tipične prakse, ki na splošno zagotavlja realnejše konture kot predpostavka o polnem potisku. Vendar če so na primer vzletno-pristajalne steze kratke in/ali so temperature visoke, je polni potisk verjetno realnejša predpostavka.

Pri modeliranju dejanskih primerov se lahko natančnost poveča z uporabo radarskih podatkov, s katerimi se dopolnijo ali nadomestijo te nazivne informacije. Profili leta se lahko določijo na podlagi radarskih podatkov na podoben način kot bočne osrednje sledi – vendar šele po razdelitvi prometa glede na vrsto in različico zrakoplova ter včasih glede na maso ali dolžino etape (vendar ne glede na razpršitev) – da se za vsako podskupino pridobi povprečni profil višine in hitrosti glede na prepotovano talno razdaljo. Kot je bilo omenjeno, se pri poznejši združitvi s talnimi sledmi ta enotni profil običajno pripiše osrednji sledi in sekundarnim sledem.

Če je znana masa zrakoplova, se lahko spremembe hitrosti in pogonskega potiska izračunajo s postopnim reševanjem enačb za gibanje. Pred tem je koristno, da se podatki predhodno obdelajo, s čimer se zmanjša učinek radarskih napak, ki lahko zmanjšajo zanesljivost ocen pospeška. Prvi korak v vsakem primeru je ponovna opredelitev profila s prilagoditvijo ravnih segmentov, da predstavljajo ustrezne faze leta, pri čemer se vsak segment ustrezno razvrsti, tj. kot vožnja po tleh, vzpenjanje ali spuščanje s stalno hitrostjo, zmanjšanje potiska ali pospeševanje/upočasnjevanje s spremembo položaja zakrilc ali brez nje. Zahtevana vhodna podatka sta tudi masa zrakoplova in atmosfersko stanje.

V oddelku 2.7.11 je pojasnjeno, da je treba sprejeti posebne ukrepe, da se upošteva bočna razpršitev sledi vzdolž nazivnih ali osrednjih poti. Za vzorce radarskih podatkov so značilne podobne razpršitve poti letov na navpični ravnini. Vendar ni običajna praksa, da se navpična razpršitev modelira kot neodvisna spremenljivka, saj se pojavlja predvsem zaradi razlik v masah zrakoplovov in operativnih postopkih, ki se upoštevajo pri predhodni obdelavi vhodnih podatkov o prometu.

2.7.13   Oblikovanje segmentov poti leta

Vsako pot leta je treba opredeliti z nizom koordinat segmentov (vozlišč) in parametrov leta. Najprej je treba določiti koordinate segmentov talne sledi letenja. Nato se izračuna profil leta, pri čemer se je treba zavedati, da je pri danem nizu postopkovnih korakov profil odvisen od talne sledi letenja; npr. hitrost vzpenjanja zrakoplova z enakim potiskom in hitrostjo je manjša v zavojih kot pri ravnem letenju. Na koncu se oblikujejo 3D segmenti poti leta z združitvijo 2D profila leta in 2D talne sledi letenja (15).

Talna sled

Talna sled, bodisi osrednja sled bodisi razpršena sekundarna sled, je opredeljena z nizom koordinat (x,y) na talni ravnini (npr. na podlagi radarskih podatkov) ali z zaporedjem vektorskih ukazov, ki opisujejo ravne segmente in ukrivljene loke (zavoje z določenim polmerom r in spremembo smeri Δξ).

Pri modeliranju segmentov je lok predstavljen z zaporedjem ravnih segmentov, prilagojenih delom loka. Čeprav se na segmentih talne sledi letenja ne pojavljajo, nagib zrakoplova med zavijanjem vpliva na njihovo opredelitev. V Dodatku B4 je pojasnjeno, kako izračunati kote nagiba med enakomernim zavijanjem, vendar se ti koti seveda ne vzpostavijo ali odpravijo v trenutku. Ni predpisanih navodil, kako obravnavati prehode med ravnim letom in zavijanjem ali med dvema zaporednima zavojema. Praviloma bodo podrobnosti, ki so prepuščene presoji uporabnika (glej oddelek 2.7.11), verjetno zanemarljivo vplivale na končne konture; zahteva se predvsem izogibanje ostrim prekinitvam na koncih zavoja in to je mogoče doseči preprosto s tem, da se na primer vstavijo kratki prehodni segmenti, vzdolž katerih se kot nagiba spreminja linearno z razdaljo. Samo v posebnem primeru, kjer je verjetno, da bo imel določen zavoj prevladujoč vpliv na končne konture, bi bilo treba realneje modelirati dinamiko prehoda, povezati kot nagiba s posameznimi vrstami zrakoplovov in uporabiti ustrezne hitrosti obračanja. Tu zadošča navesti, da so končni deli lokov Δξtrans v vsakem zavoju odvisni od potrebnih sprememb kota nagiba. Preostali del loka s spremembo smeri za Δξ – 2 Δξtrans stopinj se razdeli na nsub delov loka po enačbi:

nsub = int(1 + (Δξ – 2 · Δξtrans )/30)

(2.7.3),

pri čemer je int(x) funkcija, ki vrne celi del x. Nato se sprememba smeri Δξ sub za vsak del loka izračuna na naslednji način:

Δξsub = (Δξ – 2 · Δξtrans )/nsub

(2.7.4),

pri čemer mora biti vrednost nsub dovolj velika, da se zagotovi, da je Δξ sub ≤ 30 stopinj. Razdelitev loka na segmente (razen zaključnih prehodnih podsegmentov) je prikazana na sliki 2.7.f  (16).

Slika 2.7.f

Oblikovanje segmentov poti leta z razdelitvijo zavoja na segmente z dolžino Δs (zgornji pogled na vodoravni ravnini, spodnji pogled na navpični ravnini)

Image

Profil leta

Parametri, ki opisujejo vsak segment profila leta na začetku (pripona 1) in koncu (pripona 2) segmenta, so:

s1, s2

razdalja vzdolž talne sledi letenja,

z1, z2

višina letala,

V1, V2

hitrost na tleh,

P1, P2

hrupni parameter moči (ki se ujema s tistim, za katerega so opredeljene krivulje NPD),

ε 1, ε 2

kot nagiba.

Za oblikovanje profila leta na podlagi niza postopkovnih korakov (sinteza poti leta) se segmenti oblikujejo v zaporedju, da se na končnih točkah dosežejo zahtevani pogoji. Parametri končne točke posameznega segmenta postanejo parametri začetne točke naslednjega segmenta. V vsakem izračunu za posamezni segment so parametri znani že na začetku, zahtevane pogoje na koncu pa določa postopkovni korak. Koraki sami se opredelijo bodisi na podlagi privzetih postopkov iz ANP ali pa jih opredeli uporabnik (npr. na podlagi podatkov iz letalskih priročnikov zrakoplovov). Končni pogoji so običajno višina in hitrost; naloga v okviru oblikovanja profila je ugotoviti, kakšno razdaljo vzdolž sledi letenja preleti zrakoplov, preden se dosežejo navedeni pogoji. Neopredeljeni parametri se določijo prek izračunov za zmogljivost zrakoplova, opisanih v Dodatku B.

Če je talna sled letenja ravna, se lahko točke profila in pripadajoči parametri leta določijo neodvisno od talne sledi letenja (kot nagiba je vedno nič). Vendar so talne sledi letenja redko ravne, saj običajno vključujejo zavoje, ki jih je treba pri določanju dvodimenzionalnega profila leta upoštevati, da se dosežejo najboljši rezultati, pri tem pa se segmenti profila po potrebi razdelijo v vozliščih talne sledi letenja, da se lahko vstavijo spremembe kota nagiba. Praviloma je dolžina naslednjega segmenta na začetku neznana in se ob predpostavki, da se kot nagiba ne spremeni, izračuna začasna dolžina. Če se naknadno ugotovi, da segment zajema eno ali več vozlišč talne sledi letenja, pri čemer je prvo vozlišče na točki s, tj. s1 < s < s2 , se segment odreže pri s, parametri na tej točki pa se izračunajo z interpolacijo (glej spodaj). Ti postanejo parametri končne točke trenutnega segmenta in parametri začetne točke novega segmenta, ki ima še vedno iste ciljne končne pogoje. Če ni vmesnih vozlišč talne sledi letenja, se začasni segment potrdi.

Če se učinki zavojev na profil leta ne smejo upoštevati, se uporabi rešitev za raven let, ki vključuje samo en segment, vendar se informacije o kotih nagiba shranijo za poznejšo uporabo.

Ne glede na to, ali so učinki zavojev v celoti modelirani ali ne, se vsaka tridimenzionalna pot leta oblikuje z združitvijo njenega dvodimenzionalnega profila leta in njene dvodimenzionalne talne sledi letenja. Rezultat je zaporedje nizov koordinat (x,y,z), od katerih je vsak vozlišče segmentirane talne sledi letenja, vozlišče profila leta ali oboje, pri čemer točke profila spremljajo pripadajoče vrednosti višine z, hitrosti glede na tla V, kota naklona ε in moči motorja P. Za točko sledi letenja (x,y), ki leži med koncema segmenta profila leta, se parametri leta interpolirajo na naslednji način:

z = z1 + f · (z2 – z1)

(2.7.5),

Formula

(2.7.6),

ε = ε1 + f · (ε2 – ε1)

(2.7.7),

Formula

(2.7.8),

pri čemer je

f = (s – s1)/(s2 – s1)

(2.7.9).

Upoštevati je treba, da medtem ko se za z in ε predpostavlja, da se linearno spreminjata z razdaljo, se za V in P predpostavlja, da se linearno spreminjata s časom (tj. stalni pospešek (17)).

Pri povezovanju segmentov profila leta z radarskimi podatki (analiza poti leta) se vse razdalje, višine, hitrosti in koti nagiba na končnih točkah določijo neposredno na podlagi podatkov; samo nastavitve moči je treba izračunati z uporabo enačb za zmogljivost. Ker se lahko ustrezno povežejo tudi koordinate talne sledi letenja in profila leta, je to običajno precej preprosto.

Razdelitev vzletnega zaleta na segmente

Pri vzletanju, ko zrakoplov pospešuje med točko sprostitve zavor (imenovano tudi začetek talnega zaleta ali SOR) in točko vzleta, se hitrost bistveno spremeni na razdalji od 1 500 do 2 500 m, in sicer se poveča z nič na približno 80–100 m/s.

Vzletna vožnja je zato razdeljena na segmente različnih dolžin in hitrost zrakoplova se vzdolž vsakega od teh segmentov poveča za določeno vrednost ΔV, ki znaša največ 10 m/s (približno 20 kt). Za ta namen je primerna predpostavka stalnega pospeška, čeprav se pospešek med vzletno vožnjo dejansko spreminja. V tem primeru za vzletno fazo velja, da so V1 začetna hitrost, V2 vzletna hitrost, nTO številka vzletnega segmenta in sTO enakovredna vzletna razdalja. Pri enakovredni vzletni razdalji sTO (glej Dodatek B), začetni hitrosti V1 in vzletni hitrosti V2 se število segmentov nTO za vožnjo po tleh izračuna na naslednji način:

nTO = int(1 + (V2 – V1 )/10)

(2.7.10)

in zato je sprememba hitrosti vzdolž segmenta

ΔV = (V2 – V1)/nTO

(2.7.11)

in čas Δt na vsakem segmentu je (ob predpostavki stalnega pospeška)

Formula

(2.7.12).

Dolžina sTO,k segmenta k (1 ≤ k ≤ nTO) vzletne vožnje se nato izračuna na naslednji način:

Formula

(2.7.13).

Primer:

če je vzletna razdalja sTO  = 1 600 m, V1= 0 m/s in V2 = 75 m/s, je število segmentov nTO  = 8, dolžine segmentov pa znašajo od 25 do 375 metrov (glej sliko 2.7.g):

Slika 2.7.g

Razdelitev vzletnega zaleta na segmente (primer z 8 segmenti)

Image

Podobno kot spremembe hitrosti se vzdolž vsakega segmenta spremeni tudi potisk zrakoplova, in sicer se poveča za stalno vrednost ΔP, ki se izračuna na naslednji način:

ΔP = (PTO – Pinit)/nTO

(2.7.14),

pri čemer PTO označuje potisk zrakoplova na točki vzleta, P init pa potisk zrakoplova na začetku talnega zaleta pri vzletu.

Uporaba tega stalnega povečanja potiska (namesto uporabe kvadratne oblike enačbe 2.7.8) naj bi bila v skladu z linearnim razmerjem med potiskom in hitrostjo v primeru zrakoplovov z reaktivnimi motorji (enačba B-1).

Razdelitev segmenta začetnega vzpenjanja na manjše segmente

Med letom vzdolž segmenta začetnega vzpenjanja se geometrija hitro spreminja, zlasti glede na položaje opazovalca ob strani sledi leta, kjer se kot beta hitro spreminja, ko se zrakoplov vzpenja po tem začetnem segmentu. Primerjave z izračuni za zelo majhne segmente kažejo, da uporaba samo enega segmenta vzpenjanja pomeni slab približek ravni hrupa ob strani sledi leta za integrirane metrike. Natančnost izračuna se poveča z razdelitvijo prvega vzletnega segmenta na manjše segmente. Bočno slabljenje močno vpliva na dolžino posameznih segmentov in njihovo število. Ob upoštevanju skupnega bočnega slabljenja pri zrakoplovu z motorji, nameščenimi na trupu, se lahko pokaže, da se pri spremembah bočnega slabljenja, omejenih na 1,5 dB na podsegment, segment začetnega vzpenjanja razdeli na podsegmente na podlagi naslednjega niza višin:

z = {18,9, 41,5, 68,3, 102,1, 147,5, 214,9, 334,9, 609,6, 1 289,6} metrov ali

z = {62, 136, 224, 335, 484, 705, 1 099, 2 000, 4 231} čevljev.

Zgornje višine se pridobijo z določitvijo, katera višina v zgornjem nizu je najbližje prvotni končni točki segmenta. Dejanske višine podsegmentov bi se nato izračunale na naslednji način:

z′i = z [zi/zN] (i = 1…N)

(2.7.15),

pri čemer so z višina prvotne končne točke segmenta, zi višina na i-tem mestu v nizu višin in zN zgornja meja, ki je najbližje višini z. Rezultat tega postopka je, da sprememba bočnega slabljenja vzdolž posameznih podsegmentov ostane stalna, kar zagotavlja natančnejše konture, vendar ne zahteva uporabe zelo kratkih segmentov.

Primer:

Če je višina prvotne končne točke segmenta z = 304,8 m, se v nizu višin upošteva 214,9 < 304,8 < 334,9 in zgornja meja, najbližja višini z = 304,8 m, je z7 = 334,9 m. Nato se višine končnih točk podsegmentov izračunajo na naslednji način:

zi′ = 304,8 [zi/334,9] (i = 1..N)

Torej bi bila višina z1′ 17,2 m, višina z2′ 37,8 m itd.

Vrednosti hitrosti in moči motorja na vstavljenih točkah se interpolirajo z uporabo enačb (2.7.11) in (2.7.13).

Razdelitev segmentov letenja v zraku na manjše segmente

Po pridobitvi segmentirane poti leta z uporabo postopka, opisanega v oddelku 2.7.13, in po opisani razdelitvi na podsegmente so lahko potrebne dodatne prilagoditve razdelitve na segmente. Te vključujejo:

odstranitev točk poti leta, ki so preblizu skupaj, in

vključitev dodatnih točk, če so spremembe hitrosti vzdolž segmentov prevelike.

Če sta sosednji točki oddaljeni 10 m ali manj in če so pripadajoči hitrosti in potiska enaki, se ena od točk odstrani.

Če se hitrost vzdolž segmenta letenja v zraku bistveno spremeni, se ta segment razdeli na manjše segmente enako kot segmenti vožnje po tleh, tj.:

Formula

(2.7.16),

pri čemer sta V1 hitrost na začetku segmenta, V2 pa hitrost na koncu segmenta. Pripadajoči parametri podsegmentov se izračunajo na podoben način kot za vzletni zalet, z uporabo enačb od 2.7.11 do 2.7.13.

Vožnja po tleh pri pristanku

Čeprav je vožnja po tleh pri pristanku v bistvu obratni vzletni zalet, je treba upoštevati zlasti:

povratni potisk, ki se včasih uporabi za upočasnitev zrakoplova, in

letala, ki po upočasnitvi zapuščajo vzletno-pristajalno stezo (zrakoplovi, ki zapustijo stezo, ne prispevajo več k hrupu v zraku, saj se hrup vožnje po tleh ne upošteva).

V nasprotju z razdaljo vzletnega zaleta, ki izhaja iz parametrov zmogljivosti zrakoplova, razdalja zaustavljanja sstop (tj. razdalja od točke pristanka do točke, na kateri zrakoplov zapusti vzletno-pristajalno stezo) ni povsem odvisna od zrakoplova. Čeprav je najmanjšo razdaljo zaustavljanja mogoče oceniti na podlagi mase in zmogljivosti zrakoplova (ter razpoložljivega povratnega potiska), je dejanska razdalja zaustavljanja odvisna tudi od lokacije voznih stez, prometnih razmer in predpisov posameznih letališč o uporabi povratnega potiska.

Uporaba povratnega potiska ni standardni postopek in se uporablja le, če potrebne upočasnitve ni mogoče doseči z uporabo kolesnih zavor. (Povratni potisk je lahko izredno moteč, saj hitra sprememba moči motorja iz prostega teka v vzvratno namestitev povzroči nenaden močan hrup.)

Vendar se večina vzletno-pristajalnih stez uporablja tako za odlete kot za pristanke, zato ima povratni potisk zelo majhen učinek na konture hrupa, saj v skupni zvočni energiji v bližini steze prevladuje hrup, ki ga povzročajo vzletne operacije. Prispevki povratnega potiska h konturam so lahko pomembni le, če je uporaba vzletno-pristajalne steze omejena na pristanke.

S fizičnega vidika je hrup povratnega potiska zelo zapleten proces, vendar se lahko zaradi svojega razmeroma majhnega pomena za konture hrupa v zraku modelira poenostavljeno, pri tem pa se hitre spremembe moči motorja upoštevajo prek ustrezne razdelitve na segmente.

Jasno je, da je modeliranje vožnje po tleh pri pristanku manj enostavno kot modeliranje hrupa vzletnega zaleta. Naslednje poenostavljene predpostavke za modeliranje so priporočljive za splošno uporabo, kadar podrobne informacije niso na voljo (glej sliko 2.7.h).

Slika 2.7.h

Modeliranje vožnje po tleh pri pristanku

Image

Letalo pristane 300 metrov za pristajalnim pragom (katerega koordinata vzdolž priletne talne sledi leta je s = 0). Nato upočasnjuje vzdolž razdalje zaustavljanja sstop , za katero so v podatkovni zbirki ANP navedene vrednosti, značilne za posamezne zrakoplove, in njegova hitrost se zmanjša s končne priletne hitrosti Vfinal na 15 m/s. Zaradi hitrih sprememb hitrosti na tem segmentu se ta razdeli na podsegmente na enak način kot segment vzletnega zaleta (ali segmenti letenja v zraku s hitrimi spremembami hitrosti) z uporabo enačb 2.7.10 do 2.7.13.

Moč motorja se spremeni iz končne priletne moči ob pristanku v nastavitev moči za povratni potisk Prev vzdolž razdalje 0,1 × sstop , nato pa se vzdolž preostalih 90 odstotkov razdalje zaustavljanja zmanjša na 10 % največje možne moči. Hitrost zrakoplova ostane nespremenjena do konca vzletno-pristajalne steze (do s = – s RWY).

Podatkovna zbirka ANP trenutno ne vsebuje krivulj NPD za povratni potisk, zato se je treba pri modeliranju tega učinka zanesti na konvencionalne krivulje. Moč pri povratnem potisku Prev običajno znaša približno 20 % polne moči in ta vrednost je priporočljiva, če operativne informacije niso na voljo. Vendar pri določeni nastavitvi moči povratni potisk pogosto ustvari bistveno več hrupa kot potisk naprej in za raven hrupa dogodka, pridobljeno na podlagi podatkov NPD, se uporabi zvišanje ΔL, s čimer se raven zviša z nič na vrednost ΔLrev (tu je začasno priporočena vrednost 5 dB (18)) vzdolž razdalje 0,1 × sstop in se nato linearno zmanjša na nič vzdolž preostale razdalje zaustavljanja.

2.7.14   Izračun hrupa ob posamičnem dogodku

Osnova postopka modeliranja, ki je v tem delu opisan v celoti, je izračun ravni hrupa dogodka na podlagi informacij o poti leta, opisanih v oddelkih 2.7.7 do 2.7.13.

2.7.15   Metrika posamičnega dogodka

Zvok, ki ga ustvari gibanje zrakoplova na položaju opazovalca, je izražen kot „raven zvoka (ali hrupa) posamičnega dogodka“, količina, ki kaže učinek zvoka na ljudi. Sprejeti zvok v smislu hrupa se meri z osnovno lestvico decibelov L(t), ki z uporabo frekvenčnega vrednotenja (ali filtra) oponaša lastnosti človeškega sluha. Najpomembnejša lestvica pri modeliranju kontur hrupa zrakoplova je A-vrednotena raven hrupa LA .

