EUR-Lex Access to European Union law

Back to EUR-Lex homepage

This document is an excerpt from the EUR-Lex website

Document 02002L0049-20190726

Consolidated text: Directiva 2002/49/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 25 iunie 2002 privind evaluarea și gestiunea zgomotului ambiental

ELI: http://data.europa.eu/eli/dir/2002/49/2019-07-26

02002L0049 — RO — 26.07.2019 — 004.001


Acest document are doar scop informativ și nu produce efecte juridice. Instituțiile Uniunii nu își asumă răspunderea pentru conținutul său. Versiunile autentice ale actelor relevante, inclusiv preambulul acestora, sunt cele publicate în Jurnalul Oficial al Uniunii Europene și disponibile pe site-ul EUR-Lex. Aceste texte oficiale pot fi consultate accesând linkurile integrate în prezentul document.

►B

DIRECTIVA 2002/49/CE A PARLAMENTULUI EUROPEAN ȘI A CONSILIULUI

din 25 iunie 2002

privind evaluarea și gestiunea zgomotului ambiental

(JO L 189 18.7.2002, p. 12)

Astfel cum a fost modificată prin:

 

 

Jurnalul Oficial

  NR.

Pagina

Data

 M1

REGULAMENTUL (CE) NR. 1137/2008 AL PARLAMENTULUI EUROPEAN ȘI AL CONSILIULUI din 22 octombrie 2008

  L 311

1

21.11.2008

►M2

DIRECTIVA (UE) 2015/996 A COMISIEI Text cu relevanță pentru SEE din 19 mai 2015

  L 168

1

1.7.2015

►M3

REGULAMENTUL (UE) 2019/1010 AL PARLAMENTULUI EUROPEAN ȘI AL CONSILIULUI din 5 iunie 2019

  L 170

115

25.6.2019

►M4

REGULAMENTUL (UE) 2019/1243 AL PARLAMENTULUI EUROPEAN ȘI AL CONSILIULUI din 20 iunie 2019

  L 198

241

25.7.2019


Rectificată prin:

►C1

Rectificare, JO L 005, 10.1.2018, p.  35 (2015/996)




▼B

DIRECTIVA 2002/49/CE A PARLAMENTULUI EUROPEAN ȘI A CONSILIULUI

din 25 iunie 2002

privind evaluarea și gestiunea zgomotului ambiental



Articolul 1

Obiective

(1)  Scopul prezentei directive este de a stabili o abordare comună în vederea evitării, prevenirii sau reducerii, cu prioritate, a efectelor nocive, inclusiv a disconfortului, provocate de zgomotul ambiental. În acest scop, următoarele acțiuni se pun în aplicare în mod progresiv:

(a) determinarea expunerii la zgomotul ambiental, prin cartografierea acustică cu ajutorul metodelor de evaluare comune statelor membre;

(b) garantarea faptului că informațiile privind zgomotul ambiental și efectele acestuia sunt puse la dispoziția publicului;

(c) adoptarea planurilor de acțiune de către statele membre, pe baza rezultatelor obținute prin cartografierea zgomotului, în vederea prevenirii și a reducerii zgomotului ambiental unde este necesar și, în special, acolo unde nivelurile de expunere pot provoca efecte nocive asupra sănătății umane, și în vederea menținerii calității zgomotului ambiental acolo unde această calitate este corespunzătoare.

(2)  Scopul prezentei directive este, de asemenea, de a asigura o bază pentru dezvoltarea și completarea măsurilor comunitare existente privind zgomotul emis de sursele principale, în special vehiculele rutiere și feroviare și infrastructura acestora, aeronavele, echipamentele utilizate în exterior și cele industriale și mecanismele mobile. În acest scop, Comisia înaintează propunerile legislative corespunzătoare Parlamentului European și Consiliului, până la 18 iulie 2006. Propunerile iau în considerare rezultatele raportului prevăzut la articolul 10 alineatul (1).

