Lärmmindernder Start-Steigflug
Erstellt am: 10.11.2002 | Stand des Wissens: 22.02.2024
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IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Die Lärmentwicklung eines Luftfahrzeugtriebwerks ist während des Anrollens aus dem Stand am größten, da der Unterschied der Triebwerksstrahlgeschwindigkeit und Umgebungsluft dort am größten ist. Mit zunehmender Geschwindigkeit verringert sich der Geräuschpegel leicht. [EUKom02p]
Mit dem Höhengewinn des Luftfahrzeugs im Steigflug führt der vergrößerte Vertikalabstand zu einer verringerten Lärmintensität. Um schneller höher zu steigen, braucht ein Luftfahrzeug eine höhere Triebwerksleistung, welche wiederum zu einer stärkeren Lärmentwicklung führt. Durch ein frühzeitiges Drosseln der Triebwerke und Einfahren der Klappen wird versucht, mit verschiedenen neuen Abflugverfahren die Lärmimmissionen so gering wie möglich zu halten. International haben sich zwei Start-Steigflugverfahren zur Minderung des Lärms in der Umgebung der Flugplätze durchgesetzt. Sie wurden aufgenommen in das Dokument 8168 "Procedures for Air Navigation Services, Aircraft Operation" der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation (ICAO) und werden weltweit zur Anwendung empfohlen:
- Das "Climb-Cutback-Cleanup"-Verfahren sieht vor, dass bis zu einer Höhe von 1.500 Fuß mit Startleistung, Startklappenstellung und konstanter Geschwindigkeit gestiegen wird und danach mit reduziertem Schub unter Beibehaltung der Konfiguration und Geschwindigkeit bis auf 3.000 Fuß geflogen wird. Danach soll das Flugzeug auf die Enroute Climb Speed von 250 Knoten beschleunigt werden.
- Beim "Climb-Cleanup-Cutback"-Verfahren wird die Startkonfiguration (mit eingefahrenem Fahrwerk) und V2+10 bis 20 Knoten lediglich bis 1.000 Fuß beibehalten. Danach wird bei verringertem Flugzeuglagewinkel bis zur Clean Manoevre Speed beschleunigt und der Schub reduziert. Bis zur Höhe 3.000 Fuß wird eine Geschwindigkeit von V2+10 Knoten beibehalten und anschließend gegebenenfalls auf 250 Knoten beschleunigt.
- Das modifizierte IATA-Verfahren sieht vor, bis auf 1.500 Fuß mit Startleistung (TOGA/FLX), den Auftriebshilfen in Startstellung und einer Geschwindigkeit von V2 + 10 Knoten zu steigen. Ab 1.500 Fuß soll ein Cutback auf Steigflugleistung durchgeführt werden und während des Steigfluges sollen die Auftriebshilfen eingefahren werden und auf 250 Knoten Indicated Airspeed beschleunigt werden.
Das erste Verfahren wurde auch als IATA-Verfahren bekannt. Die Abkürzung IATA steht für die International Air Transport Association (Deutsch: Internationale Luftverkehrs-Vereinigung). Das Verfahren wurde Anfang der siebziger Jahre von einer Arbeitsgruppe der IATA erarbeitet und empfohlen. Das zweite Verfahren wurde 1978 in den USA als Standard-Verfahren eingeführt (Advisory Circular 91-53) und wird weltweit angewandt. Grundsätzlich führt es zu kleineren Lärmteppichen, weist aber teilweise direkt unterhalb der Abflugroute etwas höhere Lärmspitzen auf als das erste Verfahren. Die Deutsche Lufthansa AG hat beide Verfahren in ihren Flugbetrieb eingeführt, weshalb sie Teil der Flugdienstvorschriften sind.
Eine Erhöhung der erforderlichen Triebwerksleistung während des Starts und der Anfang-Steigflugphase ist kritisch zu sehen. Ein Luftfahrzeug befindet sich zu diesem Zeitpunkt oftmals an seiner Leistungshöchstgrenze. Voll beladene und betankte Maschinen haben insbesondere bei höheren Temperaturen kaum Leistungsreserven, die ein steileres Steigflugprofil ermöglichen würden. Außerdem resultiert aus der Triebwerkshöchstleistung ein starker Verschleiß und eine negative Tendenz für den Schadstoffausstoß. Ein Startverfahren mit verminderter Triebwerksleistung, in der englischen Fachsprache als "reduced/derated take-off thrust" bezeichnet, dient vornehmlich der Effizienzsteigerung durch eine Schonung des Triebwerks und einen daraus resultierenden verminderten Schadstoffausstoß.
Insofern sind die Maßnahmen zur Verringerung des Start- und Steigfluglärms mittels "vertikal veränderter Flugprofile" deutlichen Beschränkungen unterworfen. Eine Einflussnahme zur Lärmreduzierung besteht eher durch eine Umverteilung der Lärmeinwirkregionen durch unterschiedliche Abflugroutenführung. Diese wird erfolgreich durch "Minimum-Noise-Routings" realisiert.