Metrika, ki se najpogosteje uporablja za zajemanje celotnih dogodkov, so „ravni izpostavljenosti zvoku (ali hrupu) posamičnega dogodka“ LE , ki upoštevajo vso (ali skoraj vso) zvočno energijo dogodkov. Zaradi omogočanja časovne integracije, ki je pri tem prisotna, se pojavijo glavni zapleti segmentacijskega (ali simulacijskega) modeliranja. Enostavnejše je modeliranje drugačne metrike Lmax , najvišje trenutne ravni, ki se med dogodkom pojavi; je pa LE tista, ki je osnovni sestavni del kazalcev hrupa večine sodobnih zrakoplovov in za praktične modele se lahko v prihodnosti pričakuje, da bodo vključevali obe, Lmax in LE . Merjenje obeh metrik je mogoče na različnih lestvicah hrupa; v tem dokumentu se upošteva le A-vrednotena raven hrupa. Običajno se lestvica prikaže z razširitvijo pripone metrike, tj. LAE , LAmax .

Raven izpostavljenosti zvoku (ali hrupu) posamičnega dogodka je natančno izražena kot

Formula

(2.7.17),

pri čemer t0 označuje referenčni čas. Integracijski interval [t1,t2] se izbere tako, da se zagotovi vključitev (skoraj) vsega pomembnega zvoka v dogodku. Zelo pogosto se mejni vrednosti t1 in t2 izbereta za pokrivanje obdobja, v katerem je raven L(t) v okviru 10 dB Lmax . To obdobje se imenuje „10-dB down time“, tj. čas, v katerem zvok z 10 dB pod najvišjo ravnijo naraste na najvišjo raven in nato pade nazaj na 10 dB pod najvišjo raven. Ravni izpostavljenosti zvoku (hrupu), tabelirane v podatkovni zbirki ANP, so vrednosti, ki so za 10 dB pod najvišjo ravnijo („10-dB down values“) (19).

Pri modeliranju kontur hrupa zrakoplova se enačba 2.7.17 uporablja zlasti za standardno metriko ravni izpostavljenosti zvoku LAE (kratica SEL):

Formula

with t 0 = 1 second

(2.7.18).

Navedeni enačbi ravni izpostavljenosti se lahko uporabita pri določanju ravni dogodka, ko je znan celoten časovni potek L(t). V okviru priporočene metodologije modeliranja hrupa takšni časovni poteki niso opredeljeni; ravni izpostavljenosti dogodka se izračunajo s seštevanjem vrednosti segmenta, delnih ravni dogodka, pri čemer vsaka posamezna delna raven določa prispevek posameznega končnega segmenta poti leta.

2.7.16   Določanje ravni dogodka na podlagi podatkov NPD

Glavni vir podatkov o hrupu zrakoplovov je mednarodna podatkovna zbirka o hrupu in zmogljivosti zrakoplovov (Aircraft Noise and Performance; ANP). Vrednosti Lmax in LE sta tabelirani kot funkciji razdalje širjenja d – za določene vrste in različice zrakoplovov, konfiguracije leta (prilet, odlet, nastavitve zakrilc) in nastavitve moči P. Povezani sta s stalno hitrostjo letenja pri določenih referenčnih hitrostih Vref po navidezno neskončni, ravni poti leta (20).

Določanje vrednosti neodvisnih spremenljivk P in d je opisano v nadaljevanju. Pri pretvorbi z vhodnima vrednostma P in d so zahtevane izhodne vrednosti osnovne ravni Lmax(P,d) in/ali LE∞(P,d) (uporabljajo se za neskončno pot leta). Če vrednosti za P in/ali d niso natančno tabelirane, je na splošno treba zahtevane ravni hrupa dogodka oceniti z interpolacijo. Med tabeliranimi nastavitvami moči se uporabi linearna interpolacija, med tabeliranimi razdaljami pa se uporabi logaritemska interpolacija (glej sliko 2.7.i).

Slika 2.7.i

Interpolacija v krivuljah hrup-moč-razdalja

Image

Če sta Pi in Pi + 1 vrednosti moči motorja, za kateri so tabelirani podatki o ravni hrupa v odvisnosti od razdalje, se raven hrupa L(P) na določeni razdalji za srednjo moč P med Pi in Pi + 1 določi z:

Formula

(2.7.19).

Če sta pri kateri koli nastavitvi moči di in di + 1 razdalji, za kateri so tabelirani podatki o hrupu, se raven hrupa L(d) za srednjo razdaljo d med di in di + 1 določi z

Formula

(2.7.20).

Z enačbama (2.7.19) in (2.7.20) se lahko raven hrupa L(P,d) izračuna za katero koli nastavitev moči P in katero koli razdaljo d, ki je v okviru podatkovne zbirke NPD.

Za razdalje d, ki niso v okviru NPD, se enačba 2.7.20 uporabi za ekstrapolacijo iz zadnjih dveh vrednosti, tj. navznoter od L(d1) in L(d2) ali navzven od L(dI – 1) in L(dI), pri čemer je I skupno število točk NPD na krivulji. Zato sta enačbi za

navznoter:

Formula

(2.7.21),

navzven:

Formula

(2.7.22).

Na kratkih razdaljah d se z manjšanjem razdalje širjenja ravni hrupa višajo zelo hitro, zato se priporoča, da se za d uvede spodnja mejna vrednost 30 m, tj. d = max(d, 30 m).

Prilagoditev impedance standardnih podatkov NPD

Podatki NPD v podatkovni zbirki ANP se normalizirajo na posebne atmosferske pogoje (temperaturo 25 °C in tlak 101,325 kPa). Pred uporabo metode interpolacije/ekstrapolacije, ki je bila prej opisana, se za te standardne podatke NPD uporabi prilagoditev akustične impedance.

Akustična impedanca je povezana s širjenjem zvočnih valov v akustičnem mediju, opredeljena pa je kot produkt gostote zraka in hitrosti zvoka. Pri določeni zvočni intenzivnosti (moč na enoto površine), zaznani na določeni razdalji od vira, je povezani zvočni tlak (uporabljen za določanje metrike SEL in LAmax) odvisen od akustične impedance zraka na položaju merjenja. Je funkcija temperature in atmosferskega tlaka (ter posredno nadmorske višine). Zato je treba standardne podatke NPD iz podatkovne zbirke ANP prilagoditi, da se upoštevajo dejanski temperaturni in tlačni pogoji v točki sprejemnika, ki se na splošno razlikujejo od normaliziranih pogojev podatkov ANP.

Prilagoditev impedance, ki se uporabi za standardne ravni NPD, se izrazi, kot sledi:

Formula

(2.7.23),

pri čemer sta:

Δ Impedance

prilagoditev impedance za dejanske atmosferske pogoje v točki sprejemnika (v dB);

ρ · c

akustična impedanca (newton–sekunde/m3) zraka v točki sprejemnika (409,81 je impedanca zraka, povezana z referenčnimi atmosferskimi pogoji podatkov NPD v podatkovni zbirki ANP).

Impedanca ρ · c se izračuna, kot sledi:

Image

(2.7.24),

δ

p/po , razmerje med tlakom zunanjega zraka na nadmorski višini opazovalca in standardnim zračnim tlakom na srednji gladini morja: po = 101,325 kPa (ali 1 013,25 mb);

θ

(T + 273,15)/(T0 + 273,15) razmerje med temperaturo zraka na nadmorski višini opazovalca in standardno temperaturo zraka na srednji gladini morja: T0 = 15,0 °C.

Prilagoditev akustične impedance je običajno manjša od nekaj desetink decibela. Upoštevati je treba zlasti, da je v običajnih atmosferskih pogojih (po = 101,325 kPa in T0 = 15,0 °C) prilagoditev impedance manjša od 0,1 dB (0,074 dB). Vendar je lahko prilagoditev večja, če pride do bistvene spremembe temperature in atmosferskega tlaka glede na referenčne atmosferske pogoje podatkov NPD.

2.7.17   Splošni izrazi

Raven dogodka segmenta Lseg

Vrednosti segmenta se določijo s prilagoditvijo osnovnih vrednosti (za neskončno pot) iz podatkov NPD. Najvišjo raven hrupa iz enega segmenta poti leta Lmax,seg se lahko na splošno izrazi kot

Image

(2.7.25),

prispevek iz enega segmenta poti leta k LE pa kot

Image

(2.7.26).

„Korekcijski členi“ v enačbah 2.7.25 in 2.7.26, ki so podrobno opisani v oddelku 2.7.19, upoštevajo naslednje učinke:

Δ V

popravek trajanja: podatki NPD so povezani z referenčno hitrostjo leta. S tem se ravni izpostavljenosti prilagodijo nereferenčnim hitrostim (Se ne uporablja za Lmax,seg .);

Δ I (φ)

učinek namestitve: opisuje spreminjanje bočne usmerjenosti zaradi zaščite, loma in odboja zaradi osnovne konstrukcije, motorjev in tokovnih polj, ki obkrožajo letalo;

Λ(β,)

bočno slabljenje hrupa: pomembno je pri zvoku, ki se pod nizkimi koti širi do tal, upošteva pa delovanje med neposrednimi in odbitimi zvočnimi valovi (učinek tal) in učinke atmosferskih neskladnosti (nastanejo zlasti zaradi tal), ki lomijo zvočne valove, ko potujejo proti opazovalcu bočno od poti leta;

Δ F

popravek končnega segmenta (delež hrupa): upošteva končno dolžino segmenta, ki očitno prispeva manjšo izpostavljenost hrupu kot neskončna dolžina. Uporablja se le pri metriki izpostavljenosti.

Če je segment del vzletnega zaleta ali vožnje po tleh pri pristanku, opazovalec pa je za zadevnim segmentom, se sprejmejo posebni koraki za upoštevanje izrazite usmerjenosti hrupa reaktivnega motorja za zrakoplovom, tik pred vzletom. Zaradi teh posebnih korakov se za raven izpostavljenosti uporabi določena oblika hrupa:

Image

(2.7.27),

Image

(2.7.28),

Δ′ F

določena oblika popravka segmenta;

ΔSOR

popravek zaradi usmerjenosti: upošteva izrazito usmerjenost hrupa reaktivnega motorja za segmentom vožnje po tleh.

Posebna obravnava segmentov vožnje po tleh je opisana v oddelku 2.7.19.

Izračun ravni hrupa segmenta je opisan v oddelkih v nadaljevanju.

Raven hrupa dogodka L gibanja letala

Najvišja raven Lmax je enostavno največja vrednost segmenta Lmax,seg (glej enačbi 2.7.25 in 2.7.27)

Lmax = max(Lmax,seg )

(2.7.29),

pri čemer se vrednost posameznega segmenta določi na podlagi podatkov NPD zrakoplova za moč P in razdaljo d. Ti parametri ter korekcijska faktorja ΔI (φ) in Λ(β,) so pojasnjeni v nadaljevanju.

Raven izpostavljenosti LE se izračuna kot vsota decibelov prispevkov LE,seg iz vsakega segmenta poti leta, pomembnega za hrup; tj.

Formula

(2.7.30).

Seštevanje se izvaja po posameznih segmentih poti leta.

V nadaljevanju tega poglavja je obravnavano določanje ravni hrupa segmenta Lmax,seg in LE,seg .

2.7.18   Parametri segmenta poti leta

Moč P in razdalja d, za kateri sta osnovni ravni Lmax,seg(P,d) in LE∞(P,d) interpolirani iz preglednic NPD, se določita iz geometrijskih in operativnih parametrov, ki določajo segment. Kako se to stori, je pojasnjeno v nadaljevanju z ilustracijami ravnine, na kateri sta segment in opazovalec.

Geometrijski parametri

Slike 2.7.j do 2.7.l prikazujejo geometrije vir-sprejemnik, ko je opazovalec O (a) za (b) ob in (c) pred segmentom S1S2, pri čemer je smer leta od S1 do S2 . V teh diagramih so

O

položaj opazovalca;

S1, S2

začetek in konec segmenta;

Sp

točka pravokotnega najbližjega približanja opazovalcu na segmentu ali njegovem podaljšku;

d 1, d 2

razdalji med začetkom segmenta, koncem segmenta in opazovalcem;

ds

najkrajša razdalja med opazovalcem in segmentom;

dp

pravokotna razdalja med opazovalcem in podaljšanim segmentom (najmanjša poševna razdalja);

λ

dolžina segmenta poti leta;

q

razdalja od S1 do Sp (če je položaj opazovalca za segmentom, je negativna).

Slika 2.7.j

Geometrija segmenta poti leta pri opazovalcu za segmentom

Image

Slika 2.7.k

Geometrija segmenta poti leta pri opazovalcu ob segmentu

Image

Slika 2.7.l

Geometrija segmenta poti leta pri opazovalcu pred segmentom

Image

Segment poti leta je predstavljen s poudarjeno, neprekinjeno črto. Črtkana črta predstavlja podaljšanje poti leta, ki se v obe smeri razteza v neskončnost. Pri segmentih letenja v zraku, ko je metrika dogodka raven izpostavljenosti LE , je parameter razdalje NPD d razdalja dp med Sp in opazovalcem, ki se imenuje najmanjša poševna razdalja (tj. pravokotna razdalja med opazovalcem in segmentom ali njegovim podaljškom oziroma (hipotetično) neskončno potjo leta, katerega del je segment).

Pri metriki ravni izpostavljenosti, ko so med vzletno vožnjo položaji opazovalca za segmenti na tleh, med pristajalno vožnjo pa so položaji pred segmenti na tleh, postane parameter razdalje NPD d najkrajša razdalja med opazovalcem in segmentom ds (tj. enako kot pri metriki najvišje ravni).

Pri metriki najvišje ravni je parameter razdalje NPD d najkrajša razdalja med opazovalcem in segmentom ds .

Moč segmenta P

Tabelirani podatki NPD opisujejo hrup zrakoplova v ravnem letu s stalno hitrostjo letenja na neskončni poti leta, tj. s stalno močjo motorja P. Priporočena metodologija dejanske poti leta, vzdolž katere se hitrost in smer spreminjata, razdeli v več končnih segmentov, za vsak posamezen segment pa se nato šteje, da je del enakomerne, neskončne poti leta, za katero veljajo podatki NPD. Metodologija predvideva spremembe moči po dolžini segmenta, pri čemer se šteje, da se moč spreminja linearno z razdaljo od P1 na začetku segmenta do P2 na koncu segmenta. Zato je treba določiti enakovredno stalno vrednost segmenta P. Šteje se, da je to vrednost na točki segmenta, ki je najbližje opazovalcu. Če je opazovalec ob segmentu (slika 2.7.k), se vrednost določi z interpolacijo v skladu z enačbo 2.7.8 med končnimi vrednostmi, tj.

Formula

(2.7.31).

Če je opazovalec za segmentom ali pred njim, je to na najbližji končni točki P1 ali P2 .

2.7.19   Korekcijski členi ravni dogodka segmenta

Podatki NPD ravni hrupnega dogodka določajo kot funkcijo razdalje pravokotno pod idealizirano ravno vodoravno potjo, po kateri zrakoplov leti s stalno močjo in določeno referenčno hitrostjo (21). Raven dogodka, interpolirana iz preglednice NPD za določeno nastavitev moči in poševno razdaljo, je zato opisana kot osnovna raven. Uporablja se za neskončno pot leta, treba pa jo je popraviti, da se upoštevajo učinki (1) nereferenčne hitrosti, (2) učinkov namestitve motorja (bočna usmerjenost), (3) bočnega slabljenja hrupa, (4) dolžine končnega segmenta in (5) vzdolžne usmerjenosti za začetkom talnega zaleta pri vzletu – glej enačbi 2.7.25 in 2.7.26.

Popravek trajanja ΔV (le ravni izpostavljenosti LE)

Ta popravek (22) upošteva spremembo ravni izpostavljenosti, če se dejanska hitrost na tleh v segmentu razlikuje od referenčne hitrosti zrakoplova Vref , s katero so povezani osnovni podatki NPD. Hitrost se tako kot moč motorja vzdolž segmenta spreminja (hitrost na tleh niha od V1 do V2) in enakovredno hitrost segmenta Vseg je treba določiti ob upoštevanju, da je segment nagnjen proti tlom; tj.

Vseg = V/cosγ

(2.7.32),

pri čemer sta V enakovredna hitrost na tleh v segmentu (za informacije glej enačbo B-22, ki V izraža kot umerjeno hitrost skozi zrak Vc) in

Formula

(2.7.33).

Pri segmentih letenja v zraku se za V šteje, da je hitrost na tleh na najbližji točki približanja S interpolirana med končnimi vrednostmi segmenta ob predpostavki, da se spreminja linearno s časom; tj. če je opazovalec ob segmentu:

Formula

(2.7.34).

Če je opazovalec za segmentom ali pred njim, je to na najbližji končni točki V1 ali V2 .

Pri segmentih vzletno-pristajalne steze (delih vzletnega zaleta ali vožnje po tleh pri pristanku, pri katerih je γ = 0), se za Vseg šteje, da je povprečje začetnih in končnih hitrosti segmenta; tj.

V seg = (V 1 + V 2)/2

(2.7.35).

V vsakem primeru seštevni popravek trajanja znaša

ΔV = 10 · lg(Vref/Vseg )

(2.7.36).

Geometrija širjenja zvoka

Slika 2.7.l prikazuje osnovno geometrijo na ravnini, ki je pravokotna na pot leta zrakoplova. Talna črta je presek običajne ravnine in vodoravne talne ravnine. (Če je pot leta vodoravna, je talna črta pogled talne ravnine od zadaj.) Zrakoplov je nagnjen pod kotom ε, ki se meri v nasprotni smeri urinega kazalca okoli vzdolžne osi zrakoplova (tj. desno krilo je zgoraj). Pri zavojih v levo je torej pozitiven, pri zavojih v desno pa negativen.

Slika 2.7.m

Koti med zrakoplovom in opazovalcem na ravnini, pravokotni na pot leta

Image

Elevacijski kot β (med 0 in 90°) med neposredno potjo širjenja zvoka in vodoravno talno črto (23) skupaj z nagibom poti leta in bočnim premikom  opazovalca od talne sledi letenja določa bočno slabljenje hrupa.

Depresijski kot φ med ravnino kril in potjo širjenja določa učinke namestitve motorja. Po dogovoru, da je kot nagiba letala φ = β ± ε je znak pozitiven za opazovalce na desnem boku in negativen za opazovalce na levem boku letala.

Popravek namestitve motorja ΔI

Zrakoplov v letu je zapleten zvočni vir. Motor (in konstrukcija) je že v osnovi zapleten vir, konfiguracija konstrukcije, zlasti položaj motorjev, pa prek odboja, loma in razpršitve zaradi trdih površin in aerodinamičnih tokovnih polj vpliva na vzorce sevanja hrupa. Rezultat je neenakomerna usmerjenost zvoka, ki seva bočno okoli vzdolžne osi zrakoplova, tukaj pa se imenuje bočna usmerjenost.

Bočna usmerjenost zrakoplova, ki ima motorje nameščene na trupu, se precej razlikuje od bočne usmerjenosti zrakoplova z motorji pod krili, te razlike pa so upoštevane v naslednjem izrazu:

Formula

dB

(2.7.37),

pri čemer je Δ I (φ) popravek v dB pri depresijskem kotu φ (glej sliko 2.7.m) in

a = 0,00384,

b = 0,0621,

c = 0,8786

pri motorjih, nameščenih pod krili, in

a = 0,1225,

b = 0,3290,

c = 1

pri motorjih, nameščenih na trupu.

Pri propelerskih letalih so spremembe usmerjenosti zanemarljive, zanje pa se lahko predpostavi, da

Δ I(φ) = 0

(2.7.38).

Slika 2.7.n prikazuje spreminjanje Δ I (φ) okoli vzdolžne osi zrakoplova za vse tri namestitve motorja. Združenje avtomobilskih inženirjev (SAE) je ta empirična razmerja izpeljalo iz poskusnih meritev, izvedenih zlasti pod krilom. Do analize podatkov nad krilom se priporoča, da pri negativnem φ za vse vrste namestitve velja ΔI(φ) = ΔI(0).

Slika 2.7.n

Bočna usmerjenost učinkov namestitve

Image

Predvideva se, da je Δ I (φ) dvodimenzionalen; tj. ni odvisen od nobenega drugega parametra in zlasti, da se ne spreminja z vzdolžno razdaljo opazovalca od zrakoplova. To pomeni, da je višinski kot β za Δ I (φ) določen kot β = tan– 1(z/). Tako je zaradi lažjega modeliranja, dokler se mehanizmov ne bo bolje razumelo; dejansko so učinki namestitve v bistvu tridimenzionalni. Kljub temu dvodimenzionalnost modela upravičuje dejstvo, da na ravni dogodka pretežno vpliva hrup, ki seva bočno od najbližjega segmenta.