Articolul 2

Domeniul de aplicare

(1)  Prezenta directivă se aplică zgomotului ambiental la care oamenii sunt expuși, în special în anumite zone cu construcții, în parcuri publice sau în alte zone de liniște din aglomerații, în zonele liniștite din spațiile deschise, în apropierea școlilor, a spitalelor și a altor clădiri sau zone sensibile la zgomot.

(2)  Prezenta directivă nu se aplică zgomotului provocat de însăși persoana expusă, zgomotului din activitățile casnice, zgomotului provocat de vecini, zgomotului din locurile de muncă sau zgomotului din interiorul mijloacelor de transport sau provocat de activitățile militare desfășurate în zone militare.

Articolul 3

Definiții

În sensul prezentei directive:

(a) „zgomot ambiental” înseamnă sunetul exterior nedorit sau dăunător, generat de activitățile umane, inclusiv zgomotul emis de mijloacele de transport, traficul rutier, feroviar, aerian și din amplasamentele unde se desfășoară activități industriale, cum sunt cele definite în anexa I la Directiva nr. 96/61/CE a Consiliului din 24 septembrie 1996 privind prevenirea și controlul integrat al poluării ( 1 );

(b) „efecte dăunătoare” înseamnă efecte negative asupra sănătății umane;

(c) „disconfort” înseamnă gradul de neplăcere provocat de zgomotul ambiental, determinat prin anchete de teren;

(d) „indicator de zgomot” înseamnă o scală concretă pentru descrierea zgomotului ambiental, în relație directă cu efectele nedorite ale acestuia;

(e) „evaluare” înseamnă orice metodă utilizată pentru calculul, prognozarea, estimarea sau măsurarea valorii unui indicator de zgomot ori a efectelor dăunătoare corelate;

(f) „Lden” (indicator de zgomot pentru zi-seară-noapte) înseamnă indicatorul de zgomot asociat disconfortului general, definit în anexa I;

(g) „Lday” (indicator de zgomot pentru zi) înseamnă indicatorul de zgomot asociat disconfortului din timpul zilei, definit în anexa I;

(h) „Levening” (indicator de zgomot pentru seară) înseamnă indicatorul de zgomot asociat disconfortului din timpul serii, definit în anexa I;

(i) „Lnight” (indicator de zgomot pentru noapte) înseamnă indicatorul de zgomot asociat disconfortului din timpul nopții, definit în anexa I;

(j) „relația doză-efect” înseamnă relația dintre valoarea unui indicator de zgomot și un efect dăunător;

(k) „aglomerare” înseamnă o parte a unui teritoriu, delimitată de statul membru, cu o populație mai mare de 100 000 de locuitori și cu o astfel de densitate a populației, încât statul membru o consideră a fi zonă urbană;

(l) „zonă liniștită într-o aglomerare” înseamnă o zonă, delimitată de către autoritatea competentă, care nu este expusă unei valori a indicatorului Lden sau a unui alt indicator de zgomot relevant mai mare decât o anumită valoare stabilită de statul membru, indiferent de sursa de zgomot;

(m) „zonă liniștită în spațiu deschis” înseamnă o zonă, delimitată de către autoritatea competentă, care nu este expusă la zgomotului provenit din trafic, industrie sau activități recreative;

(n) „drum principal” înseamnă un drum regional, național sau internațional, desemnat de statul membru, cu un trafic mai mare de trei milioane de treceri ale vehiculelor anual;

(o) „cale ferată principală” înseamnă o cale ferată, desemnată de statul membru, cu un trafic mai mare de 30 000 treceri ale trenurilor anual;

(p) „aeroport principal” înseamnă un aeroport civil, desemnat de statul membru, în care se înregistrează peste 50 000 de mișcări pe an (o mișcare însemnând o decolare sau o aterizare), cu excepția celor executate exclusiv pentru antrenament cu aeronave ușoare;

(q) „cartografierea acustică” înseamnă prezentarea, pentru o anumită zonă, a datelor privind situațiile existente sau prognozate referitoare la zgomot, în funcție de un indicator de zgomot, și care evidențiază depășirile valorilor limită în vigoare, numărul persoanelor afectate dintr-o anumită zonă ori numărul de locuințe expuse la anumite valori ale indicator de zgomot;

(r) „hartă acustică strategică” înseamnă o hartă concepută pentru evaluarea globală a expunerii la zgomotul provenit din surse diferite într-o zonă dată sau pentru a stabili previziuni generale pentru zona respectivă;

(s) „valoare limită” înseamnă o valoare a Lden sau Lnight și, dup caz, a Lday și Levening, stabilită de statele membre, la depășirea căreia autoritățile competente trebuie să ia în considerare sau să pună în aplicare măsuri menite să micșoreze această valoare; valorile limită pot varia în funcție de tipurile de zgomot (zgomot provocat de trafic rutier, feroviar sau aerian, zgomot industrial etc.), de zonele înconjurătoare și de sensibilitatea la zgomot a populației; valorile limită pot fi, de asemenea, diferite pentru situațiile existente și pentru situații noi (în care intervine o schimbare privind sursa de zgomot sau utilizarea ariilor învecinate);

(t) „planurile de acțiune” înseamnă planurile destinate gestionării problemei zgomotului și efectelor acestuia, incluzând planuri de diminuare a zgomotului, după caz;

(u) „planificare acustică” înseamnă controlarea zgomotului viitor prin măsuri planificate, cum ar fi amenajarea teritoriului, ingineria sistemelor de gestionare a traficului, planificarea circulației, reducerea prin măsuri de izolare acustică a zgomotului și controlul surselor de zgomot;

(v) „public” înseamnă una sau mai multe persoane fizice sau juridice și, în conformitate cu legislația sau practicile interne, asociațiile, organizațiile sau grupurile de astfel de persoane;

▼M3

(w) „depozit de date” înseamnă un sistem de informații, gestionat de Agenția Europeană de Mediu, care conține informații și date referitoare la zgomotul ambiental puse la dispoziție prin intermediul nodurilor de raportare și de schimb de informații naționale aflate sub controlul statelor membre.

▼B

Articolul 4

Punerea în aplicare și responsabilități

(1)  Statele membre desemnează, la nivelurile corespunzătoare, autoritățile competente și organismele care răspund de punerea în aplicare a prezentei directive, inclusiv autoritățile care răspund de:

(a) elaborarea și, unde este cazul, aprobarea hărților acustice și a planurilor de acțiune pentru aglomerări, drumuri principale, căi ferate principale și aeroporturi principale;

(b) colectarea hărților acustice și a planurilor de acțiune.

(2)  Statele membre pun la dispoziția Comisiei și a publicului informațiile prevăzute la alineatul (1), până la 18 iulie 2005.

Articolul 5

Indicatorii de zgomot și aplicarea acestora

(1)  Statele membre aplică indicatorii de zgomot Lden și Lnight, prevăzuți în anexa I pentru elaborarea și revizuirea cartografierii acustice strategice în conformitate cu articolul 7.

Până când utilizarea metodelor comune de evaluare pentru determinarea Lden și Lnight devine obligatorie, statele membre pot utiliza, în acest scop, indicatorii naționali de zgomot existenți și datele conexe care trebuie convertite în indicatorii menționați anterior. Aceste date nu pot avea o vechime mai mare de trei ani.

(2)  Statele membre pot utiliza indicatori de zgomot suplimentari pentru cazurile speciale cum sunt cele enumerate în anexa I alineatul (3).

(3)  Pentru planificarea acustică și zonarea acustică, statele membre pot utiliza alți indicatori decât Lden și Lnight.