Bočno slabljenje hrupa Λ(β, ) (neskončna pot leta)

Tabelirane ravni dogodka na podlagi podatkov NPD so povezane z vodoravnim letom s stalno hitrostjo, na splošno pa temeljijo na meritvah, izvedenih 1,2 m nad mehkimi vodoravnimi tlemi pod zrakoplovom; parameter razdalje je dejanska višina nad površino. Za vsak učinek površine na ravni hrupa dogodka pod zrakoplovom, zaradi katerega bi se lahko tabelirane ravni razlikovale od vrednosti prostega zvočnega polja (24), se predvideva, da je upoštevan v podatkih (tj. v obliki razmerja med ravnijo in razdaljo).

Ob strani poti leta je parameter razdalje najmanjša poševna razdalja – dolžina pravokotnice od sprejemnika do poti leta. Raven hrupa je na vsakem bočnem položaju na splošno manjša kot na enaki razdalji neposredno pod zrakoplovom. Ob bočni usmerjenosti ali opisanih „učinkih namestitve“ na upadanje ravni zvoka z razdaljo, ki je hitrejše, kot je razvidno iz krivulj NPD, vpliva tudi presežno bočno slabljenje hrupa. Prejšnjo, splošno uporabljeno metodo modeliranja bočnega širjenja hrupa zrakoplova je razvilo Združenje avtomobilskih inženirjev (SAE) v standardu AIR-1751, algoritmi, opisani v nadaljevanju, pa temeljijo na izboljšavah in SAE sedaj priporoča standard AIR-5662. Bočno slabljenje hrupa je učinek odboja zaradi interference med neposredno sevanim zvokom in zvokom, ki se odbija od površine. Odvisno je od vrste površine, lahko pa vpliva na precejšnje zmanjšanje ugotovljenih ravni zvoka pri nizkih višinskih kotih. Nanj močno vpliva tudi enakomerno in neenakomerno lomljenje zvoka, ki ga povzročijo spremembe vetra in temperature ter turbulence, ki jih je mogoče pripisati prisotnosti površine (25). Mehanizem odboja od površine je dobro znan, pri enakomernih atmosferskih pogojih in razmerah na površini pa ga je mogoče teoretično precej natančno opisati. Atmosferske in površinske neskladnosti, ki jih ni mogoče prilagoditi preprosti teoretični analizi, imajo velik vpliv na učinek odboja in ga „razširijo“ na večje višinske kote; uporaba teorije je zato omejena. SAE si še naprej prizadeva za boljše razumevanje učinkov površine, na podlagi tega pa naj bi nastali boljši modeli. Dokler ti ne bodo razviti, se za izračun bočnega slabljenja hrupa priporoča naslednja metodologija, opisana v standardu AIR-5662. Omejena je na širjenje zvoka nad mehkimi vodoravnimi tlemi in je ustrezna za veliko večino civilnih letališč. Prilagoditve, ki bodo upoštevale učinke trde talne površine (ali akustično enakovredne vode), so še v razvoju.

Metodologija temelji na velikem številu eksperimentalnih podatkov o širjenju zvoka iz zrakoplova z motorji, nameščenimi na trupu, v ravnem (brez zavojev) vodoravnem letu s stalno hitrostjo, ki so prvotno navedeni v standardu AIR-1751. Podatki so bili analizirani ob predpostavki, da je pri vodoravnem letu slabljenje v smeri zrak-zemlja odvisno od (i) višinskega kota β, merjenega na navpični ravnini, in (ii) bočnega premika od talne sledi letenja zrakoplova , da se pridobi empirična funkcija za skupno bočno prilagoditev Λ T (β,) (= bočna raven dogodka minus raven na enaki razdalji pod zrakoplovom).

Člen Λ T (β,) je upošteval bočno usmerjenost in bočno slabljenje hrupa, zato je mogoče slednje pridobiti z odštevanjem. Z opisovanjem bočne usmerjenosti z enačbo 2.7.37, s koeficienti namestitve na trupu in φ, zamenjanim z β (ustrezno za let brez zavojev), bočno slabljenje hrupa postane:

Image

(2.7.39),

pri čemer sta β in  merjena, kot je prikazano na sliki 2.7.m, na ravnini, ki je pravokotna na neskončno pot leta in ki je pri vodoravnem letu tudi vertikalna.

Čeprav bi bilo mogoče Λ(β,) izračunati neposredno z enačbo 2.7.39 s Λ T (β,) iz standarda AIR-1751, se priporoča uporaba učinkovitejšega razmerja. To je naslednji empirični približek, prevzet iz standarda AIR-5662:

Image

(2.7.40),

pri čemer sta Γ() faktor razdalje, dobljen z

Image

za 0 ≤  ≤ 914 m

(2.7.41),

Image

za  > 914 m

(2.7.42),

Λ(β) pa bočno slabljenje hrupa v smeri zrak-zemlja na dolge razdalje, dobljeno z

Λ(β) = 1,137 – 0,0229β + 9,72 · exp(– 0,142β)

za 0° ≤ β ≤ 50°

(2.7.43),

Λ(β) = 0

za 50° ≤ β ≤ 90°

(2.7.44).

Izraz za bočno slabljenje hrupa Λ(β,), enačba 2.7.40, za katero se predpostavlja, da je uporabna za vse zrakoplove, torej tako za propelerske zrakoplove kot za reaktivna letala z motorji, nameščenimi na trupu ali pod krili, je grafično prikazan na sliki 2.7.o.

Pod določenimi pogoji (s terenom) je mogoče, da je β manjši od nič. V takih primerih se priporoča, da Λ(β) = 10,57.

Slika 2.7.o

Spreminjanje bočnega slabljenja hrupa Λ(β,) z višinskim kotom in razdaljo

Image

Bočno slabljenje hrupa v končnem segmentu

Enačbe 2.7.41 do 2.7.44 opisujejo bočno slabljenje Λ(β,) zvoka, ki od zrakoplova s stalno hitrostjo letenja po neskončni, vodoravni poti leta potuje do opazovalca. Kadar se uporabijo za končne segmente poti, ki niso vodoravni, je treba slabljenje hrupa izračunati za enakovredno vodoravno pot, saj se z najbližjo točko na enostavnem podaljšanju nagnjenega segmenta (ki v neki točki poteka skozi talno površino) običajno ne dobi ustrezen višinski kot β.

Določitev bočnega slabljenja hrupa za končne segmente je pri metrikah Lmax in LE zelo različna. Najvišje ravni segmenta Lmax se iz podatkov NPD določijo kot funkcija razdalje širjenja d z najbližje točke na segmentu; popravki zaradi upoštevanja dimenzij segmenta niso potrebni. Podobno se za bočno slabljenje hrupa Lmax predvideva, da je odvisno le od višinskega kota in talne razdalje do iste točke. Potrebne so le koordinate navedene točke. Pri LE je postopek bolj zapleten.

Osnovna raven dogodka LE(P,d), ki se določi iz podatkov NPD, sicer velja za parametre končnega segmenta, a se uporablja tudi za neskončno pot leta. Raven izpostavljenosti dogodka iz segmenta LE,seg je seveda manjša od osnovne ravni, in sicer za znesek popravka končnega segmenta, opredeljenega v oddelku 2.7.19. Navedeni popravek, funkcija geometrije trikotnikov OS1S2 na slikah 2.7.j do 2.7.l, določa delež skupne energije hrupa neskončne poti, sprejete na O, ki prihaja iz segmenta; izvede se enak popravek ne glede na morebitno bočno slabljenje hrupa. Vsako bočno slabljenje hrupa se izračuna za neskončno pot leta, tj. kot funkcija njegovega premika in višinskega kota, in ne za končni segment poti.

Ko se osnovni ravni NPD prištejejo popravki Δ V in Δ I ter nato od nje odšteje bočno slabljenje hrupa Λ(β,), je rezultat prilagojena raven hrupa dogodka za enakovreden stalen vodoraven let na sosednji, neskončni ravni poti. Dejanski segmenti poti leta, ki se modelirajo in vplivajo na konture hrupa, so redko vodoravni, saj se zrakoplovi običajno vzpenjajo ali spuščajo.

Slika 2.7.p prikazuje segment odleta S1S2 , pri katerem se zrakoplov vzpenja pod kotom γ, vendar so premisleki zelo podobni tudi pri prihodu. Preostanek „dejanske“ poti leta ni prikazan, saj zadostuje navedba, da je S1S2 le del celotne poti (ki bo na splošno ukrivljena). Opazovalec O je v tem primeru ob segmentu in levo od njega. Zrakoplov je nagnjen (v nasprotni smeri urinega kazalca okoli poti leta) pod kotom ε glede na bočno vodoravno os. Depresijski kot φ od ravnine kril, katere učinek namestitve Δ I je funkcija (enačba 2.7.39), leži na ravnini, ki je pravokotna na pot leta, v kateri je določen ε. Zato je φ = β – ε, pri čemer sta β = tan– 1(h/) in  pravokotna razdalja OR od opazovalca do talne sledi letenja; tj. bočni premik opazovalca (26). Točka S, v kateri se zrakoplov najbolj približa opazovalcu, je določena s pravokotno razdaljo OS dolžine dp (poševna razdalja). Trikotnik OS1S2 je v skladu s sliko 2.7.k, geometrijo za izračun popravka segmenta Δ F .

Slika 2.7.p

Opazovalec ob segmentu

Image

Za izračun bočnega slabljenja hrupa z enačbo 2.7.40 (pri čemer je β merjen v navpični ravnini), je enakovredna vodoravna pot leta opredeljena v navpični ravnini skozi S1S2 in z enako pravokotno poševno razdaljo dp od opazovalca. To je prikazano z rotacijo trikotnika ORS in njegove pripadajoče poti leta okoli OR (glej sliko 2.7.p) pod kotom γ, s čimer se oblikuje trikotnik ORS′. Elevacijski kot te enakovredne vodoravne poti (ki je zdaj v navpični ravnini), je β = tan– 1(h/) ( ostane nespremenjen). V tem primeru, ko je opazovalec ob segmentu, je bočno slabljenje hrupa Λ(β,) pri metrikah LE in Lmax enako.

Slika 2.7.q prikazuje primer, ko je točka opazovalca O za končnim segmentom, ne ob njem. V tem primeru se segment upošteva kot bolj oddaljen del neskončne poti; pravokotnico je mogoče izpeljati le do točke Sp na njegovem podaljšku. Trikotnik OS1S2 je v skladu s sliko 2.7.j, ki določa popravek segmenta Δ F . Vendar v tem primeru parametri za bočno usmerjenost in slabljenje hrupa niso tako očitni.

Slika 2.7.q

Opazovalec za segmentom

Image

Ob upoštevanju, da je, kot je bilo določeno zaradi modeliranja, bočna usmerjenost (učinek namestitve) dvodimenzionalna, se določujoči depresijski kot φ še vedno meri bočno od ravnine kril zrakoplova. (Osnovna raven dogodka je še vedno tista, ki jo ustvari letalo, ko potuje po neskončni poti leta, ki jo predstavlja podaljšani segment.) Depresijski kot se zato določi na najbližji točki približevanja, tj. φ = βp – ε, pri čemer je βp kot SpOC.

Pri metriki najvišje ravni se parameter razdalje NPD upošteva kot najkrajša razdalja do segmenta, tj. d = d 1. Pri metriki ravni izpostavljenosti je najkrajša razdalja dp od O do Sp na podaljšani poti leta; tj. raven, interpolirana iz preglednice NPD je LE∞ (P 1, dp ).

Pri izračunu najvišje ravni in ravni izpostavljenosti se prav tako uporabijo različni geometrijski parametri za bočno slabljenje hrupa. Pri metriki najvišje ravni se prilagoditev Λ(β,) dobi z enačbo 2.7.40, kjer je β = β 1 = sin– 1(z1/d1) in Image, pri čemer sta β1 in d1 določena s trikotnikom OC1S1 v navpični ravnini skozi O in S1 .

Pri izračunu bočnega slabljenja hrupa le za segmente letenja v zraku in metriko ravni izpostavljenosti je  še vedno najkrajši bočni premik od podaljšanega segmenta (OC). Da se določi ustrezna vrednost β, pa si je treba ponovno predstavljati (neskončno) enakovredno vodoravno pot leta, za del katere se lahko šteje segment. Poteka skozi S1 z višino h nad površino, pri čemer je h enak dolžini RS1 , ki je pravokotnica od talne sledi letenja do segmenta. To je enako rotaciji dejanske podaljšane poti leta pod kotom γ okoli točke R (glej sliko 2.7.q). Če je R na navpičnici do S1 , tj. točke segmenta, ki je najbližje O, je zgradba enakovredne vodoravne poti enaka kot v primeru, ko je O ob segmentu.

Najbližja točka približevanja enakovredne vodoravne poti opazovalcu O je pri S′, poševni razdalji d, tako da trikotnik OCS′, ki je tako oblikovan v navpični ravnini, nato določa višinski kot β = cos– 1(/d). Čeprav se morda zdi ta transformacija precej zapletena, je treba opozoriti, da se osnovna geometrija vira (opredeljena z d1 , d2 in φ) ne spreminja, zvok, ki potuje od segmenta proti opazovalcu, je enak kot v primeru, če bi celoten let vzdolž neskončno podaljšanega nagnjenega segmenta (del katerega je segment zaradi modeliranja) potekal pri stalni hitrosti V in moči P1 . Bočno slabljenje zvoka segmenta, ki ga sprejme opazovalec, pa ni povezano z višinskim kotom podaljšane poti β p , ampak z višinskim kotom enakovredne vodoravne poti β.

Primer opazovalca pred segmentom ni opisan ločeno; očitno je, da je v bistvu enak kot primer opazovalca za segmentom.

Pri metriki ravni izpostavljenosti, ko so med vzletno vožnjo položaji opazovalca za segmenti na tleh, med pristajalno vožnjo pa so položaji pred segmenti na tleh, postane vrednost β enaka kot pri metriki najvišje ravni, tj. β = β1 = sin– 1(z1/d1) in Image

Popravek končnega segmenta ΔF (le ravni izpostavljenosti LE)

Prilagojena osnovna raven izpostavljenosti zvoka je povezana z zrakoplovom v neprekinjenem, ravnem, vodoravnem letu s stalno hitrostjo (čeprav s kotom nagiba ε, ki je v nasprotju z ravnim letom). Z uporabo (negativnega) popravka končnega segmenta Δ F = 10×lg(F), pri čemer je F delež energije, se raven nadalje prilagodi primeru, kot če bi zrakoplov potoval le po končnem segmentu (ali če preostanek neskončne poti leta ne bi ustvarjal nobenega zvoka).

Člen deleža energije upošteva izrazito bočno usmerjenost hrupa zrakoplova in kot segmenta na položaju opazovalca. Procesi, ki povzročajo usmerjenost, so zelo zapleteni, vendar so študije pokazale, da so dobljene konture precej neobčutljive na predvidene natančne značilnosti usmerjenosti. Izraz za Δ F v nadaljevanju temelji na 90-stopinjskem dvopolnem modelu zvočnega sevanja na četrto potenco. Predvideva se, da bočna usmerjenost in slabljenje hrupa nanj ne vplivata. Izpeljava tega popravka je podrobno opisana v Dodatku E.

Delež energije F je funkcija trikotnika poti OS1S2 , določenega na slikah 2.7.j do 2.7.l, tako da je:

Formula

(2.7.45)

z

Formula

;

Formula

;

Formula

;

Formula

,

pri čemer se dλ imenuje „stopenjska razdalja“ (glej Dodatek E). Upoštevati je treba, da je Lmax(P, dp) najvišja raven iz podatkov NPD za pravokotno razdaljo dp in NE Lmax za segment.

Priporoča se, da se za Δ F uporabi spodnja mejna vrednost – 150 dB.

V določenem primeru, v katerem so položaji opazovalca za vsakim segmentom vzletnega zaleta in vsakim segmentom vožnje po tleh pri pristanku, se uporabi reducirana oblika deleža hrupa, izraženega v enačbi 2.7.45, ki ustreza posebnemu primeru, v katerem je q = 0. To se izračuna z uporabo

Formula

(2.7.46),

pri čemer je α2 = λ/dλ in ΔSOR je funkcija usmerjenosti začetka talnega zaleta, določena z enačbama 2.7.51 in 2.7.52.

Utemeljitev uporabe te določene oblike deleža hrupa je nadalje pojasnjena v nadaljevanju v okviru metode uporabe usmerjenosti začetka talnega zaleta.

Posebne obravnave segmentov vožnje po tleh, vključno s funkcijo usmerjenosti začetka talnega zaleta ΔSOR

Pri segmentih vzletnega zaleta in vožnje po tleh pri pristanku se uporabijo posebni postopki, opisani v nadaljevanju.

Funkcija usmerjenosti začetka talnega zaleta ΔSOR

Hrup reaktivnih zrakoplovov, zlasti tistih, opremljenih z motorji z nižjim obtočnim razmerjem, izkazuje zaobljen sevalni vzorec na zadnjem loku, kar je značilno za hrup izpuha reaktivnega zrakoplova. Višja je hitrost potiska in nižja je hitrost zrakoplova, bolj je ta vzorec poudarjen. To je pomembno zlasti za lokacije opazovalca za začetkom talnega zaleta, ko sta izpolnjena oba pogoja. Ta učinek se upošteva v funkciji usmerjenosti Δ SOR .

Funkcija Δ SOR je izpeljana na podlagi več akcij merjenja hrupa, pri katerih so se uporabili mikrofoni, ustrezno nameščeni ob strani in za SOR odhajajočega reaktivnega zrakoplova.

Slika 2.7.r prikazuje zadevno geometrijo. Kot azimuta ψ med vzdolžno osjo zrakoplova in vektorjem do opazovalca se določi z

Formula

.

(2.7.47).

Relativna razdalja q je negativna (glej sliko 2.7.j), tako da ψ sega od 0° v smeri leta zrakoplova naprej do 180° v nasprotni smeri.

Slika 2.7.r

Geometrija zrakoplov-opazovalec na tleh za oceno popravka zaradi usmerjenosti

Image

Funkcija Δ SOR predstavlja spreminjanje skupnega hrupa, ki nastane z vzletnim zaletom in je merjen za začetkom talnega zaleta, glede na skupni hrup ob vzletnem zaletu, merjen ob strani SOR na enaki razdalji:

LTGR(dSOR,ψ) = LTGR(dSOR,90°) + ΔSOR(dSOR,ψ)

(2.7.48),

pri čemer je LTGR (dSOR ,90°) skupna raven hrupa ob vzletni vožnji po tleh, ki jo ustvarijo vsi segmenti vzletnega zaleta na točki razdalje dSOR ob strani SOR. Na razdaljah dSOR , ki so krajše od razdalje dSOR,0 za normalizacijo, je funkcija usmerjenosti SOR podana z

Formula

if 90° ≤ ψ < 148,4°

(2.7.49),

Formula

if 148,4° ≤ ψ ≤ 180°

(2.7.50).

Če razdalja dSOR preseže razdaljo dSOR,0 za normalizacijo, se popravek zaradi usmerjenosti pomnoži s korekcijskim faktorjem, da se upošteva manjša izraženost usmerjenosti z večjo razdaljo od zrakoplova, tj.

Formula

če d SORd SOR,0

(2.7.51),

Formula

če d SOR > d SOR,0

(2.7.52).

Razdalja dSOR,0 za normalizacijo je enaka 762 m (2 500 ft).

Obravnava sprejemnikov za posameznim segmentom vzletnega zaleta in vožnje po tleh pri pristanku

Opisana funkcija Δ SOR večinoma zajema izrazit učinek usmerjenosti prvega dela vzletne vožnje na položajih za SOR (ker je najbližje sprejemnikom ter ima najvišje razmerje med hitrostjo potiska in hitrostjo zrakoplova). Uporaba tako določenega Δ SOR je „posplošena“ za položaje za vsakim posameznim segmentom vzletnega zaleta in vožnje po tleh pri pristanku, ne le za točko začetka talnega zaleta (v primeru vzleta).

Parametra dS in ψ se izračunata glede na začetek vsakega posameznega segmenta vožnje po tleh.

Raven dogodka Lseg za položaj za zadevnim segmentom vzletnega zaleta ali vožnje po tleh pri pristanku se izračuna tako, da je skladna s formalnostjo funkcije Δ SOR : v bistvu se izračuna za referenčno točko, ki je ob začetni točki segmenta, na enaki razdalji dS kot dejanska točka, da se dobi raven dogodka dejanske točke, pa je nadalje prilagojena s Δ SOR .

To pomeni, da se pri različnih korekcijskih členih v enačbah v nadaljevanju uporabijo geometrijski parametri, ki ustrezajo tej referenčni točki, ki je ob začetni točki:

Lmax,seg = Lmax(P,d = ds) + ΔI(φ) – Λ(β,l = ds) + ΔSOR

(2.7.53),

LE,seg = LE,∞(P,d = ds) + ΔV + ΔI(φ) – Λ(β,l = ds) + Δ′F + ΔSOR

(2.7.54),

pri čemer je Δ′ F reducirana oblika deleža hrupa, izraženega v enačbi (2.7.46) za primer q = 0 (ker je referenčna točka ob začetni točki) in ob upoštevanju, da se dl izračuna z uporabo dS (in ne dp ):

Formula

(2.7.55).

2.7.20   Raven hrupa dogodka L gibanja zrakoplovov splošnega letalstva

Metoda, opisana v oddelku 2.7.19, se uporablja za propelerske zrakoplove splošnega letalstva, ko se glede na učinke namestitve motorja obravnavajo kot propelerski zrakoplovi.

Podatkovna zbirka ANP vključuje vnose za več vrst zrakoplovov splošnega letalstva. Pogosto so najbolj razširjeni zrakoplovi splošnega letalstva, ki letijo, lahko pa se pojavijo primeri, v katerih je treba uporabiti dodatne podatke.

Če določeni zrakoplovi splošnega letalstva niso znani ali niso v podatkovni zbirki ANP, se priporoča, da se uporabijo bolj splošni podatki o zrakoplovih, GASEPF oziroma GASEPV. Ti podatkovni nizi predstavljajo majhne enomotorne zrakoplove splošnega letalstva s propelerjem z nespremenljivim oziroma spremenljivim korakom. Preglednice vnosov so v Prilogi I (preglednice I-11 do I-17).

2.7.21   Metoda izračuna hrupa helikopterja

Za izračun hrupa helikopterja se lahko uporabi ista metoda izračuna kot za zrakoplov z nepremičnimi krili (opisana v oddelku 2.7.14), pod pogojem, da se helikopterji obravnavajo kot propelerski zrakoplovi in se učinki namestitve motorja, povezani z reaktivnimi zrakoplovi, ne uporabijo. Preglednice vnosov za oba različna podatkovna niza so v Prilogi I (preglednice I-18 do I-27).

2.7.22   Hrup, povezan z operacijami preskušanja motorjev, vožnjo po tleh in pomožnimi pogonskimi enotami

V primerih, v katerih naj bi se modeliral hrup, povezan s preskušanjem motorjev in pomožnimi pogonskimi enotami, se ti modelirajo v skladu s poglavjem o industrijskem hrupu. To sicer ni običajno, vendar lahko hrup preskušanja motorjev zrakoplova na letališčih prispeva k vplivu hrupa. Običajno se izvaja za inženirske namene zaradi preverjanja zmogljivosti motorja, letala pa so varno postavljena stran od stavb, zrakoplovov in dostopa za vozila/osebje, da ne pride do škode zaradi reaktivnega piša.

Letališča, zlasti tista z vzdrževalnimi objekti, v katerih se lahko pogosto preskušajo motorji, lahko zaradi dodatne varnosti in nadzora hrupa postavijo blažilnike hrupa, tristranske ograde, ki so posebej zasnovane za omejevanje in absorbiranje reaktivnega piša in hrupa. Raziskovanje vpliva hrupa zadevnih objektov, ki ga je mogoče nadalje oslabiti in zmanjšati z dodatnimi zemeljskimi nasipi ali konkretnimi protihrupnimi ogradami, je najuspešnejše, če se blažilniki hrupa obravnavajo kot vir industrijskega hrupa ter uporabi ustrezen model širjenja hrupa in zvoka.

2.7.23   Izračun kumulativnih ravni

V oddelkih 2.7.14 do 2.7.19 je opisan izračun ravni hrupa/zvoka dogodka posamičnega gibanja zrakoplova na posamičnem položaju opazovalca. Skupna izpostavljenost hrupu na zadevnem položaju se izračuna s seštevanjem ravni dogodka vseh gibanj zrakoplova, pomembnih za hrup, tj. vseh gibanj, dohodnih ali odhodnih, ki vplivajo na skupno raven.

2.7.24   Vrednotene enakovredne ravni zvoka

Enakovredne ravni hrupa, vrednotene s časom, ki upoštevajo celotno pomembno prejeto zvočno energijo zrakoplova, se na splošno izrazijo s formulo

Formula

(2.7.56).

Seštevek se izvede v vseh dogodkih hrupa N v časovnem intervalu T 0, za katerega se uporablja indeks hrupa. LE,i je raven izpostavljenosti hrupu posamičnega dogodka i-tega hrupnega dogodka. gi je utežni faktor, odvisen od časa dneva (običajno je določen za dnevno, večerno in nočno obdobje). Dejanski gi je multiplikator števila letov v določenem obdobju. Konstanta C lahko ima različne pomene (konstanta za normalizacijo, sezonska prilagoditev itd.).

Z razmerjem

Formula

pri čemer je Δi vrednotenje z decibeli za i-to obdobje, se lahko enačba 2.7.56 zapiše kot

Formula

(2.7.57),

tj. vrednotenje s časom dneva je izraženo z dodatno izravnavo ravni.

2.7.25   Vrednoteno število operacij

Kumulativna raven zvoka se oceni s seštevanjem prispevkov iz vseh različnih vrst ali kategorij zrakoplovov ob uporabi različnih poti leta, iz katerih je sestavljen primer letališča.

Ta postopek seštevanja se opiše z naslednjimi spodnjimi indeksi:

i

indeks za vrsto ali kategorijo zrakoplova;

j

indeks za sled ali sekundarno sled leta (če so sekundarne sledi leta določene);

k

indeks za segment sledi leta.

Številni kazalci hrupa, zlasti enakovredne ravni zvoka, v svoji opredelitvi vključujejo utežne faktorje, odvisne od časa dneva gi (enačbi 2.7.56 in 2.7.57).

Postopek seštevanja je mogoče poenostaviti z uvedbo „vrednotenega števila operacij“

Mij = (gday · Nij,day + gevening · Nij,evening + gnight · Nij,night )

(2.7.58).

Vrednosti Nij predstavljajo število operacij vrste/kategorije zrakoplova i na sledi letenja (ali sekundarni sledi letenja) j v dnevnem, večernem oziroma nočnem času (27).

Iz enačbe (2.7.57) je (splošna) kumulativna enakovredna raven zvoka Leq na točki opazovanja (x,y)

Formula

(2.7.59).

T 0 je referenčno časovno obdobje. Tako kot utežni faktorji gi je odvisno od posebne opredelitve uporabljenega utežnega indeksa (npr. LDEN ). LE,ijk je prispevek ravni hrupa posamičnega dogodka v segmentu k sledi letenja ali sekundarne sledi letenja j za operacijo kategorije zrakoplova i. Ocena LE,ijk je podrobno opisana v oddelkih 2.7.14 do 2.7.19.

2.7.26   Izračun s standardno mrežo in zgostitev mreže

Ko se konture hrupa pridobijo z interpolacijo med vrednostmi indeksa na pravokotno razmaknjenih mrežnih točkah, je njihova natančnost odvisna od izbire mrežne razdalje (ali velikosti mrežnega očesa) ΔG , zlasti v celicah, v katerih veliki nakloni v prostorski razporeditvi indeksa povzročijo veliko ukrivljenost kontur (glej sliko 2.7.s). Napake pri interpolaciji se zmanjšajo z zmanjšanjem mrežne razdalje, ker pa se s tem poveča število mrežnih točk, se podaljša čas računanja. Za optimizacijo standardne mreže je treba uravnotežiti natančnost modeliranja in čas izvajanja.

Slika 2.7.s

Standardna mreža in zgostitev mreže

Image

Učinkovitost izračuna se lahko precej izboljša in prinese natančnejše rezultate z uporabo nestandardne mreže, s katero se zgosti interpolacija v kritičnih celicah. Pri tej tehniki, ki je prikazana na sliki 2.7.s, se mreža zgosti lokalno, večina mreže pa ostane nespremenjena. To je zelo enostavno in se naredi na naslednji način.

1.

Opredeli se prag razlike zgostitve ΔLR za indeks hrupa.

2.

Izračuna se osnovna mreža za razdaljo ΔG .

3.

Preverijo se razlike ΔL vrednosti indeksa med sosednjimi vozlišči mreže.

4.

Če so prisotne razlike ΔL > ΔLR , se določi nova mreža z razdaljo ΔG /2 in ocenijo ravni novih vozlišč na naslednji način:

če

ΔLΔLR

, se nova vrednost izračzra

z linearno interpolacijo sosednhijh vrednosti

ΔL > ΔLR

povsem na novo iz osnovnih vhodnih podatkov

5.

Koraki 1–4 se ponavljajo, dokler vse razlike niso manjše od praga razlike.

6.

Izolinije se ocenijo z linearno interpolacijo.

Če se bo niz vrednosti indeksa združil z drugimi (npr. pri izračunu vrednotenih kazalcev s seštevanjem ločenih dnevnih, večernih in nočnih kontur), je treba paziti, da so ločene mreže enake.

2.7.27   Uporaba mrež pod kotom

V številnih praktičnih primerih je dejanska oblika konture hrupa simetrična glede na talno sled letenja. Če smer te sledi letenja ni poravnana z mrežo izračuna, je rezultat lahko asimetrična oblika konture.

Slika 2.7.t

Uporaba mreže pod kotom

Image

Temu učinku se je mogoče najenostavneje izogniti z zgostitvijo mreže. S tem pa se podaljša čas računanja. Boljša rešitev je rotacija mreže za izračun, tako da je usmerjena vzporedno z glavnimi talnimi sledmi letenja (tj. običajno vzporedno z glavno vzletno-pristajalno stezo). Slika 2.7.t prikazuje učinek takšne rotacije mreže na obliko konture.

2.7.28   Sledenje konturam

Zelo časovno učinkovit algoritem, katerega izračun je sicer malo zahtevnejši, vendar zaradi njega ni treba izračunati celotnega niza vrednosti indeksa na mreži, je sledenje poti konture od točke do točke po posameznih točkah. Pri tej možnosti je treba izvesti in ponoviti dva osnovna koraka (glej sliko 2.7.u):

Slika 2.7.u

Koncept algoritma sledenja

Image

Najprej je treba poiskati prvo točko P1 na konturi. To se naredi tako, da se izračunajo ravni indeksa hrupa L v enako oddaljenih korakih vzdolž „iskalnega žarka“, ki naj bi prečkal zahtevano konturo ravni LC . Po prečkanju konture razlika δ = LC – L spremeni znak. Če se to zgodi, se širina koraka vzdolž žarka razpolovi in smer iskanja se obrne. To se izvaja, dokler δ ni manjša od predhodno določenega praga natančnosti.

Drugi korak, ki se ponavlja, dokler kontura ni ustrezno določena, je iskanje naslednje točke na konturi LC –, ki je na določeni ravni črti r od trenutne točke. Med zaporednimi kotnimi premiki se na koncih vektorjev, ki opisujejo lok s polmerom r, izračunajo ravni indeksa in razlike r. S podobnim razpolavljanjem in obračanjem povečav, tokrat v smereh vektorja, se naslednja točka konture določi v okviru predhodno določene natančnosti.

Slika 2.7.v

Geometrijski parametri, ki določajo pogoje za algoritem sledenja

Image

Določijo se nekatere omejitve, da se zagotovi dovolj natančno ocenjevanje konture (glej sliko 2.7.v):

1.

dolžina tetive Δc (razdalje med dvema točkama konture) je v okviru intervala [Δcmin , Δcmax ], npr. [10 m, 200 m];

2.

razmerje dolžine med dvema sosednjima tetivama dolžin Δcn in Δcn + 1  se omeji, npr. 0,5 < Δcn cn + 1  < 2;

3.

zaradi dobrega prileganja dolžine tetive ukrivljenosti konture se izpolni naslednji pogoj:

Φn · max(Δcn – 1 , Δcn ) ≤ ε(ε≈ 15 m)

pri čemer je Φ n razlika v usmerjenosti tetive.

Izkušnje s tem algoritmom so pokazale, da je treba v povprečju izračunati 2–3 vrednosti indeksa, da se točka konture določi z natančnostjo, boljšo od 0,01 dB.

Ta algoritem močno skrajša čas računanja, zlasti pri računanju velikih kontur. Opozoriti je treba, da so za izvajanje tega algoritma potrebne izkušnje, zlasti ko se kontura razdeli na ločene „otoke“.

2.8   Določanje ravni hrupa in števila prebivalcev v stavbah

Pri oceni izpostavljenosti prebivalstva hrupu se upoštevajo le stanovanjske stavbe. Za druge stavbe, ki niso namenjene bivanju, kot so šole, bolnišnice, poslovne stavbe ali tovarne, se število ljudi ne določa. Določanje števila prebivalcev v stanovanjskih stavbah temelji na zadnjih uradnih podatkih (odvisno od zadevnih predpisov države članice).

Izračuni za zrakoplove se izvajajo na mreži resolucije 100 m × 100 m, ki se uporabljajo le za hrup zrakoplovov, zato se ravni interpolirajo na podlagi ravni hrupa najbližje mreže.

Določanje števila prebivalcev stavbe

Število prebivalcev v stanovanjski stavbi je pomemben vmesni parameter pri ocenjevanju izpostavljenosti hrupu. Podatki o tem parametru niso vedno na voljo. V nadaljevanju je opisano, kako se ta parameter izpelje iz podatkov, ki so običajno takoj na voljo.

Simboli, ki so pri tem uporabljeni, so:

BA

=

osnovna površina stavbe,

DFS

=

stanovanjska površina,

DUFS

=

površina stanovanjske enote,

H

=

višina stavbe,

FSI

=

stanovanjska površina na prebivalca,

Inh

=

število prebivalcev,

NF

=

število nadstropij,

V

=

prostornina stanovanjskih stavb.

Pri izračunu števila prebivalcev se glede na razpoložljivost podatkov uporabi postopek iz primera 1 ali postopek iz primera 2, ki sta opisana v nadaljevanju.

PRIMER 1: podatki o številu prebivalcev so na voljo

1A: Število prebivalcev je na voljo ali pa je bilo ocenjeno na podlagi stanovanjskih enot. V tem primeru je število prebivalcev stavbe vsota števila prebivalcev vseh stanovanjskih enot v stavbi:

1B: Število prebivalcev je znano le za enote, večje od stavbe, npr. ena stran ulice, ulica, okrožje ali celotna občina. V tem primeru se število prebivalcev oceni na podlagi prostornine stavbe:

Indeks „total“ se v tem primeru nanaša na upoštevano zadevno enoto. Prostornina stavbe je produkt njene osnovne površine in višine:

Če višina stavbe ni znana, se oceni na podlagi števila nadstropij NFbuilding ob predpostavki, da je povprečna višina nadstropja 3 m:

Tudi če število nadstropij ni znano, se uporabi privzeta vrednost za število nadstropij, značilnih za okrožje.

Skupna prostornina stanovanjskih stavb v zadevni enoti Vtotal se izračuna kot vsota prostornin vseh stanovanjskih stavb v enoti:

PRIMER 2: podatki o številu prebivalcev niso na voljo

V tem primeru se število prebivalcev oceni na podlagi povprečne stanovanjske površine na prebivalca FSI. Če ta parameter ni znan, se uporabi nacionalna privzeta vrednost.

2A: Stanovanjska površina je znana na podlagi stanovanjskih enot. V tem primeru se število prebivalcev vsake stanovanjske enote oceni, kot sledi:

Število prebivalcev stavbe je sedaj mogoče oceniti kot v PRIMERU 1A.

2B: Znana je stanovanjska površina za celotno stavbo, tj. znana je vsota stanovanjskih površin vseh stanovanjskih enot. V tem primeru se število prebivalcev oceni, kot sledi:

2C: Stanovanjska površina je znana le za enote, večje od stavbe, npr. ena stran ulice, ulica, okrožje ali celotna občina.

V tem primeru se število prebivalcev stavbe oceni na podlagi prostornine stavbe, kot je opisano v PRIMERU 1B, skupno število prebivalcev pa se oceni, kot sledi:

2D: Stanovanjska površina ni znana. V tem primeru se število prebivalcev oceni, kot je opisano v PRIMERU 2B, skupna stanovanjska površina pa se oceni, kot sledi:

Faktor 0,8 je pretvorbeni faktor bruto površine → stanovanjsko površino. Če je znano, da je za območje reprezentativen drug faktor, se uporabi in jasno zabeleži.

Če število nadstropij v stavbi ni znano, se oceni na podlagi višine stavbe Hbuilding , rezultat pa je običajno necelo število nadstropij:

Če nista znana višina stavbe in število nadstropij, se uporabi privzeta vrednost za število nadstropij, značilnih za okrožje.

Določanje točk sprejemnika za pročelja stavb

Ocena izpostavljenosti prebivalstva hrupu temelji na ravneh točk sprejemnika 4 m nad ravnijo terena pred pročeljem stanovanjskih stavb.

Pri izračunu števila prebivalcev se za vire hrupa na kopnem uporabi postopek iz primera 1 ali postopek iz primera 2, ki sta opisana v nadaljevanju. Pri izračunu hrupa zrakoplova v skladu z 2.6 se vsi prebivalci stavbe povežejo z najbližjo točko izračuna hrupa na mreži.

PRIMER 1

Slika a

Primer položaja sprejemnikov okoli stavbe v skladu s postopkom PRIMERA 1

Image

(a)

Segmenti, ki so daljši od 5 m, se razdelijo na enake razmike čim daljše dolžine, ki so manjši ali enaki 5 m. Točke sprejemnikov so na sredini vsakega enakega razmika.

(b)

Preostale segmente, ki so daljši od 2,5 m, predstavlja po ena točka sprejemnika v sredini vsakega segmenta.

(c)

Preostali sosednji segmenti, ki so skupno daljši od 5 m, se obravnavajo kot lomljenke na podoben način, kot je opisano v točkah (a) in (b).

(d)

Število prebivalcev, dodeljeno točki sprejemnika, se vrednoti z dolžino prikazanega pročelja, tako da vsota vseh točk sprejemnika predstavlja skupno število prebivalcev.

(e)

Raven hrupa najbolj izpostavljenega pročelja se neposredno uporabi za statistiko in poveže s številom prebivalcev le pri stavbah s površino, ki kaže, da je v nadstropju le ena stanovanjska enota.

PRIMER 2

Slika b

Primer položaja sprejemnikov okoli stavbe v skladu s postopkom PRIMERA 2

Image

(a)

Pročelja se upoštevajo ločeno ali pa se razdelijo vsakih 5 m od začetnega položaja naprej, pri čemer je točka sprejemnika na polovični razdalji pročelja ali segmenta dolžine 5 m.

(b)

Preostali del ima svojo točko sprejemnika na sredini.

(c)

Število prebivalcev, dodeljeno točki sprejemnika, se vrednoti z dolžino prikazanega pročelja, tako da vsota vseh točk sprejemnika predstavlja skupno število prebivalcev.

(d)

Raven hrupa najbolj izpostavljenega pročelja se neposredno uporabi za statistiko in poveže s številom prebivalcev le pri stavbah s površino, ki kaže, da je v nadstropju le ena stanovanjska enota.

3.   VHODNI PODATKI

Vhodni podatki, ki se ustrezno uporabijo pri opisanih metodah, so navedeni v dodatkih F do I.

Če vhodnih podatkov iz dodatkov F do I ni mogoče uporabiti ali če povzročajo odstopanja od dejanske vrednosti, ki ne izpolnjujejo pogojev iz točk 2.1.2 in 2.6.2, se lahko uporabijo druge vrednosti, če so uporabljene vrednosti in metodologija, s katero so bile te vrednosti pridobljene, ustrezno dokumentirane, vključno s prikazom njihove ustreznosti. Te informacije se javno objavijo.

4.   METODE MERJENJA

Kadar se iz kakršnega koli razloga izvajajo meritve, so te v skladu z načeli, ki urejajo dolgoročne povprečne meritve iz standardov ISO 1996-1:2003 in ISO 1996-2:2007 oziroma za hrup letal iz standarda ISO 20906:2009.


(1)  Direktiva 2007/46/ES Evropskega parlamenta in Sveta z dne 5. septembra 2007 o vzpostavitvi okvira za odobritev motornih in priklopnih vozil ter sistemov, sestavnih delov in samostojnih tehničnih enot, namenjenih za taka vozila (UL L 263, 9.10.2007, str. 1).

(2)  Športna terenska vozila (Sport Utility Vehicles).

(3)  Večnamenska vozila (Multi-Purpose Vehicles).

(4)  Absorpcija poroznih površin cestišča je upoštevana v modelu emisij.

(5)  Primer posebne konfiguracije je mreža majhnih ovir, ki so po ravnini razporejene v enakih razmikih.

(6)  Pravzaprav pod zrakoplovom, pravokotno na os kril in smer leta; šteje se, da je to navpično pod zrakoplovom, ko ta leti naravnost (tj. ni nagnjen).

(7)  Čas se upošteva prek hitrosti zrakoplova.

(8)  Prestavljeni pragovi se lahko upoštevajo z opredelitvijo dodatnih stez.