(4)  Până la 18 iulie 2005, Comisiei îi sunt comunicate de cătres statele membre informații privind orice valori limită relevante în vigoare pe teritoriile lor sau aflate în curs de elaborare, exprimate prin Lden și Lnight, și, unde este cazul, prin Lday și Levening, pentru zgomotul produs de traficul rutier, traficul feroviar, aparatele de zbor din preajma aeroporturilor și pentru zgomotul produs în zonele cu activități industriale, împreună cu explicațiile legate de punerea în aplicare a valorilor limită.

Articolul 6

Metode de evaluare

(1)  Valorile Lden și Lnight se determină cu ajutorul metodelor de evaluare definite în anexa II.

▼M4

(2)  Comisia este împuternicită să adopte acte delegate în conformitate cu articolul 12a în ceea ce privește modificarea anexei II în vederea stabilirii unor metode comune de evaluare pentru determinarea Lden și Lnight.

▼B

(3)  Efectele dăunătoare pot fi evaluate cu ajutorul relațiilor doză-efect menționate în anexa III.

▼M4

Comisia este împuternicită să adopte acte delegate în conformitate cu articolul 12a în ceea ce privește modificarea anexei III în vederea stabilirii unor metode comune de evaluare pentru determinarea efectelor dăunătoare.

▼B

Articolul 7

Cartografierea acustică strategică

(1)  Statele membre asigură că, până la 30 iunie 2007, se elaborează hărți acustice strategice care să indice situația din anul calendaristic precedent și, unde este cazul, că acestea sunt aprobate de autoritățile competente, pentru aglomerările cu mai mult de 250 000 de locuitori și pentru toate drumurile principale cu un trafic mai mare de șase milioane de treceri ale vehiculelor anual, precum și pentru căile ferate principale cu un trafic mai mare de 60 000 de treceri ale trenurilor anual și pentru aeroporturile principale de pe teritoriile lor respective.

Până la 30 iunie 2005 și, după această dată, din cinci în cinci ani, statele membre informează Comisia cu privire la drumurile principale cu un trafic mai mare de șase milioane de treceri ale vehiculelor anual, la căile ferate principale cu un trafic mai mare de 60 000 de treceri ale trenurilor anual, la aeroporturile principale și la aglomerările cu peste 250 000 de locuitori de pe teritoriile lor respective.

(2)  Statele membre adoptă măsurile necesare pentru a asigura că, până la 30 iunie 2012, iar, după această dată, din cinci în cinci ani, se elaborează hărți acustice strategice care să indice situația din anul calendaristic precedent și că, unde este necesar, hărțile strategice de zgomot sunt aprobate de autoritățile competente pentru toate aglomerările și pentru toate drumurile și căile ferate principale de pe teritoriile lor respective.

Până la 31 decembrie 2008, statele membre informează Comisia cu privire la toate aglomerațiile și la toate drumurile și căile ferate principale de pe teritoriile lor respective.

(3)  Hărțile acustice strategice îndeplinesc condițiile minime prevăzute în anexa IV.

(4)  Statele membre învecinate cooperează la cartografierea acustică strategică în zonele din apropierea frontierelor.

(5)  Hărțile acustice strategice sunt analizate și, în cazul în care este necesar, revizuite, cel puțin din cinci în cinci ani începând de la data elaborării lor.

Articolul 8

Planuri de acțiune

(1)  Statele membre asigură că, până la 18 iulie 2008, autoritățile competente elaborează planuri de acțiune pentru a gestiona, pe teritoriile lor, problemele și efectele zgomotului, inclusiv prin reducerea zgomotului, în cazul în care este necesar, pentru:

(a) zonele din apropierea drumurilor principale cu un trafic mai mare de șase milioane de treceri de vehicule anual, a căilor ferate principale cu un trafic mai mare de 60 000 de treceri de trenuri anual și a aeroporturilor principale;

(b) aglomerările cu mai mult de 250 000 de locuitori. Scopul acestor planuri este, de asemenea, protejarea zonelor liniștite împotriva unei creșteri a nivelului de zgomot.