(9)  Včasih se zahtevajo ravni, izračunane na višini 4 m ali več. Primerjava meritev na višini 1,2 m in 10 m ter teoretični izračun učinkov tal kažeta, da so razlike v A-vrednoteni ravni izpostavljenosti zvoku razmeroma neobčutljive na višino sprejemnika. Razlike so na splošno manjše od enega decibela, razen če je največji kot vpada zvoka manjši od 10° in če je največji A-vrednoteni spekter na točki sprejemnika v območju od 200 do 500 Hz. Tak spekter, v katerem prevladujejo nizke frekvence, se lahko pojavi npr. na dolgih razdaljah pri motorjih z nizkim obtočnim razmerjem in pri propelerskih motorjih z diskretnimi nizkofrekvenčnimi toni.

(10)  Zapisovalniki podatkov o letu zagotavljajo izčrpne operativne podatke. Vendar ti niso lahko dostopni, njihova pridobitev pa je draga, zato je njihova uporaba za modeliranje hrupa običajno omejena na posebne projekte in študije za razvoj modelov.

(11)  Običajno se meri kot višina nad srednjo gladino morja (tj. glede na tlak 1 013 milibarov) in jo sistem spremljanja na letališču popravi glede na nadmorsko višino letališča.

(12)  Osi lokalnih koordinat so običajno vzporedne z osjo zemljevida, na katerem so narisane konture. Vendar je včasih koristno uporabiti os x, ki je vzporedna z vzletno-pristajalno stezo, da se pridobijo simetrične konture brez uporabe fine računske mreže (glej oddelke 2.7.26 do 2.7.28).

(13)  Če so tla razgibana, je lahko opazovalec nad zrakoplovom in v tem primeru se za izračun širjenja zvoka določi, da je z′ (in pripadajoči višinski kot β – glej poglavje 4) enak nič.

(14)  Odločitev, kako to najbolje izvesti, je prepuščena uporabniku in odvisna od tega, kako so opredeljeni polmeri zavojev. Če je izhodišče zaporedje ravnih ali ukrivljenih delov poti, je razmeroma preprosta možnost ta, da se prehodni segmenti, na katerih se spreminja kot nagiba, vstavijo na začetek zavoja in na njegov konec, kjer se zrakoplov obrača s stalno hitrostjo (npr. izraženo v o/m ali o/s).

(15)  Za ta namen bi morala biti skupna dolžina talne sledi vedno večja od dolžine profila leta. To se lahko po potrebi doseže z dodajanjem ustrezno dolgih ravnih segmentov k zadnjemu segmentu talne sledi.

(16)  Na podlagi te preproste opredelitve je skupna dolžina poti, razdeljene na segmente, nekoliko manjša od dolžine krožne poti. Vendar je posledična napaka v konturah zanemarljiva, če so povečanja kotov manjša od 30o.

(17)  Tudi če nastavitve moči motorja vzdolž segmenta ostanejo nespremenjene, se lahko pogonska sila in pospešek spreminjata zaradi spreminjanja gostote zraka z višino. Vendar so za modeliranje hrupa te spremembe običajno zanemarljive.

(18)  To je bilo priporočeno v prejšnji izdaji ECAC Doc 29, vendar se še vedno šteje za začasno priporočilo, dokler se ne pridobijo dodatni potrditveni podatki o poskusih.

(19)  Vrednost LE , ki je za 10 dB pod najvišjo ravnijo, je lahko do 0,5 dB nižja od LE , vrednotene v daljšem obdobju. Daljše meritve razen pri kratkih poševnih razdaljah, kjer so ravni dogodka visoke, zaradi zunanjega hrupa okolja niso uporabne in standard so vrednosti, ki so za 10 dB pod najvišjo ravnijo. Tudi študije učinkov hrupa (uporabljene pri „umerjanju“ kontur hrupa) se običajno opirajo na vrednosti, ki so za 10 dB pod najvišjo ravnijo, zato se vrednosti v tabelah ANP štejejo za povsem ustrezne.

(20)  Pojem neskončno dolge poti leta je pomemben zaradi opredelitve ravni izpostavljenosti zvoku dogodka LE , vendar ni tako pomemben pri najvišji ravni dogodka Lmax , ki ga določa hrup zrakoplova, ko je ta na določenem položaju na točki, na kateri se najbolj približa opazovalcu, ali blizu nje. Pri modeliranju se parameter razdalje NPD šteje kot najmanjša razdalja med opazovalcem in segmentom.

(21)  V skladu s specifikacijami NPD morajo podatki temeljiti na meritvah ravnega leta s stalno hitrostjo, ki ni nujno vodoraven; da se ustvarijo potrebni pogoji leta, se lahko pot leta preskusnega zrakoplova nagne proti vodoravnici. Kot je prikazano v nadaljevanju, se zaradi nagnjenih poti pojavijo težave pri računanju, pri uporabi podatkov za modeliranje pa je primerno predstavljanje, da so izvorne poti ravne in vodoravne.

(22)  To se imenuje popravek trajanja, ker upošteva učinke hitrosti zrakoplova na trajanje zvočnega dogodka ob preprosti predpostavki, da sta ob sicer enakih pogojih trajanje in s tem sprejeta zvočna energija dogodka obratno sorazmerna s hitrostjo izvora.

(23)  V primeru neravnega terena se lahko višinski kot določi različno. V tem primeru ga določata višina zrakoplova nad točko opazovanja in poševna razdalja, torej se ne upoštevajo nakloni lokalnega terena in ovire na poti širjenja zvoka (glej oddelka 2.7.6 in 2.7.10). Če je zaradi nadmorske višine tal točka sprejemnika nad zrakoplovom, je višinski kot β enak nič.

(24)  Raven „prostega zvočnega polja“ je raven, ki bi se upoštevala, če ne bi bilo površine tal.

(25)  Spremembe vetra in temperature ter turbulence so delno odvisne od razgibanosti in toplotne prehodnosti površine.

(26)  Pri opazovalcu na desni strani segmenta bi φ postal β + ε (glej oddelek 2.7.19).

(27)  Časovna obdobja so lahko tudi drugačna, odvisno od opredelitve uporabljenega indeksa hrupa.

Dodatek A

Zahteve glede podatkov

V oddelku 2.7.6 glavnega besedila so na splošno opisane zahteve glede podatkov za posamezni primer, ki opisujejo letališče in njegove operacije ter so potrebni za izračun konture hrupa. V naslednjih obrazcih so navedeni vzorčni podatki za hipotetično letališče. Posebne oblike podatkov so na splošno odvisne od zahtev in potreb določenega sistema modeliranja hrupa ter scenarija študije.

Opomba: Priporoča se, da se geografske informacije (referenčne točke itd.) navedejo s kartezičnimi koordinatami. Izbira določenega koordinatnega sistema je običajno odvisna od razpoložljivih zemljevidov.

A1   SPLOŠNI PODATKI O LETALIŠČU

Image

A2   OPIS VZLETNO-PRISTAJALNE STEZE

Image

V primeru prestavljenih pragov se lahko opis vzletno-pristajalne steze ponovi ali pa se lahko prestavljeni pragovi opišejo v oddelku za opis talne sledi.

A3   OPIS TALNE SLEDI

Če ni radarskih podatkov, so za opis posameznih talnih sledi potrebne naslednje informacije.

Image

Image

A4   OPIS ZRAČNEGA PROMETA

Image

Image

A5   OBRAZEC ZA LETALSKI POSTOPEK

Vzorčno letalo za Boeing 727-200 v skladu s poglavjem 3, kot izhaja iz radarskih podatkov z uporabo navodil iz oddelka 2.7.9 glavnega besedila.

Image

Primer postopkovnega profila na podlagi podatkov o zrakoplovu iz podatkovne zbirke ANP:

Image

Dodatek B

Izračuni za zmogljivost med letom

Izrazi in simboli

Izrazi in simboli, ki se uporabljajo v tem dodatku, so v skladu z izrazi in simboli, ki jih običajno uporabljajo inženirji, odgovorni za zmogljivost zrakoplovov. V nadaljevanju so nekateri osnovni izrazi na kratko opisani za uporabnike, ki jih ne poznajo. Da bi bilo čim manj neskladnosti z glavnim delom metode, je večina simbolov v tem dodatku opredeljena ločeno. Količinam, ki so navedene v glavnem delu metode, so dodeljeni skupni simboli; nekaj simbolov, ki se v tem dodatku uporabljajo drugače, je označenih z zvezdico (*). V nekaterih primerih so hkrati navedene enote Združenih držav in enote SI; tudi to je namenjeno ohranitvi ustaljene uporabe enot med uporabniki z različnih področij.

Izrazi

Točka preloma

Glej nazivno konstantno omejeno moč.

Umerjena hitrost skozi zrak

(Sicer imenovana enakovredna ali indicirana hitrost skozi zrak.) Hitrost zrakoplova glede na zrak, kot jo prikazuje umerjen instrument na zrakoplovu. Dejansko hitrost skozi zrak, ki je običajno višja, je mogoče izračunati iz umerjene hitrosti skozi zrak in znane gostote zraka.

Korigirani neto potisk

Neto potisk je pogonska sila motorja, ki deluje na osnovno konstrukcijo zrakoplova. Pri določeni nastavitvi moči (EPR ali N 1) se potisk zmanjšuje z zmanjševanjem gostote zraka in večanjem nadmorske višine; korigirani neto potisk je potisk na nivoju morja.

Nazivna konstantno omejena moč

Pri določenih najvišjih temperaturah sestavnih delov se potisk motorja zmanjšuje z višanjem temperature zunanjega zraka in obratno. To pomeni, da obstaja kritična temperatura zraka, nad katero ni mogoče doseči nazivnega potiska. Pri večini sodobnih motorjev se ta temperatura imenuje „temperatura nazivne konstantno omejene moči“, ker je potisk pri nižjih temperaturah zraka samodejno omejen na nazivni potisk zaradi podaljšanja življenjske dobe. Potisk se v vsakem primeru zmanjša pri temperaturah, ki so višje od temperature nazivne konstantno omejene moči, kar se pogosto imenuje točka preloma ali temperatura preloma.

Hitrost

Velikost vektorja hitrosti zrakoplova (glede na koordinatni sistem letališča).

Nazivni potisk

Življenjska doba motorja zrakoplova je zelo odvisna od delovnih temperatur njegovih sestavnih delov. Večja ko je moč ali ustvarjeni potisk, višje so temperature in krajša je življenjska doba. Zaradi uskladitve zmogljivosti in zahtev za življenjsko dobo so motorjem z nazivno konstantno omejeno močjo dodeljeni nazivni potiski za vzlet, vzpenjanje in križarjenje, ki opredeljujejo običajne največje nastavitve moči.

Parameter za nastavitev potisk

Pilot ne more izbrati določenega potiska motorja, temveč izbere ustrezno nastavitev tega parametra, ki je prikazana v pilotski kabini. Običajno je to razmerje tlaka v motorju (EPR) ali vrtilna hitrost nizkotlačnega rotorja (ali ventilatorja) (N 1).

Simboli

Količine so brezrazsežne, razen če je navedeno drugače. Simboli in kratice, ki niso navedeni v spodnjem seznamu, se uporabljajo le na določenih mestih in so opredeljeni v besedilu. Spodnja indeksa 1 in 2 označujeta pogoje na začetku oziroma koncu segmenta. Črtice zgoraj označujejo srednje vrednosti segmenta, tj. povprečje začetnih in končnih vrednosti.

a

povprečni pospešek, ft/s2

amax

največji razpoložljivi pospešek, ft/s2

A, B, C, D

koeficienti zakrilc

E, F, GA,B, H

koeficienti potiska motorja

Fn

neto potisk na motor, lbf

Fn

korigirani neto potisk na motor, lbf

G

naklon vzpenjanja

G′

naklon vzpenjanja za nedelujoč motor

GR

srednji naklon vzletno-pristajalne steze; pozitiven, če se zrakoplov giblje navkreber

g

težni pospešek, ft/s2

ISA

mednarodna standardna atmosfera

N *

število motorjev, ki zagotavljajo potisk

R

razmerje med uporom in vzgonom CD/CL

ROC

hitrost vzpenjanja v segmentu (ft/min)

s

talna razdalja, opravljena vzdolž talne sledi, ft

sTO8

vzletna razdalja pri čelnem vetru s hitrostjo 8 kt, ft

sTOG

vzletna razdalja, korigirana za w in GR , ft

sTOw

vzletna razdalja pri čelnem vetru w, ft

T

temperatura zraka, °C

TB

temperatura točke preloma, °C

V

hitrost glede na tla, kt

VC

umerjena hitrost, kt

VT

dejanska hitrost skozi zrak, kt

W

masa letala, lb

w

hitrost čelnega vetra, kt

Δs

dolžina segmenta mirujočega zraka, projicirana na talno sled, ft

Δsw

talna projekcija dolžine segmenta, korigirana za čelni veter, ft

δ

p/po , razmerje med tlakom zunanjega zraka na nadmorski višini letala in standardnim zračnim tlakom na srednji gladini morja: po = 101,325 kPa (ali 1 013,25 milibara)

ε

kot nagiba letala, radiani

γ

kot vzpenjanja/spuščanja, radiani

θ

(T + 273,15)/(T0 + 273,15) razmerje med temperaturo zraka na določeni nadmorski višini in standardno temperaturo zraka na srednji gladini morja: T0 = 15,0 °C

σ *

ρ/ρ0 = razmerje med gostoto zraka na določeni nadmorski višini in vrednostjo na srednji gladini morja (tudi σ = δ/θ)

B1   UVOD

Sinteza poti leta

V tem dodatku so priporočeni postopki za izračun profila leta letala na podlagi določenih aerodinamičnih parametrov in parametrov pogonskega sistema, mase zrakoplova, atmosferskih pogojev, talne sledi in operativnega postopka (konfiguracija leta, nastavitev moči, hitrost gibanja naprej, navpična hitrost itd.). Operativni postopek je opisan s sklopom postopkovnih korakov, ki določajo način letenja po profilu.

Profil leta za vzlet ali prilet je niz ravnih segmentov, katerih konci se imenujejo točke profila. Izračuna se z enačbami za aerodinamiko in potisk, ki vsebujejo številne koeficiente in konstante, ki morajo biti na voljo za določeno kombinacijo osnovne konstrukcije zrakoplova in motorja. Navedeni postopek izračuna je v besedilu opisan kot postopek sinteze poti leta.

Za te enačbe so poleg parametrov zmogljivosti zrakoplova, ki jih je mogoče pridobiti iz podatkovne zbirke ANP, potrebne tudi specifikacije glede (1) bruto mase letala, (2) števila motorjev, (3) temperature zraka, (4) nadmorske višine vzletno-pristajalne steze in (5) postopkovnih korakov (izraženih kot nastavitve moči, odkloni zakrilc, hitrost skozi zrak in med pospeševanjem povprečna hitrost vzpenjanja/spuščanja) za vsak segment med vzletom in priletom. Vsak segment se nato razvrsti kot vožnja po tleh, vzlet ali pristanek, vzpenjanje s konstantno hitrostjo, zmanjšanje moči, pospešeno vzpenjanje z uvlečenjem zakrilc ali brez uvlečenja zakrilc, spuščanje z upočasnjevanjem ali brez upočasnjevanja in/ali uporabo(-e) zakrilc ali končni prilet za pristanek. Profil leta je sestavljen po segmentih, pri čemer so začetni parametri vsakega segmenta enaki parametrom na koncu prejšnjega segmenta.

Namen parametrov aerodinamične zmogljivosti v podatkovni zbirki ANP je zagotoviti ustrezno natančno predstavitev dejanske poti leta letala v določenih referenčnih razmerah (glej oddelek 2.7.6 glavnega besedila). Izkazalo pa se je, da so aerodinamični parametri in koeficienti motorjev primerni za temperature zraka do 43 °C, nadmorske višine letališč do 4 000 ft in razpon mase, določen v podatkovni zbirki ANP. Enačbe zato omogočajo izračun poti letov v drugačnih razmerah, tj. pri nereferenčni masi letala, hitrosti vetra, temperaturi zraka in nadmorski višini vzletno-pristajalne steze (zračnem tlaku), in sicer običajno z zadostno natančnostjo, da je mogoče izračunati konture povprečnih ravni zvoka okoli letališča.

V oddelku B4 je pojasnjeno, kako se pri odletih upoštevajo vplivi zavijanja med letom. To omogoča upoštevanje kota nagiba letala pri izračunu vplivov bočne usmerjenosti (učinki namestitve). Prav tako se pri zavijanju med letenjem praviloma zmanjšajo nakloni vzpenjanja, kar je odvisno od polmera zavoja in hitrosti letala. (Vplivi zavojev med priletom za pristanek so bolj zapleteni in trenutno niso urejeni. Vendar redko znatno vplivajo na konture hrupa.)

V oddelkih B5 do B9 je opisana priporočena metodologija za izdelavo odletnih profilov leta na podlagi koeficientov iz podatkovne zbirke ANP in postopkovnih korakov.

V oddelkih B10 in B11 je opisana metodologija za izdelavo priletnih profilov leta na podlagi koeficientov iz podatkovne zbirke ANP in letalskih postopkov.

V oddelku B12 so navedeni obdelani primeri izračunov.

Za določitev neto potiska reaktivnih motorjev oziroma propelerjev so navedeni ločeni sklopi enačb. Če ni navedeno drugače, se enačbe za aerodinamično zmogljivost letala uporabljajo tako za reaktivna kot za propelerska letala.

Uporabljeni matematični simboli so opredeljeni na začetku tega dodatka in/ali ob prvi omembi. V vseh enačbah morajo biti enote koeficientov in konstant seveda v skladu z enotami ustreznih parametrov in spremenljivk. Zaradi usklajenosti s podatkovno zbirko ANP se v tem dodatku upošteva ustaljena uporaba enot na področju inženirskega načrtovanja zmogljivosti zrakoplova; razdalje in višine v čevljih (ft), hitrost v vozlih (kt), masa v funtih (lb), sila v sili funta (korigirani neto potisk pri visoki temperaturi) itd., čeprav so nekatere veličine (npr. atmosferske) izražene v enotah SI. Pripravljavci modelov, ki uporabljajo druge sisteme enot, morajo zelo skrbno izbrati ustrezne pretvorbene faktorje, s katerimi enačbe prilagodijo svojim potrebam.

Analiza poti leta

V nekaterih aplikacijah za modeliranje informacije o poti leta niso zagotovljene kot postopkovni koraki, temveč kot koordinate v prostoru in času, ki so običajno določene z analizo radarskih podatkov. To je obravnavano v oddelku 2.7.7 glavnega besedila. V tem primeru se enačbe iz tega dodatka uporabljajo „v nasprotni smeri“; parametri potiska motorja se izračunajo iz gibanja zrakoplova in ne obratno. Ko je izračunano povprečje podatkov o poti leta in so ti podatki razdeljeni na posamezne segmente, ko je vsak segment razvrščen glede na vzpenjanje ali spuščanje, pospeševanje ali upočasnjevanje ter spremembe potiska in položaja zakrilc, je to na splošno razmeroma enostavno v primerjavi s sintezo, ki pogosto vključuje iterativne postopke.

B2   POTISK MOTORJA

Pogonska sila posameznega motorja je ena od petih količin, ki jih je treba opredeliti na koncu vsakega segmenta poti leta (pri čemer so preostale količine višina, hitrost, nastavitev moči in kot nagiba letala). Neto potisk je sestavni del bruto potiska motorja, ki je na voljo za pogon. Za aerodinamične in akustične izračune se neto potisk nanaša na standardni zračni tlak na srednji gladini morja. To se imenuje korigirani neto potisk, Fn /δ.

To je neto potisk, ki je na voljo pri delovanju z določenim nazivnim potiskom, ali neto potisk, ki se doseže z nastavitvijo določene vrednosti parametra za nastavitev potiska. Za turboreaktivni ali turboventilatorski motor, ki deluje z določenim nazivnim potiskom, se korigirani neto potisk izračuna z enačbo

Fn = E + F · Vc + GA· h + GB· h2 + H · T

(B-1),

pri čemer so

Fn

neto potisk na motor, lbf;

δ

razmerje med tlakom zunanjega zraka na nadmorski višini letala in standardnim zračnim tlakom na srednji gladini morja, tj. 101,325 kPa (ali 1 013,25 milibara) [ref. 1];

Fn

korigirani neto potisk na motor, lbf;

VC

umerjena hitrost skozi zrak, kt;

T

temperatura zunanjega zraka, pri kateri deluje letalo, °C, ter

E, F, GA, GB, H

konstante ali koeficienti potiska motorja za temperature, nižje od temperature nazivne konstantno omejene moči motorja, pri uporabljenem potisku (v trenutnem segmentu poti leta pri vzletu/vzpenjanju ali priletu), lb.s/ft, lb/ft, lb/ft2, lb/°C. Na voljo so v podatkovni zbirki ANP.