Autoritățile competente au libertatea de a stabili măsurile din cadrul planurilor, dar trebuie, în principal, să abordeze prioritățile care pot fi identificate prin depășirea oricărei valori limită relevante sau prin alte criterii alese de statele membre, iar aceste măsuri se aplică celor mai importante zone stabilite conform cartografierii acustice strategice.

(2)  Statele membre asigură că, până la 18 iulie 2013, autoritățile competente elaborează planuri de acțiune pentru a aborda în special prioritățile care au fost identificate prin depășirea oricărei valori limită relevante sau prin alte criterii alese de statele membre pentru aglomerări și pentru drumurile principale, precum și pentru căile ferate principale de pe teritoriile lor.

(3)  Statele membre informează Comisia cu privire la celelalte criterii relevante prevăzute la alineatele (1) și (2).

(4)  Planurile de acțiune îndeplinesc condițiile minime din anexa V.

▼M3

(5)  Planurile de acțiune se evaluează și se revizuiesc, în cazul în care este necesar, atunci când survine un eveniment important care afectează situația existentă a zgomotului și cel puțin la fiecare cinci ani după data aprobării planurilor respective.

Evaluările și revizuirile care, în conformitate cu primul paragraf, ar trebui să aibă loc în 2023, se prorogă până cel târziu la 18 iulie 2024.

▼B

(6)  Statele membre învecinate cooperează în privința planurilor de acțiune pentru regiunile de frontieră.

(7)  Statele membre se asigură că publicul este consultat în legătură cu propunerile pentru planuri de acțiune, că i se oferă posibilitatea, în mod timpuriu și eficient, de a participa la pregătirea și analizarea planurilor de acțiune, că rezultatele participării publicului sunt luate în considerare și că publicul este informat cu privire la deciziile luate. Se stabilesc termene rezonabile prin care se acordă suficient timp pentru fiecare etapă de participare a publicului.

În cazul în care obligația de a pune în aplicare o procedură de participare a publicului decurge simultan din prezenta directivă și din oricare alt act legislativ comunitar, statele membre pot prevedea proceduri comune pentru a evita duplicarea.

Articolul 9

Informații pentru public

▼M3

(1)  Statele membre se asigură că hărțile acustice strategice pe care le-au realizat și, după caz, pe care le-au adoptat, precum și planurile de acțiune pe care le-au elaborat sunt diseminate și puse la dispoziția publicului în conformitate cu actele legislative relevante ale Uniunii, în special Directivele 2003/4/CE ( 2 ) și 2007/2/CE ( 3 ) ale Parlamentului European și ale Consiliului, precum și în conformitate cu anexele IV și V la prezenta directivă, inclusiv prin intermediul tehnologiilor informației care sunt disponibile.

▼B

(2)  Aceste informații sunt clare, inteligibile și accesibile. Se include și un rezumat al celor mai importante aspecte.

Articolul 10

Culegerea și publicarea datelor de către statele membre și Comisie

(1)  Până la 18 ianuarie 2004, Comisia înaintează un raport Parlamentului European și Consiliului care cuprinde o analiză a măsurilor comunitare existente privind sursele de zgomot ambiental.

▼M3

(2)  Statele membre se asigură că informațiile din hărțile acustice strategice și din rezumatele planurilor de acțiune, astfel cum se prevede în anexa VI, sunt trimise Comisiei în termen de șase luni de la datele prevăzute la articolul 7 și, respectiv, articolul 8. În acest scop, statele membre raportează informațiile numai prin mijloace electronice către un depozit de date obligatoriu care urmează să fie constituit de către Comisie prin acte de punere în aplicare. Respectivele acte de punere în aplicare se adoptă în conformitate cu procedura de examinare menționată la articolul 13 alineatul (2). În cazul în care un stat membru dorește să actualizeze informațiile, acesta descrie diferențele dintre informațiile actualizate și cele inițiale, precum și motivele actualizării atunci când pune la dispoziție informațiile actualizate în depozitul de date.