V podatkovni zbirki ANP so tudi podatki, s katerimi se lahko izračuna nenazivni potisk kot funkcija parametra za nastavitev potiska. Nekateri proizvajalci to opredeljujejo kot razmerje tlaka v motorju EPR, drugi pa kot vrtilno hitrost nizkotlačnega rotorja ali ventilatorja N1 . Če je ta parameter EPR, se enačba B-1 nadomesti z

Fn = E + F · VC + GA · h + GB · h2 + H · T + K1 · EPR + K2 · EPR2

(B-2),

pri čemer sta K 1 in K 2 koeficienta iz podatkovne zbirke ANP, ki povezujeta korigirani neto potisk in razmerje tlaka v motorju v bližini ustreznega razmerja tlaka v motorju za določeno Machovo število letala.

Če posadka v pilotski kabini za nastavitev potiska uporablja vrtilno hitrost motorja N1 , se splošna enačba za potisk spremeni v

Formula

(B-3),

pri čemer so

N1

vrtilna hitrost nizkotlačnega kompresorja (ali ventilatorja) in turbinskih stopenj motorja, %;

θ

= (T + 273)/288,15, razmerje med absolutno skupno temperaturo pri vstopu v motor in absolutno standardno temperaturo zraka na srednji gladini morja [ref. 1];

Formula

korigirana vrtilna hitrost nizkotlačnega rotorja, %, ter

K3, K4

konstanti, izračunani iz podatkov o nameščenem motorju, ki obsegajo ustrezne vrtilne hitrosti N1 .

Opomniti je treba, da imajo lahko E, F, GA, GB in H za določeno letalo v enačbah B-2 in B-3 drugačne vrednosti kot v enačbi B-1.

Vsi členi v enačbi niso vedno pomembni. Na primer za motorje z nazivno konstantno omejeno močjo, ki delujejo pri temperaturah zraka, nižjih od točke preloma (običajno 30 °C), člen za temperaturo morda ni potreben. Pri motorjih brez nazivne konstantno omejene moči je treba pri določitvi nazivnega potiska upoštevati zunanjo temperaturo. Nad temperaturo nazivne konstantno omejene moči motorja je treba za določitev razpoložljive ravni potiska uporabiti drugačen sklop koeficientov potiska motorja (E, F, GA, GB in H) high . V tem primeru se Fn /δ običajno izračuna s koeficientoma za nizko in visoko temperaturo ter uporabi višja raven potiska za temperature, nižje od temperature nazivne konstantno omejene moči, nižja izračunana raven potiska pa za temperature, višje od temperature nazivne konstantno omejene moči.

Če so na voljo le koeficienti potiska za nizko temperaturo, se lahko uporabi naslednje razmerje:

(Fn/δ)high = F · VC + (E + H · TB )·(1 – 0,006 · T)/(1 – 0,006 · TB )

(B-4),

pri čemer sta

(Fn /δ) high

korigirani neto potisk pri visoki temperaturi (lbf),

TB

temperatura na točki preloma (če ni določene vrednosti, se uporabi privzeta vrednost 30 °C).

V podatkovni zbirki ANP so navedene vrednosti konstant in koeficientov v enačbah B-1 do B-4.

Za propelerska letala se korigirani neto potisk na motor odčita z grafikonov ali izračuna z enačbo

Fn = (326 · η · Pp/VT )/δ

(B-5),

pri čemer so

η

učinkovitost propelerja pri določeni namestitvi propelerja ter funkcija vrtilne hitrosti propelerja in hitrosti letenja letala;

VT

dejanska hitrost skozi zrak, kt;

Pp

neto pogonska moč v določenih razmerah leta, npr. največja moč za vzlet ali vzpenjanje, KM.

V podatkovni zbirki ANP so navedeni parametri enačbe B-5 za nastavitve največjega potiska za vzlet in največjega potiska za vzpenjanje.

Dejanska hitrost skozi zrak VT se oceni na podlagi umerjene hitrosti skozi zrak VC z razmerjem

Formula

(B-6),

pri čemer je σ razmerje med gostoto zraka na nadmorski višini letala in vrednostjo na srednjem nivoju morja.

Smernice za delovanje z zmanjšanim vzletnim potiskom

Vzletne mase zrakoplovov so pogosto nižje od največjih dovoljenih in/ali razpoložljiva dolžina vzletno-pristajalne steze pogosto presega najkrajšo dolžino, ki je potrebna pri uporabi največjega vzletnega potiska. V teh primerih se potisk motorja običajno zmanjša pod najvišje ravni zaradi podaljšanja življenjske dobe motorjev in včasih zaradi zmanjšanja hrupa. Potisk motorja se lahko zmanjša le na ravni, pri katerih je zagotovljena zahtevana raven varnosti. Postopek izračuna, ki ga letalski operaterji uporabljajo za določitev količine zmanjšanja potiska, je ustrezno predpisan; navedeni postopek je zapleten in upošteva številne dejavnike, vključno z vzletno maso, temperaturo zunanjega zraka, deklariranimi dolžinami vzletno-pristajalne steze, nadmorsko višino vzletno-pristajalne steze in merili za oddaljenost od ovir za vzletno-pristajalno stezo. Zato se količina zmanjšanja potiska razlikuje med posameznimi leti.

Ker lahko operacije z zmanjšanim potiskom zelo vplivajo na konture hrupa pri odletu, jih morajo pripravljavci modelov ustrezno upoštevati in od operaterjev pridobiti praktične nasvete, da sprejmejo najboljšo možno odločitev.

Če takšni nasveti niso na voljo, se vseeno priporoča, da se to do določene mere upošteva z drugimi sredstvi. Izračuni operaterjev niso uporabni za modeliranje hrupa, prav tako pa niso primerni pri običajnih poenostavitvah in približkih za izračun dolgoročnih povprečnih ravni hrupa. Uporabiti pa je mogoče naslednje smernice. Pri tem je treba poudariti, da na tem področju potekajo obsežne raziskave, zato se te smernice lahko spremenijo.

Analiza podatkov iz zapisovalnikov podatkov o letu je pokazala, da je raven zmanjšanja potiska zelo odvisna od razmerja med dejansko vzletno maso in predpisano vzletno maso (RTOW), in sicer vse do določene spodnje mejne vrednosti (1); tj.

Fn = (Fn) max · W/WRTOW

(B-7),

pri čemer so (Fn) max največji nazivni potisk, W dejanska bruto vzletna masa in WRTOW predpisana vzletna masa.

RTOW je največja vzletna masa, ki se lahko varno uporabi ob izpolnjevanju zahtev glede dolžine vzletnega območja, nedelujočega motorja in ovir. Je funkcija razpoložljive dolžine vzletno-pristajalne steze, nadmorske višine letališča, temperature, čelnega vetra in kota zakrilc. Ta informacija je na voljo pri operaterjih in bi morala biti lažje dostopna od podatkov o dejanskih ravneh zmanjšanega potiska. Izračuna se lahko tudi na podlagi podatkov iz letalskih priročnikov zrakoplovov.

Zmanjšan potisk za vzpenjanje

Pri uporabi zmanjšanega vzletnega potiska operaterji pogosto, vendar ne vedno, zmanjšajo potisk za vzpenjanje z ravni, ki so nižje od najvišjih (2). Na ta način se prepreči, da bi bilo treba na koncu začetnega vzpenjanja pri vzletnem potisku moč povečati namesto zmanjšati. Vendar je pri tem težje določiti utemeljitev za skupno podlago. Nekateri operaterji uporabljajo fiksni zapori pod največjim potiskom za vzpenjanje, ki se včasih imenujeta vzpenjanje 1 in vzpenjanje 2 ter s katerima se potisk za vzpenjanje običajno zmanjša za 10 oziroma 20 odstotkov največjega potiska. Priporoča se, da se pri uporabi zmanjšanega vzletnega potiska za 10 odstotkov zmanjšajo tudi ravni potiska za vzpenjanje.

B3   NAVPIČNI PROFILI TEMPERATURE, TLAKA IN GOSTOTE ZRAKA TER HITROSTI VETRA

V tem dokumentu se šteje, da so spremembe temperature, tlaka in gostote glede na višino nad srednji gladini morja spremembe mednarodne standardne atmosfere. V nadaljevanju opisane metodologije so potrjene za nadmorske višine letališč do 4 000 ft in temperature zraka do 43 °C (109 °F).

Čeprav se povprečna hitrost vetra v resnici spreminja glede na višino in čas, tega dejstva običajno ni mogoče upoštevati pri modeliranju konture hrupa. Namesto tega v nadaljevanju navedene enačbe za zmogljivost zrakoplova temeljijo na skupni predpostavki, da letalo ves čas leti naravnost v čelni veter s (privzeto) hitrostjo 8 kt ne glede na kompasno smer (čeprav se srednja hitrost vetra pri izračunih širjenja zvoka ne upošteva izrecno). Navedene so tudi metode za prilagoditev rezultatov za druge hitrosti čelnega vetra.

B4   VPLIVI ZAVOJEV

V nadaljevanju tega dodatka je razloženo, kako se izračunajo zahtevane značilnosti segmentov pri stiku točk profila s, z, ki opredeljujeta dvodimenzionalno pot leta v navpični ravnini nad talno sledjo. Segmenti so opredeljeni v zaporedju v smeri gibanja. Na koncu vsakega segmenta (ali na začetku vzletnega zaleta v primeru prvega segmenta pri odletu), kjer so opredeljeni operativni parametri in naslednji postopkovni korak, je treba izračunati kot vzpenjanja in razdaljo sledi do točke, kjer se doseže potrebna višina in/ali hitrost.

Če je sled ravna, jo zajema en segment profila, katerega geometrijo je v tem primeru mogoče določiti neposredno (čeprav včasih z določeno iteracijo). Če pa se zavoj začne ali konča ali če se polmer ali smer zavoja spremeni pred izpolnitvijo potrebnih končnih pogojev, en segment ne zadostuje, ker se vzgon in upor zrakoplova spremenita s spremembo kota nagiba letala. Za upoštevanje vplivov zavoja na vzpenjanje so potrebni dodatni segmenti profila, da se izvede postopkovni korak, kot je opisano v nadaljevanju.

Zgradba talne sledi je opisana v oddelku 2.7.13 besedila. Določi se neodvisno od profila leta zrakoplova (čeprav je treba paziti, da se ne opredelijo zavoji, ki jih pri običajnih operativnih omejitvah ni mogoče opraviti). Ker pa na profil leta, tj. višino in hitrost kot funkcijo razdalje sledi, vplivajo zavoji, profila leta ni mogoče določiti neodvisno od talne sledi.

Za ohranitev hitrosti v zavoju je treba povečati aerodinamični vzgon krila, da se izravnata centrifugalna sila ter masa zrakoplova. Zaradi tega se poveča upor in s tem potrebni pogonski potisk. Vplivi zavoja so izraženi v enačbah za zmogljivost kot funkcije kota nagiba letala ε, ki je za zrakoplov v vodoravnem letu, ki zavija s konstantno hitrostjo na krožni poti, določen z

 

Formula

(B-8)

pri čemer so

V

hitrost glede na tla, kt;

 

r

polmer zavoja, ft;

in

g

težni pospešek, ft/s2.

Predpostavlja se, da imajo vsi zavoji konstanten polmer, vplivi drugega reda v zvezi z nevodoravnimi potmi leta pa se ne upoštevajo; koti nagiba letala temeljijo samo na polmeru zavoja r talne sledi.

Za izvedbo postopkovnega koraka se najprej izračuna začasen segment profila s kotom nagiba letala ε na začetni točki, kot je določen z enačbo B-8 za polmer v segmentu sledi r. Če je izračunana dolžina začasnega segmenta takšna, da ne prečka začetka ali konca zavoja, se začasni segment potrdi in pozornost preusmeri na naslednji korak.

Če pa začasni segment prečka enega ali več začetkov ali koncev zavojev (pri spreminjajočem se ε) (3), se parametri leta na prvi takšni točki ocenijo z interpolacijo (glej oddelek 2.7.13) in shranijo skupaj s koordinatami te točke kot vrednosti končne točke, segment pa se skrajša. Drugi del postopkovnega koraka se potem uporabi od te točke naprej; ponovno se začasno predpostavi, da ga je mogoče opraviti v enem segmentu z enakimi končnimi pogoji, vendar z novo začetno točko in novim kotom nagiba letala. Če potem ta drugi segment prečka še eno spremembo polmera/smeri zavoja, je potreben tretji segment in tako naprej, dokler se ne dosežejo končni pogoji.

Približna metoda

Očitno je, da je upoštevanje vplivov zavojev v celoti, kot je opisano zgoraj, z računskega vidika precej zapleteno, ker je treba profil vzpenjanja zrakoplova izračunati ločeno za vsako talno sled zrakoplova. Vendar imajo spremembe navpičnega profila zaradi zavojev običajno opazno manjši vpliv na konture kot spremembe kota nagiba letala, zato se nekateri uporabniki raje izognejo temu zapletenemu postopku in na račun določene izgube natančnosti pri izračunu bočne zvočne emisije (glej oddelek 2.7.19) ne upoštevajo vplivov zavojev na profile, še vedno pa upoštevajo kot nagiba letala. Pri tem približku se točke profila za določeno operacijo zrakoplova izračunajo samo enkrat ob predpostavki, da je talna sled ravna (pri čemer velja ε = 0).

B5   VZLETNI ZALET

Z vzletnim potiskom letalo pospeši vzdolž vzletno-pristajalne steze do vzleta. Predpostavlja se, da je umerjena hitrost skozi zrak potem konstantna ves začetni del vzpenjanja. Prav tako se predpostavlja, da se podvozje letala, če je izvlečno, uvleče kmalu po vzletu.

V tem dokumentu se dejanski vzletni zalet približno določi z enakovredno vzletno razdaljo sTO8 (pri čelnem vetru s privzeto hitrostjo 8 kt), ki je opredeljena, kot je prikazano na sliki B-1, in sicer kot razdalja vzdolž vzletno-pristajalne steze od točke sprostitve zavor do točke, v kateri se sekata premica poti leta pri začetnem vzpenjanju z uvlečenim podvozjem zrakoplova in vzletno-pristajalna steza.

Slika B-1

Enakovredna vzletna razdalja

Image

Na vodoravni vzletno-pristajalni stezi se enakovredna razdalja vzletnega zaleta sTO8 v čevljih določi kot

Formula

(B-9),

pri čemer so

B8

koeficient, ki ustreza določeni kombinaciji letala/odklona zakrilc za referenčne razmere ISA, vključno s čelnim vetrom s hitrostjo 8 vozlov, ft/lbf;

W

bruto masa letala ob sprostitvi zavor, lbf;

N

število motorjev, ki zagotavljajo potisk.

Opomba: Ker se v enačbi B-9 upošteva spreminjanje potiska glede na hitrost skozi zrak in nadmorsko višino vzletno-pristajalne steze, je koeficient B8 za določeno letalo odvisen le od odklona zakrilc.

Za čelni veter, ki nima privzete hitrosti 8 kt, se razdalja vzletnega zaleta korigira z:

Formula

(B-10),

pri čemer so

STOw

razdalja zaleta, korigirana za čelni veter w, ft;

VC

(v tej enačbi) umerjena hitrost pri vzletni rotaciji, kt;

w

čelni veter, kt.

Razdalja vzletnega zaleta se korigira tudi za naklon vzletno-pristajalne steze, in sicer z:

Formula

(B-11),

pri čemer so

STOG

razdalja zaleta (ft), korigirana za čelni veter in naklon vzletno-pristajalne steze,

α

povprečni pospešek vzdolž vzletno-pristajalne steze, ki je enak Formula, ft/s2;

GR

naklon vzletno-pristajalne steze; pozitiven, če zrakoplov vzleta navkreber.

B6   VZPENJANJE S KONSTANTNO HITROSTJO

Ta vrsta segmenta je opredeljena z umerjeno hitrostjo skozi zrak in nastavitvijo zakrilc zrakoplova, višino in kotom nagiba letala na koncu segmenta ter hitrostjo čelnega vetra (privzeta vrednost 8 kt). Kot pri vseh segmentih so parametri na začetku segmenta, vključno s korigiranim neto potiskom, enaki parametrom na koncu prejšnjega segmenta, da je zagotovljena zveznost (razen pri kotu zakrilc in kotu nagiba letala, ki se v teh izračunih lahko spreminjata po stopnjah). Neto potiski na koncu segmenta se najprej izračunajo z ustrezno enačbo B-1 do B-5. Povprečni geometrični kot vzpenjanja γ (glej sliko B-1) je v tem primeru določen z

Image

(B-12),

pri čemer črtici zgoraj označujeta vrednosti na sredini segmenta (tj. povprečje vrednosti na začetni in končni točki, ki je praviloma enako vrednostim na sredini segmenta) in pri čemer so

K

od hitrosti odvisna konstanta, ki znaša 1,01, če je VC ≤ 200 kt, sicer pa 0,95. Pri tej konstanti se upoštevajo vplivi vzpenjanja v čelni veter s hitrostjo 8 kt na naklon vzpenjanja ter pospeševanje pri vzpenjanju s konstantno umerjeno hitrostjo skozi zrak (dejanska hitrost se povečuje, ko se z večanjem višine zmanjšuje gostota zraka);

R

razmerje med koeficientom upora in koeficientom vzgona letala, ki ustrezata določeni nastavitvi zakrilc. Predpostavlja se, da je podvozje letala uvlečeno;

ε

kot nagiba letala v radianih.

Kot vzpenjanja se korigira za čelni veter w z:

Formula

(B-13),

pri čemer je γ w povprečni kot vzpenjanja, korigiran za čelni veter.

Razdalja, ki jo letalo opravi vzdolž talne sledi Δs med vzpenjanjem pod kotom γ w od začetne nadmorske višine h 1 do končne nadmorske višine h 2, je določena z

Formula

(B-14),

Vzpenjanje s konstantno hitrostjo skozi zrak praviloma vključuje dve različni fazi odletnega profila. Prva, ki se včasih imenuje segment začetnega vzpenjanja, je takoj za vzletom, pri čemer varnostne zahteve določajo, da mora biti najnižja hitrost letala enaka vzletni varnostni hitrosti ali višja od nje. To je predpisana hitrost in jo je med običajnim delovanjem treba doseči do višine 35 ft nad vzletno-pristajalno stezo. Običajno pa se pri začetnem vzpenjanju ohranja hitrost, ki je nekoliko višja od vzletne varnostne hitrosti, navadno za 10–20 kt, saj se tako doseže boljši naklon začetnega vzpenjanja. Druga faza sledi uvlečenju zakrilc in začetnemu pospeševanju ter se imenuje nadaljnje vzpenjanje.

Med začetnim vzpenjanjem je hitrost skozi zrak odvisna od vzletne nastavitve zakrilc in bruto mase letala. Umerjena hitrost začetnega vzpenjanja VCTO se izračuna s približkom prvega reda:

Formula

(B-15),

pri čemer je C koeficient iz podatkovne zbirke ANP, ki ustreza nastavitvi zakrilc (kt/√lbf).

Pri nadaljnjem vzpenjanju po pospeševanju je umerjena hitrost skozi zrak parameter, ki ga vnese uporabnik.

B7   ZMANJŠANJE MOČI (SEGMENT PREHODA)

Na neki točki po vzletu se moč zmanjša z vzletne nastavitve zaradi podaljšanja življenjske dobe motorja in pogosto zaradi zmanjšanja hrupa na določenih območjih. Potisk se običajno zmanjša v segmentu vzpenjanja s konstantno hitrostjo (oddelek B6) ali segmentu pospeševanja (oddelek B8). Ker je to razmeroma kratek proces, ki običajno traja le 3–5 sekund, se modelira tako, da se primarnemu segmentu doda „segment prehoda“. S tem segmentom se običajno zajame vodoravna talna razdalja 1 000 ft (305 m).

Količina zmanjšanja potiska

Pri običajnem delovanju se potisk motorja zmanjša na nastavitev največjega potiska za vzpenjanje. V nasprotju z vzletnim potiskom se lahko potisk za vzpenjanje ohranja neomejeno, kar se običajno uporablja, dokler letalo ne doseže začetne nadmorske višine križarjenja. Raven največjega potiska za vzpenjanje se določi z enačbo B-1 in koeficienti največjega potiska, ki jih navede proizvajalec. Vendar je zaradi zahtev glede zmanjšanja hrupa lahko potrebno dodatno zmanjšanje potiska, ki se včasih imenuje „znatno zmanjšanje“. Zaradi varnosti je največje zmanjšanje potiska omejeno (4) na količino, ki je določena glede na zmogljivost letala in število motorjev.

Najnižja raven „zmanjšanega potiska“ se včasih imenuje „zmanjšani potisk“ za nedelujoč motor:

Formula

(B-16),

pri čemer sta

δ2

tlačno razmerje na nadmorski višini h2;

G′

odstotek za naklon vzpenjanja za nedelujoč motor:

 

= 0 % za letala s sistemi za samodejno vzpostavitev potiska; sicer

 

= 1,2 % za dvomotorno letalo;

 

= 1,5 % za trimotorno letalo;

 

= 1,7 % za štirimotorno letalo.