▼B

(3)  Comisia creează o bază de date cu informațiile privind hărțile acustice strategice pentru a facilita elaborarea raportului prevăzute la articolul 11, precum și a altor lucrări tehnice și informative.

(4)  Din cinci în cinci ani, Comisia publică un raport de sinteză a datelor obținute din hărțile acustice strategice și din planurile de acțiune. Primul raport se înaintează până la 18 iulie 2009.

Articolul 11

Revizuirea și raportarea

(1)  Până la 18 iulie 2009, Comisia înaintează Parlamentului European și Consiliului un raport privind punerea în aplicare a prezentei directive.

(2)  În raport se evaluează în special nevoia de acțiuni comunitare viitoare în ceea ce privește zgomotul ambiental și, după caz, se propun strategii de punere în aplicare a anumitor aspecte, cum ar fi:

(a) obiective pe termen lung și pe termen mediu pentru reducerea numărului de persoane afectate de efectele dăunătoare ale zgomotului ambiental, luând în considerare, în special, diferențele dintre climate și culturi;

(b) măsuri suplimentare pentru reducerea zgomotului ambiental emis de surse specifice, în special de echipamentele utilizate în exterior, de mijloacele și infrastructurile de transport și de anumite categorii de activități industriale, pe baza măsurilor puse deja în aplicare sau aflate în discuție în vederea adoptării;

(c) protecția zonelor liniștite în spațiu deschis.

(3)  Raportul cuprinde o analiză a calității acustice a mediului din Comunitate, pe baza datelor prevăzute la articolul 10, și ia în considerare progresul științific și tehnic, precum și orice alte informații relevante. Reducerea efectelor dăunătoare și eficiența costurilor reprezintă criteriile principale pentru selectarea strategiilor și a măsurilor propuse.

(4)  Atunci când Comisia primește prima serie de hărți acustice strategice, aceasta reanalizează:

 posibilitatea instituirii unei înălțimi de măsurare de 1,5 m în anexa I alineatul (1) pentru zonele cu case cu un singur etaj;

 o limită mai joasă a numărului estimat de persoane expuse la diferite frecvențe ale Lden și Lnight din anexa VI.

(5)  Raportul se reanalizează din cinci în cinci ani sau mai des, în cazul în care este necesar. Raportul conține o evaluare a modului de punere în aplicare a prezentei directive.

(6)  După caz, raportul este însoțit de propuneri de modificare a prezentei directive.

▼M4

Articolul 12

Adaptarea la progresele tehnice și științifice

Comisia este împuternicită să adopte acte delegate în conformitate cu articolul 12a în ceea ce privește modificarea anexei I punctul 3 și a anexelor II și III în vederea adaptării lor la progresele tehnice și științifice.

▼M4

Articolul 12a

Exercitarea delegării de competențe

(1)  Competența de a adopta acte delegate se conferă Comisiei în condițiile prevăzute la prezentul articol.

(2)  Competența de a adopta acte delegate menționată la articolul 6 alineatele (2) și (3) și la articolul 12 se conferă Comisiei pentru o perioadă de cinci ani de la 26 iulie 2019. Comisia elaborează un raport privind delegarea de competențe cu cel puțin nouă luni înainte de încheierea perioadei de cinci ani. Delegarea de competențe se prelungește tacit cu perioade de timp identice, cu excepția cazului în care Parlamentul European sau Consiliul se opune prelungirii respective cu cel puțin trei luni înainte de încheierea fiecărei perioade.

(3)  Delegarea de competențe menționată la articolul 6 alineatele (2) și (3) și la articolul 12 poate fi revocată oricând de Parlamentul European sau de Consiliu. O decizie de revocare pune capăt delegării de competențe specificate în decizia respectivă. Decizia produce efecte din ziua care urmează datei publicării acesteia în Jurnalul Oficial al Uniunii Europene sau de la o dată ulterioară menționată în decizie. Decizia nu aduce atingere actelor delegate care sunt deja în vigoare.