Segment vzpenjanja s konstantno hitrostjo in zmanjšanim potiskom

Naklon v segmentu vzpenjanja se izračuna z enačbo B-12, pri čemer se potisk izračuna z enačbo B-1 in koeficienti največjega vzpenjanja, ali enačbo B-16 za zmanjšani potisk. Segment vzpenjanja se potem razdeli v dva podsegmenta, ki imata enak kot vzpenjanja. To je prikazano na sliki B-2.

Slika B-2

Segment vzpenjanja s konstantno hitrostjo in zmanjšanim potiskom (ponazoritev ni v merilu)

Image

Prvemu podsegmentu se dodeli talna razdalja 1 000 ft (304 m) in določi se, da je korigirani neto potisk na motor na koncu razdalje 1 000 ft enak zmanjšani vrednosti. (Če je prvotna vodoravna razdalja krajša od 2 000 ft, se za zmanjšanje potiska uporabi polovica segmenta.) Določi se, da je tudi končni potisk v drugem podsegmentu enak zmanjšanemu potisku. Tako se let v drugem podsegmentu opravi s konstantnim potiskom.

B8   POSPEŠENO VZPENJANJE IN UVLEČENJE ZAKRILC

To običajno sledi začetnemu vzpenjanju. Kot pri vseh segmentih leta so nadmorska višina h1 , dejanska hitrost skozi zrak VT 1 in potisk (Fn /δ)1 na začetni točki enaki vrednostim na koncu prejšnjega segmenta. Umerjeno hitrost skozi zrak VC 2 in povprečno hitrost vzpenjanja ROC na končni točki vnese uporabnik (kot nagiba letala ε je funkcija hitrosti in polmera zavoja). Ker so končna nadmorska višina h 2, končna dejanska hitrost skozi zrak VT 2, končni potisk (Fn )2 in dolžina sledi v segmentu Δs soodvisni, jih je treba izračunati z iteracijo; končna nadmorska višina h 2 se najprej oceni in potem večkrat ponovno izračuna z enačbama B-16 in B-17, dokler razlika med zaporednimi ocenami ni manjša od določenega dovoljenega odstopanja, npr. enega čevlja. Praktična izhodiščna ocena je h 2 = h 1 + 250 čevljev.

Dolžina sledi v segmentu (opravljena vodoravna razdalja) se oceni z:

Formula

(B-17),

pri čemer so

0,95

faktor za upoštevanje vpliva čelnega vetra s hitrostjo 8 kt pri vzpenjanju s hitrostjo 160 kt;

k

konstanta za pretvorbo vozlov v ft/s = 1,688 ft/s na kt;

VT 2

= dejanska hitrost skozi zrak na koncu segmenta, kt:, Formula

pri čemer je σ2 razmerje gostote zraka na končni nadmorski višini h 2;

amax

= največji pospešek v vodoravnem letu (ft/s2)

= Image

G

= naklon vzpenjanja, Image

pri čemer je ROC hitrost vzpenjanja, ft/min.

Na podlagi te ocene Δs se potem ponovno oceni končna nadmorska višina h 2′:

h2 = h 1 + s · G/0,95

(B-18).

Dokler napaka Formula presega določeno dovoljeno odstopanje, se koraka B-17 in B-18 ponavljata z vrednostmi nadmorske višine h 2, dejanske hitrosti skozi zrak VT 2 in korigiranega neto potiska na motor (Fn /δ)2 na koncu segmenta za trenutno iteracijo. Ko je napaka znotraj dovoljenega odstopanja, se iterativni cikel konča, segment pospeševanja pa je opredeljen s končnimi vrednostmi na koncu segmenta.

Opomba: Če je med postopkom iteracije (αmax – G·g) < 0,02 g, je pospešek morda premajhen, da bi se na ustrezni razdalji dosegla želena VC 2. V tem primeru se lahko naklon vzpenjanja omeji na G = αmax /g – 0,02, s čimer se pravzaprav zmanjša želena hitrost vzpenjanja, da se ohrani sprejemljiv pospešek. Če je G < 0,01, se sklepa, da ni dovolj potiska, da bi se dosegla določena pospešek in hitrost vzpenjanja; izračun se prekine in pregledajo se koraki postopka (5).

Dolžina segmenta pospeševanja se korigira za čelni veter w z:

Formula

(B-19).

Segment pospeševanja z zmanjšanim potiskom

Zmanjšanje potiska se vstavi v segmente pospeševanja na enak način kot pri segmentu s konstantno hitrostjo, in sicer s spremembo prvega dela segmenta v segment prehoda. Raven zmanjšanega potiska se izračuna tako kot pri postopku z zmanjšanim potiskom in konstantno hitrostjo samo z enačbo B-1. Opomniti je treba, da pri ohranjanju nastavitve najmanjšega potiska za nedelujoč motor pospeševanje in vzpenjanje načeloma nista možna. Za spremembo potiska se dodeli talna razdalja 1 000 ft (305 m) in določi se, da je korigirani neto potisk na motor na koncu razdalje 1 000 ft enak zmanjšani vrednosti. Hitrost na koncu segmenta se določi z iteracijo za dolžino segmenta 1 000 ft. (Če je prvotna vodoravna razdalja krajša od 2 000 ft, se za spremembo potiska uporabi polovica segmenta.) Določi se, da je tudi končni potisk v drugem podsegmentu enak zmanjšanemu potisku. Tako se let v drugem podsegmentu opravi s konstantnim potiskom.

B9   DODATNI SEGMENTI VZPENJANJA IN POSPEŠEVANJA PO UVLEČENJU ZAKRILC

Če se v pot leta pri vzpenjanju vključijo dodatni segmenti pospeševanja, se za izračun razdalje talne sledi, povprečnega kota vzpenjanja in pridobljene višine v vsakem segmentu ponovno uporabijo enačbe B-12 do B-19. Tako kot prej je treba končno višino segmenta oceniti z iteracijo.

B10   SPUŠČANJE IN UPOČASNJEVANJE

Pri priletnem letu se mora letalo običajno spustiti in upočasniti, da je pripravljeno za segment končnega prileta, v katerem se letalo konfigurira s priletnimi zakrilci in spuščenim podvozjem. Mehanika leta je enaka kot pri odletnem primeru; glavna razlika je, da je profil višine in hitrosti načeloma znan ter da je za vsak segment treba oceniti ravni potiska motorja. Osnovna enačba za ravnovesje sil je:

Formula

(B-20).

Enačba B-20 se lahko uporabi na dva različna načina. Prvič, opredelijo se lahko hitrosti letala na začetku in koncu segmenta, kot spuščanja (ali razdalja vodoravnega segmenta) ter začetna in končna nadmorska višina segmenta. V tem primeru se upočasnjevanje lahko izračuna z:

Formula

(B-21),

pri čemer so Δs opravljena talna razdalja ter V 1 in V 2 začetna oziroma končna hitrost glede na tla, izračunani z

Formula

(B-22).

Enačbe B-20, B-21 in B-22 potrjujejo, da je pri upočasnjevanju na določeni razdalji pri konstantni hitrosti spuščanja zaradi močnejšega čelnega vetra za ohranjanje enakega upočasnjevanja potrebnega več potiska, medtem ko je pri hrbtnem vetru za ohranjanje enakega upočasnjevanja potrebnega manj potiska.

V praksi se večina upočasnjevanj, če ne vsa upočasnjevanja, med priletnim letom opravi s potiskom v prostem teku. Zato se za drugi način uporabe enačbe B-20 potisk opredeli pri nastavitvi za prosti tek, enačba pa se reši iterativno, da se določita (1) upočasnjevanje in (2) višina na koncu segmenta upočasnjevanja, torej na podoben način kot pri segmentih pospeševanja pri odletu. V tem primeru se lahko razdalja upočasnjevanja pri čelnem in hrbtnem vetru zelo razlikuje, včasih pa je treba za ustrezne rezultate zmanjšati kot spuščanja.

Pri večini letal potisk v prostem teku ni enak nič, pri številnih letalih pa je tudi funkcija hitrosti leta. Zato se enačba B-20 za upočasnjevanje reši tako, da se vnese potisk v prostem teku; potisk v prostem teku se izračuna z enačbo v obliki:

(Fn /δ) idle = Eidle + Fidle · VC + GA,idle · h + GB,idle · h2 + Hidle · T

(B-23),

pri čemer so (Eidle , Fidle , GA,idle , GB,idle in Hidle ) koeficienti motorja v prostem teku iz podatkovne zbirke ANP.

B11   PRILET ZA PRISTANEK

Umerjena hitrost skozi zrak prileta za pristanek VCA je povezana s pristajalno bruto maso z enačbo, ki je enake oblike kot enačba B-11, in sicer

Formula

(B-24),

pri čemer koeficient D (kt/√lbf) ustreza nastavitvi pristajalnih zakrilc.

Korigirani neto potisk na motor med spuščanjem vzdolž priletne drsne strmine se izračuna z rešitvijo enačbe B-12 za pristajalno maso W ter razmerje med uporom in vzgonom R, ki ustreza nastavitvi zakrilc pri izvlečenem podvozju letala. Nastavitev zakrilc je takšna, kakršna se običajno uporablja pri dejanskih operacijah. Predpostavi se lahko, da je med priletom za pristanek kot spuščanja drsne strmine γ konstanten. Za reaktivna in večmotorna propelerska letala γ običajno znaša – 3°. Za enomotorna propelerska letala γ običajno znaša – 5°.

Povprečni korigirani neto potisk se izračuna tako, da se enačba B-12 obrne, pri čemer se uporabi K = 1,03, da se upošteva upočasnjevanje pri letenju s konstantno umerjeno hitrostjo skozi zrak, določeno z enačbo B-24, po spuščajoči se poti leta v referenčni čelni veter s hitrostjo 8 vozlov, torej

Image

(B-25).

Za čelni veter s hitrostjo, drugačno od 8 kt, je povprečni korigirani neto potisk

Image

(B-26).

Opravljena vodoravna razdalja se izračuna z:

Formula

(B-27)

(pozitivna, ker je h1 > h2 in je γ negativen).


(1)  Organi za plovnost običajno določijo spodnjo mejno vrednost potiska, ki je pogosto 25 odstotkov manjša od največje vrednosti.

(2)  Na katere se potisk zmanjša po začetnem vzpenjanju pri vzletni moči.

(3)  Da se prepreči nezveznost kontur zaradi nenadnih sprememb kota nagiba letala na presečiščih med ravnim letom in zavoji, se v izračune hrupa vključijo podsegmenti, ki omogočajo zvezne prehode kota nagiba letala prek prvih in zadnjih 5° zavoja. Podsegmenti niso potrebni pri izračunih zmogljivosti, saj je kot nagiba letala vedno določen z enačbo B-8.

(4)  „Noise Abatement Procedures“ (Postopki za zmanjšanje hrupa), poglavje 3 dela V zvezka 1 dokumenta ICAO 8168 „PANS-OPS“, ICAO 2004.

(5)  Računalniški model je treba programirati tako, da v obeh primerih uporabnika obvesti o neskladnosti.

Dodatek C

Modeliranje bočne razpršenosti talnih sledi

Če ni radarskih podatkov, se priporoča, da se bočna razpršenost talnih sledi modelira ob predpostavki, da je razpršenost sledi pravokotno na glavno sled v skladu z Gaussovo normalno porazdelitvijo. Izkušnje so pokazale, da je ta predpostavka v večini primerov ustrezna.

Ob predpostavki Gaussove porazdelitve s standardnim odklonom S, ki je prikazana na sliki C-1, je približno 98,8 odstotka vseh premikov znotraj mej ± 2,5 S (tj. znotraj pasu s širino 5 S).

Slika C-1

Nadaljnja razdelitev talne sledi na 7 sekundarnih sledi

(Širina pasu je enaka petkratniku standardnega odklona razpršenosti talnih sledi)

Image

Gaussova porazdelitev se lahko običajno primerno modelira s 7 ločenimi sekundarnimi sledmi, ki so enakomerno razmaknjene med mejama pasu ± 2,5 S, kot je prikazano na sliki C-1.

Vendar je primernost približka odvisna od razmerja med razmikom sekundarnih sledi in višinami zrakoplova nad njimi. V nekaterih primerih (zelo tesno ali zelo razpršeno razporejene sledi) je lahko primernejše drugačno število sekundarnih sledi. Če je sekundarnih sledi premalo, se v konturi pojavijo „grebeni“. V preglednicah C-1 in C-2 so navedeni parametri za nadaljnjo razdelitev na 5 do 13 sekundarnih sledi. V preglednici C-1 je naveden položaj posameznih sekundarnih sledi, v preglednici C-2 pa ustrezni odstotek premikov na posamezni sekundarni sledi.

Preglednica C-1

Položaj 5, 7, 9, 11 ali 13 sekundarnih sledi

(Skupna širina pasu (v katerem je 98 % vseh premikov) je enaka petkratniku standardnega odklona)

Številka sekundarne sledi

Položaj sekundarnih sledi pri nadaljnji razdelitvi na

5 sekundarnih sledi

7 sekundarnih sledi

9 sekundarnih sledi

11 sekundarnih sledi

13 sekundarnih sledi

12/13

 

 

 

 

± 2,31·S

10/11

 

 

 

± 2,27·S

± 1,92·S

8/9

 

 

± 2,22·S

± 1,82·S

± 1,54·S

6/7

 

± 2,14·S

± 1,67·S

± 1,36·S

± 1,15·S

4/5

± 2,00·S

± 1,43·S

± 1,11·S

± 0,91·S

± 0,77·S

2/3

± 1,00·S

± 0,71·S

± 0,56·S

± 0,45·S

± 0,38·S

1

0

0

0

0

0


Preglednica C-2

Odstotek premikov na 5, 7, 9, 11 ali 13 sekundarnih sledeh

(Skupna širina pasu (v katerem je 98 % vseh premikov) je enaka petkratniku standardnega odklona)

Številka sekundarne sledi

Odstotek premikov na sekundarni sledi pri nadaljnji razdelitvi na

5 sekundarnih sledi

7 sekundarnih sledi

9 sekundarnih sledi

11 sekundarnih sledi

13 sekundarnih sledi

12/13

 

 

 

 

1,1 %

10/11

 

 

 

1,4 %

2,5 %

8/9

 

 

2,0 %

3,5 %

4,7 %

6/7

 

3,1 %

5,7 %

7,1 %

8,0 %

4/5

6,3 %

10,6 %

12,1 %

12,1 %

11,5 %

2/3

24,4 %

22,2 %

19,1 %

16,6 %

14,4 %

1

38,6 %

28,2 %

22,2 %

18,6 %

15,6 %

Dodatek D

Preračun podatkov NPD za nereferenčne razmere

Prispevki ravni hrupa iz posameznega segmenta poti leta se izračunajo iz podatkov NPD, shranjenih v mednarodni podatkovni zbirki ANP. Vendar je treba poudariti, da so ti podatki normalizirani s povprečnimi stopnjami atmosferskega slabljenja, opredeljenimi v standardu SAE AIR-1845. Te stopnje so povprečja vrednosti, določenih med preskušanjem za certificiranje hrupa zrakoplovov v Evropi in Združenih državah. Znatno spreminjanje atmosferskih pogojev (temperature in relativne vlažnosti) pri teh preskusih je prikazano na sliki D-1.

Slika D-1

Vremenske razmere, zabeležene med preskusi za certificiranje hrupa

Image

Krivulje, ki se na sliki D-1 prekrivajo in so izračunane z modelom atmosferskega slabljenja v skladu z industrijskim standardom ARP866A, prikazujejo, da se v različnih preskusnih pogojih pričakuje znatno spreminjanje absorpcije visokofrekvenčnega zvoka (8 kHz) (čeprav je spreminjanje splošne absorpcije manjše).

Ker so stopnje slabljenja v preglednici D-1 aritmetična povprečja, celotnega sklopa ni mogoče povezati z eno referenčno atmosfero (tj. določenimi vrednostmi temperature in relativne vlažnosti). Navedene stopnje je mogoče šteti le za lastnosti povsem teoretične atmosfere, ki se imenuje „atmosfera AIR-1845“.

Preglednica D-1

Povprečne stopnje atmosferskega slabljenja, uporabljene za normalizacijo podatkov NPD iz podatkovne zbirke ANP

Centralna frekvenca terčnega pasu [Hz]

Stopnja slabljenja [dB/100 m]

Centralna frekvenca terčnega pasu [Hz]

Stopnja slabljenja [dB/100 m]

50

0,033

800

0,459

63

0,033

1 000

0,590

80

0,033

1 250

0,754

100

0,066

1 600

0,983

125

0,066

2 000

1,311

160

0,098

2 500

1,705

200

0,131

3 150

2,295

250

0,131

4 000

3,115

315

0,197

5 000

3,607

400

0,230

6 300

5,246

500

0,295

8 000

7,213

630

0,361

10 000

9,836

Predpostaviti je mogoče, da koeficienti slabljenja iz preglednice D-1 veljajo v okviru razumnih odstopanj temperature in vlažnosti. Vendar je treba za preverjanje, ali so morda potrebne prilagoditve, uporabiti standard ARP866A, da se izračunajo povprečni koeficienti atmosferske absorpcije za povprečno temperaturo T in relativno vlažnost RH na letališču. Če se na podlagi primerjave teh vrednosti z vrednostmi iz preglednice D-1 presodi, da je potrebna prilagoditev, se uporabi naslednja metodologija.

V podatkovni zbirki ANP so naslednji podatki NPD za posamezno nastavitev moči:

najvišja raven zvoka v primerjavi s poševno razdaljo, Lmax(d),

po času integrirana raven v primerjavi z razdaljo za referenčno hitrost skozi zrak, LE(d), ter

nevrednoteni referenčni zvočni spekter na poševni razdalji 305 m (1 000 ft), Ln,ref(dref), pri čemer je n = frekvenčni pas (od 1 do 24 za terčne pasove s središčnimi frekvencami od 50 Hz do 10 kHz),

pri čemer so vsi podatki normalizirani na atmosfero AIR-1845.

Krivulje NPD se pogojema T in RH, ki ju določi uporabnik, prilagodijo v treh korakih.

1.

Najprej se korigira referenčni spekter, da se odstrani atmosfersko slabljenje α n,ref po SAE AIR-1845:

Ln(dref) = Ln,ref(dref) + αn,ref · dref

(D-1),

pri čemer sta Ln(dref) neoslabljeni spekter na dref = 305 m in α n,ref koeficient atmosferske absorpcije za frekvenčni pas n iz preglednice D-1 (vendar izražen v dB/m).

2.

Potem se korigirani spekter prilagodi vsaki od desetih standardnih razdalj NPD di s stopnjami slabljenja za (i) atmosfero SAE AIR-1845 in (ii) atmosfero, ki jo določi uporabnik (na podlagi standarda SAE ARP866A):

(i)

za atmosfero SAE AIR-1845:

Ln,ref(di) = Ln(dref) – 20,lg(di/dref) – αn,ref · di

(D-2);

(ii)

za atmosfero uporabnika:

Ln,866A(T,RH,di) = Ln(dref) – 20,lg(di/dref) – αn,866A(T,RH) · di

(D-3),

pri čemer je α n,866A koeficient atmosferske absorpcije za frekvenčni pas n (izražen v dB/m), izračunan v skladu s standardom SAE ARP866A pri temperaturi T in relativni vlažnosti RH.

3.

Na vsaki razdalji NPD di se za oba spektra izračunajo A-vrednotene vrednosti in seštejejo decibeli, da se določita A-vrednoteni ravni LA,866A in LA,ref , ki se potem aritmetično odštejeta:

Formula

(D-4).

Povečanje ΔL je razlika med podatki NPD v atmosferi, ki jo določi uporabnik, in referenčni atmosferi. To povečanje se prišteje vrednosti podatkov NPD iz podatkovne zbirke ANP, da se izračunajo prilagojeni podatki NPD.

Pri uporabi ΔL za prilagoditev podatkov NPD Lmax in LE se dejansko predpostavlja, da različni atmosferski pogoji vplivajo le na referenčni spekter, ne vplivajo pa na obliko spreminjanja ravni skozi čas. To se lahko šteje za veljavno pri običajnih razponih širjenja in običajnih atmosferskih pogojih.

Dodatek E

Korekcija končnega segmenta

V tem dodatku sta opisana izračun korekcije končnega segmenta in s tem povezani algoritem za delež energije iz oddelka 2.7.19.

E1   GEOMETRIJA

Algoritem za delež energije temelji na zvočnem sevanju 90-stopinjskega dipolnega zvočnega vira „na četrto potenco“. Ta vir ima usmerjene lastnosti, ki so približne take kot pri zvoku reaktivnega zrakoplova, vsaj kar zadeva kotno območje, ki najbolj vpliva na ravni zvočnih dogodkov pod potjo leta zrakoplova in ob njej.

Slika E-1

Geometrija med potjo leta in položajem opazovalca O

Image

Na sliki E-1 je prikazana geometrija širjenja zvoka med potjo leta in položajem opazovalca O. Zrakoplov na točki P leti v mirujočem enakomernem zraku s konstantno hitrostjo po ravni in vodoravni poti leta. Opazovalcu se najbolj približa na točki Pp . Parametri so:

d

razdalja med opazovalcem in zrakoplovom;

dp

pravokotna razdalja med opazovalcem in potjo leta (poševna razdalja);

q

razdalja med P in Pp = – V · τ;

V

hitrost zrakoplova;

t

čas, v katerem je zrakoplov na točki P;

tp

čas, v katerem je zrakoplov na točki največjega približanja Pp ;

τ

čas letenja = čas glede na čas na točki Pp = t – tp;

ψ

kot med potjo leta in vektorjem zrakoplov-opazovalec.

Opomniti je treba, da je čas leta τ glede na točko največjega približanja negativen, ko je zrakoplov pred položajem opazovalca (kot je prikazano na sliki E-1), zato je relativna razdalja q do točke največjega približanja v tem primeru pozitivna. Ko zrakoplov preleti opazovalca, postane razdalja q negativna.

E2   OCENA DELEŽA ENERGIJE

Osnovni koncept deleža energije je, da se izpostavljenost hrupu E na položaju opazovalca za segment poti leta P1P2 (pri čemer sta P1 začetna in P2 končna točka) izrazi z množenjem izpostavljenosti E za celotno neskončno pot preleta s preprostim faktorjem – faktorjem deleža energije F:

E = F · E

(E-1).

Ker je izpostavljenost mogoče izraziti s časovnim integralom srednje vrednosti kvadrata (vrednotene) ravni zvočnega tlaka, tj.

Formula

(E-2),

je treba za izračun E srednjo vrednost kvadrata tlaka izraziti kot funkcijo znanih geometrijskih in operativnih parametrov. Za 90-stopinjski dipolni vir se uporabi

Formula

(E-3),

pri čemer sta p 2 in pp 2 srednji vrednosti kvadrata opazovanih zvočnih tlakov, ki ju zrakoplov ustvari, ko preleti točki P in Pp .

Izkazalo se je, da to razmeroma preprosto razmerje zagotavlja dobro simulacijo hrupa reaktivnega zrakoplova, čeprav so dejanski s tem povezani mehanizmi izjemno zapleteni. Člen dp 2/d2 v enačbi E-3 opisuje zgolj mehanizem sferičnega širjenja, ki ustreza točkovnemu viru, neskončni hitrosti zvoka in enakomerni atmosferi, v kateri ni izgub. Vsi drugi fizični vplivi, kot so usmerjenost vira, končna hitrost zvoka, atmosferska absorpcija, Dopplerjev zamik itd., so implicitno zajeti s členom sin2ψ. Zaradi tega faktorja se srednja vrednost kvadrata tlaka zmanjša obratno sorazmerno kot d4 , iz česar izvira izraz vir „na četrto potenco“.

Z uvedbo substitucij

Formula in Formula

je srednjo vrednost kvadrata tlaka mogoče izraziti kot funkcijo časa (ponovno brez upoštevanja časa širjenja zvoka):

Formula

(E-4).

Če se to vstavi v enačbo E-2 in opravi substitucija

Formula

(E-5),

je izpostavljenost zvoku pri opazovalcu za prelet v časovnem intervalu [ τ1, τ2] mogoče izraziti kot

Formula

(E-6).

Rešitev tega integrala je:

Formula

(E-7).

Z integriranjem po intervalu [– ∞,+ ∞] (tj. po celotni neskončni poti leta) se dobi naslednji izraz za skupno izpostavljenost E :

Formula

(E-8)

in zato je delež energije po enačbi E-1

Formula

(E-9).

E3   SKLADNOST NAJVEČJE IN ČASOVNO INTEGRIRANE METRIKE – SKALIRANA RAZDALJA

Posledica uporabe preprostega dipolnega modela za opredelitev deleža energije je, da model vključuje posebno teoretično razliko ΔL med ravnema hrupnih dogodkov Lmax in LE . Za notranjo skladnost modela kontur mora to izenačiti razliko vrednosti, določenih iz krivulj NPD. Težava je, da so podatki NPD dobljeni z meritvami dejanskega hrupa zrakoplovov, ki niso vedno v skladu s preprosto teorijo. Zato teorija potrebuje dodatni element prilagodljivosti. Vendar sta spremenljivki α1 in α2 načeloma določeni z geometrijo in hitrostjo zrakoplova, zato ni drugih prostostnih stopenj. Rešitev zagotavlja koncept skalirane razdalje dλ , kot je opisano v nadaljevanju.

Raven izpostavljenosti LE, ∞ , kakršna je tabelirana kot funkcija dp v podatkovni zbirki ANP za referenčno hitrost Vref , se lahko izrazi kot

Formula

(E-10),

pri čemer sta p 0 standardni referenčni tlak in tref referenčni čas (= 1 s za raven izpostavljenosti zvoku SEL). Za dejansko hitrost V ta enačba postane

Formula

(E-11).

Podobno se lahko najvišja raven dogodka Lmax zapiše kot

Formula

(E-12).

Za dipolni vir se lahko z enačbami E-8, E-11 in E-12 ter upoštevanjem (iz enačb E-2 in E-8) Formula razlika ΔL zapiše kot:

Formula

(E-13).

To je mogoče izenačiti z vrednostjo ΔL, ki je določena iz podatkov NPD, samo, če se poševna razdalja dp , uporabljena za izračun deleža energije, nadomesti s skalirano razdaljo d λ, ki je določena z

Formula

(E-14a)

ali

Formula

z

Formula

(E-14b).

Če se v enačbi E-5 dp nadomesti z d λ in uporabi opredelitev q = Vτ s slike E-1, se lahko parametra α1 in α2 v enačbi E-9 (ob določitvi q = q 1 na začetni točki in q – λ = q 2 na končni točki segmenta poti leta dolžine λ) zapišeta kot

Formula

in

Formula

(E-15).

Ker je treba poševno razdaljo nadomestiti s skalirano razdaljo, 90-stopinjski dipolni model na četrto potenco ni več preprost. Ker pa se algoritem za delež energije dejansko umerja na kraju samem s podatki iz meritev, se lahko šteje za pol-empirični in ne za povsem teoretični algoritem.

Dodatek F

Podatkovna zbirka za vir hrupa cestnega prometa

V tem dodatku so zbrani podatki o večini obstoječih virov cestnega hrupa, ki se uporabijo za izračun hrupa cestnega prometa v skladu z metodo, opisano v oddelku 2.2 Hrup cestnega prometa.

Preglednica F-1

Koeficienti AR,i,m in BR,i,m za kotalni hrup ter A P,i,m in B P,i,m za hrup pogona

Kategorija

Koeficient

63

125

250

500

1 000

2 000

4 000

8 000

1

AR

79,7

85,7

84,5

90,2

97,3

93,9

84,1

74,3

BR

30

41,5

38,9

25,7

32,5

37,2

39

40

AP

94,5

89,2

88

85,9

84,2

86,9

83,3

76,1

BP

– 1,3

7,2

7,7

8

8

8

8

8

2

AR

84

88,7

91,5

96,7

97,4

90,9

83,8

80,5

BR

30

35,8

32,6

23,8

30,1

36,2

38,3

40,1

AP

101

96,5

98,8

96,8

98,6

95,2

88,8

82,7

BP

– 1,9

4,7

6,4

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

3

AR

87

91,7

94,1

100,7

100,8

94,3

87,1

82,5

BR

30

33,5

31,3

25,4

31,8

37,1

38,6

40,6

AP

104,4

100,6

101,7

101

100,1

95,9

91,3

85,3

BP

0

3

4,6

5

5

5

5

5

4a

AR

0

0

0

0

0

0

0

0

BR

0

0

0

0

0

0

0

0

AP

88

87,5

89,5

93,7

96,6

98,8

93,9

88,7

BP

4,2

7,4

9,8

11,6

15,7

18,9

20,3

20,6

4b

AR

0

0

0

0

0

0

0

0

BR

0

0

0

0

0

0

0

0

AP

95

97,2

92,7

92,9

94,7

93,2

90,1

86,5

BP

3,2

5,9

11,9

11,6

11,5

12,6

11,1

12

5

AR

 

 

 

 

 

 

 

 

BR

 

 

 

 

 

 

 

 

AP

 

 

 

 

 

 

 

 

BP

 

 

 

 

 

 

 

 


Preglednica F-2

Koeficienta ai in bi za ježevke

Kategorija

Koeficient

63

125

250

500

1 000

2 000

4 000

8 000

1

ai

0,0

0,0

0,0

2,6

2,9

1,5

2,3

9,2

bi

0,0

0,0

0,0

– 3,1

– 6,4

– 14,0

– 22,4

– 11,4


Preglednica F-3

Koeficienta CR,m,k in CP,m,k za pospeševanje in zaviranje

Kategorija

k

Cr

Cp

1

1 = križišče

– 4,5

5,5

2 = krožišče

– 4,4

3,1

2

1 = križišče

– 4

9

2 = krožišče

– 2,3

6,7

3

1 = križišče

– 4

9

2 = krožišče

– 2,3

6,7

4a

1 = križišče

0

0

2 = krožišče

0

0

4b

1 = križišče

0

0

2 = krožišče

0

0

5

1 = križišče

 

 

2 = krožišče

 

 


Preglednica F-4

Koeficienta αi,m in βm za površino cestišča

Opis

Najmanjša hitrost, pri kateri velja

[km/h]

Največja hitrost, pri kateri velja

[km/h]

Kategorija

αm

(63 Hz)

αm

(125 Hz)

αm

(250 Hz)

αm

(500 Hz)

αm

(1 kHz)

αm

(2 kHz)

αm

(4 kHz)

αm

(8 kHz)

ßm

Referenčna površina cestišča

1

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

2

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

3

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ena plast zelo poroznega bitumenskega betona (ZOAB)

50

130

1

0,5

3,3

2,4

3,2

– 1,3

– 3,5

– 2,6

0,5

– 6,5

2

0,9

1,4

1,8

– 0,4

– 5,2

– 4,6

– 3,0

– 1,4

0,2

3

0,9

1,4

1,8

– 0,4

– 5,2

– 4,6

– 3,0

– 1,4

0,2

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dve plasti zelo poroznega bitumenskega betona (ZOAB)

50

130

1

0,4

2,4

0,2

– 3,1

– 4,2

– 6,3

– 4,8

– 2,0

– 3,0

2

0,4

0,2

– 0,7

– 5,4

– 6,3

– 6,3

– 4,7

– 3,7

4,7

3

0,4

0,2

– 0,7

– 5,4

– 6,3

– 6,3

– 4,7

– 3,7

4,7

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dve plasti zelo poroznega bitumenskega betona (ZOAB) (drobnozrnatega)

80

130

1

– 1,0

1,7

– 1,5

– 5,3

– 6,3

– 8,5

– 5,3

– 2,4

– 0,1

2

1,0

0,1

– 1,8

– 5,9

– 6,1

– 6,7

– 4,8

– 3,8

– 0,8

3

1,0

0,1

– 1,8

– 5,9

– 6,1

– 6,7

– 4,8

– 3,8

– 0,8

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SMA-NL5

40

80

1

1,1

– 1,0

0,2

1,3

– 1,9

– 2,8

– 2,1

– 1,4

– 1,0

2

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

3

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SMA-NL8

40

80

1

0,3

0,0

0,0

– 0,1

– 0,7

– 1,3

– 0,8

– 0,8

– 1,0

2

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

3

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Krtačeni beton

70

120

1

1,1

– 0,4

1,3

2,2

2,5

0,8

– 0,2

– 0,1

1,4

2

0,0

1,1

0,4

– 0,3

– 0,2

– 0,7

– 1,1

– 1,0

4,4

3

0,0

1,1

0,4

– 0,3

– 0,2

– 0,7

– 1,1

– 1,0

4,4

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Optimizirani krtačeni beton

70

80

1

– 0,2

– 0,7

0,6

1,0

1,1

– 1,5

– 2,0

– 1,8

1,0

2

– 0,3

1,0

– 1,7

– 1,2

– 1,6

– 2,4

– 1,7

– 1,7

– 6,6

3

– 0,3

1,0

– 1,7

– 1,2

– 1,6

– 2,4

– 1,7

– 1,7

– 6,6

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fino pometeni beton

70

120

1

1,1

– 0,5

2,7

2,1

1,6

2,7

1,3

– 0,4

7,7

2

0,0

3,3

2,4

1,9

2,0

1,2

0,1

0,0

3,7

3

0,0

3,3

2,4

1,9

2,0

1,2

0,1

0,0

3,7

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obdelana površina

50

130

1

1,1

1,0

2,6

4,0

4,0

0,1

– 1,0

– 0,8

– 0,2

2

0,0

2,0

1,8

1,0

– 0,7

– 2,1

– 1,9

– 1,7

1,7

3

0,0

2,0

1,8

1,0

– 0,7

– 2,1

– 1,9

– 1,7

1,7

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trdi elementi, razporejeni v vzorcu ribja kost

30

60

1

8,3

8,7

7,8

5,0

3,0

– 0,7

0,8

1,8

2,5

2

8,3

8,7

7,8

5,0

3,0

– 0,7

0,8

1,8

2,5

3

8,3

8,7

7,8

5,0

3,0

– 0,7

0,8

1,8

2,5

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trdi elementi, ki niso razporejeni v vzorcu ribja kost

30

60

1

12,3

11,9

9,7

7,1

7,1

2,8

4,7

4,5

2,9

2

12,3

11,9

9,7

7,1

7,1

2,8

4,7

4,5

2,9

3

12,3

11,9

9,7

7,1

7,1

2,8

4,7

4,5

2,9

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tihi trdi elementi

30

60

1

7,8

6,3

5,2

2,8

– 1,9

– 6,0

– 3,0

– 0,1

– 1,7

2

0,2

0,7

0,7

1,1

1,8

1,2

1,1

0,2

0,0

3

0,2

0,7

0,7

1,1

1,8

1,2

1,1

0,2

0,0

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tanka plast A

40

130

1

1,1

0,1

– 0,7

– 1,3

– 3,1

– 4,9

– 3,5

– 1,5

– 2,5

2

1,6

1,3

0,9

– 0,4

– 1,8

– 2,1

– 0,7

– 0,2

0,5

3

1,6

1,3

0,9

– 0,4

– 1,8

– 2,1

– 0,7

– 0,2

0,5

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tanka plast B

40

130

1

0,4

– 1,3

– 1,3

– 0,4

– 5,0

– 7,1

– 4,9

– 3,3

– 1,5

2

1,6

1,3

0,9

– 0,4

– 1,8

– 2,1

– 0,7

– 0,2

0,5

3

1,6

1,3

0,9

– 0,4

– 1,8

– 2,1

– 0,7

– 0,2

0,5

4a

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

4b

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dodatek G

Podatkovna zbirka za vir hrupa železniškega prometa

V tem dodatku so zbrani podatki o večini obstoječih virov hrupa železniškega prometa, ki se uporabijo za izračun hrupa železniškega prometa v skladu z metodo, opisano v oddelku 2.3 Hrup železniškega prometa.

Preglednica G-1

Koeficienta Lr,TR,i in Lr,VEH,i za hrapavost tirnic in koles

Valovna dolžina

Lr,VEH,i

Najmanjši

Največji

Zavore kolesnega obroča iz litega železa

Kompozitne zavore

Kolutne zavore

1 000 mm

– 15,0

25,0

2,2

– 4,0

– 5,9

800 mm

– 15,0

25,0

2,2

– 4,0

– 5,9

630 mm

– 15,0

25,0

2,2

– 4,0

– 5,9

500 mm

– 15,0

25,0

2,2

– 4,0

– 5,9

400 mm

– 15,0

25,0

2,2

– 4,0

– 5,9

315 mm

– 15,0

25,0

2,2

– 4,0

– 5,9

250 mm

– 15,0

25,0

2,2

– 4,0

2,3

200 mm

– 15,0

25,0

2,2

– 4,0

2,8

160 mm

– 15,0

25,0

2,4

– 4,0

2,6

120 mm

– 15,0

25,0

0,6

– 4,0

1,2

100 mm

– 15,0

25,0

2,6

– 4,0

2,1

80 mm

– 15,0

25,0

5,8

– 4,3

0,9

63 mm

– 15,0

25,0

8,8

– 4,6

– 0,3

50 mm

– 15,0

25,0

11,1

– 4,9

– 1,6

40 mm

– 15,0

25,0

11,0

– 5,2

– 2,9

31,5 mm

– 15,0

25,0

9,8

– 6,3

– 4,9

25 mm

– 15,0

25,0

7,5

– 6,8

– 7,0

20 mm

– 15,0

25,0

5,1

– 7,2

– 8,6

16 mm

– 15,0

25,0

3,0

– 7,3

– 9,3

12 mm

– 15,0

25,0

1,3

– 7,3

– 9,5

10 mm

– 15,0

25,0

0,2

– 7,1

– 10,1

8 mm

– 15,0

25,0

– 0,7

– 6,9

– 10,3

6,3 mm

– 15,0

25,0

– 1,2

– 6,7

– 10,3

5 mm

– 15,0

25,0

– 1,0

– 6,0

– 10,8

4 mm

– 15,0

25,0

0,3

– 3,7

– 10,9

3,2 mm

– 15,0

25,0

0,2

– 2,4

– 9,5

2,5 mm

– 15,0

25,0

1,3

– 2,6

– 9,5

2 mm

– 15,0

25,0

3,1

– 2,5

– 9,5

1,6 mm

– 15,0

25,0

3,1

– 2,5

– 9,5

1,2 mm

– 15,0

25,0

3,1

– 2,5

– 9,5

1 mm

– 15,0

25,0

3,1

– 2,5

– 9,5

0,8 mm

– 15,0

25,0

3,1

– 2,5

– 9,5


Valovna dolžina

Lr,VEH,i

Najmanjši

Največji

EN ISO 3095:2013

(dobro vzdrževana in zelo gladka)

Povprečno omrežje

(normalno vzdrževana in gladka)

1 000 mm

– 15,0

22,0

17,1

11,0

800 mm

– 15,0

22,0

17,1

11,0

630 mm

– 15,0

22,0

17,1

11,0

500 mm

– 15,0

22,0

17,1

11,0

400 mm

– 15,0

22,0

17,1

11,0

315 mm

– 15,0

22,0

15,0

10,0

250 mm

– 15,0

22,0

13,0

9,0

200 mm

– 15,0

22,0

11,0

8,0

160 mm

– 15,0

22,0

9,0

7,0

120 mm

– 15,0

22,0

7,0

6,0

100 mm

– 15,0

22,0

4,9

5,0

80 mm

– 15,0

22,0

2,9

4,0

63 mm

– 15,0

22,0

0,9

3,0

50 mm

– 15,0

22,0

– 1,1

2,0

40 mm

– 15,0

22,0

– 3,2

1,0

31,5 mm

– 15,0

22,0

– 5,0

0,0

25 mm

– 15,0

22,0

– 5,6

– 1,0

20 mm

– 15,0

22,0

– 6,2

– 2,0

16 mm

– 15,0

22,0

– 6,8

– 3,0

12 mm

– 15,0

22,0

– 7,4

– 4,0

10 mm

– 15,0

22,0

– 8,0

– 5,0

8 mm

– 15,0

22,0

– 8,6

– 6,0

6,3 mm

– 15,0

22,0

– 9,2

– 7,0

5 mm

– 15,0

22,0

– 9,8

– 8,0

4 mm

– 15,0

22,0

– 10,4

– 9,0

3,2 mm

– 15,0

22,0

– 11,0

– 10,0

2,5 mm

– 15,0

22,0

– 11,6

– 11,0

2 mm

– 15,0

22,0

– 12,2

– 12,0

1,6 mm

– 15,0

22,0

– 12,8

– 13,0

1,2 mm

– 15,0

22,0

– 13,4

– 14,0

1 mm

– 15,0

22,0

– 14,0

– 15,0

0,8 mm

– 15,0

22,0

– 14,0

– 15,0

Preglednica G-2

Koeficienti A3,i za kontaktni filter

Valovna dolžina

A3,i

Najmanjši

Največji

Osna obremenitev 50 kN – premer kolesa 360 mm

Osna obremenitev 50 kN – premer kolesa 680 mm

Osna obremenitev 25 kN – premer kolesa 920 mm

Osna obremenitev 50 kN – premer kolesa 920 mm

Osna obremenitev 100 kN – premer kolesa 920 mm

1 000 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

800 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

630 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

500 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

400 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

315 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

250 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

200 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

160 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

120 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

100 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

80 mm

– 30,0

0,0

0,0

0,0

0,0

– 0,2

– 0,2

63 mm

– 30,0

0,0

0,0

– 0,2

– 0,2

– 0,5

– 0,6

50 mm

– 30,0

0,0

– 0,2

– 0,4

– 0,5

– 0,9

– 1,3

40 mm

– 30,0

0,0

– 0,5

– 0,7