(4)  Înainte de adoptarea unui act delegat, Comisia consultă experții desemnați de fiecare stat membru în conformitate cu principiile prevăzute în Acordul interinstituțional din 13 aprilie 2016 privind o mai bună legiferare ( 4 ).

(5)  De îndată ce adoptă un act delegat, Comisia îl notifică simultan Parlamentului European și Consiliului.

(6)  Un act delegat adoptat în temeiul articolului 6 alineatele (2) și (3) și al articolului 12 intră în vigoare numai în cazul în care nici Parlamentul European și nici Consiliul nu au formulat obiecții în termen de două luni de la notificarea acestuia către Parlamentul European și Consiliu sau în cazul în care, înaintea expirării termenului respectiv, Parlamentul European și Consiliul au informat Comisia că nu vor formula obiecții. Respectivul termen se prelungește cu două luni la inițiativa Parlamentului European sau a Consiliului.

▼B

Articolul 13

Comitetul

(1)  Comisia este sprijinită de comitetul instituit prin articolul 18 din Directiva 2001/14/CE.

(2)  Atunci când se face trimitere la prezentul alineat, se aplică articolele 5 și 7 din Decizia 1999/468/CE, având în vedere dispozițiile articolului 8 din decizia menționată anterior.

Perioada prevăzută la articolul 5 alineatul (6) din Decizia 1999/468/CE se stabilește la trei luni.

▼M4 —————

▼B

Articolul 14

Transpunerea

(1)  Statele membre pun în aplicare actele cu putere de lege și actele administrative necesare pentru a se conforma prezentei directive, până la 18 iulie 2004. Statele membre informează de îndată Comisia cu privire la aceasta.

Atunci când statele membre adoptă aceste acte, ele cuprind o trimitere la prezenta directivă sau sunt însoțite de o asemenea trimitere la data publicării lor oficiale.

Statele membre stabilesc modalitatea de efectuare a acestei trimiteri.

(2)  Comisiei îi sunt comunicate de către statele membre textele dispozițiilor de drept intern pe care le adoptă în domeniul reglementat de prezenta directivă.

Articolul 15

Intrarea în vigoare

Prezenta directivă intră în vigoare la data publicării în Jurnalul Oficial al Comunităților Europene.

Articolul 16

Destinatari

Prezenta directivă se adresează statelor membre.




ANEXA I

INDICATORII DE ZGOMOT

prevăzuți la articolul 5

1.   Definiția nivelului zi-seară-noapte Lden

Nivelul zi-seară-noapte Lden în decibeli (dB) se definește prin următoarea formulă:image

unde:

 Lday este nivelul mediu de presiune sonoră, ponderat A, în interval lung de timp, conform definiției din ISO 1996-2: 1987, determinat pentru suma perioadele de zi dintr-un an;

 Levening este nivelul mediu de presiune sonoră, ponderat A, în interval lung de timp, conform definiției din ISO 1996-2: 1987, determinat pentru suma perioadelor de seară dintr-un an;

 Lnight este nivelul mediu de presiune sonoră, ponderat A, în interval lung de timp, conform definiției din ISO 1996-2: 1987, determinat pentru suma perioadelor de noapte dintr-un an;

unde:

 ziua are 12 ore, seara 4 ore și noaptea 8 ore. Statele membre pot reduce perioada de seară cu una sau două ore și pot prelungi perioada de zi și/sau de noapte corespunzător, cu condiția ca această alegere să fie valabilă pentru toate sursele și să îi furnizeze Comisiei toate informațiile privind orice diferență sistematică față de opțiunea implicită;

 începutul zilei (și, prin urmare, începutul serii și începutul nopții) sunt decise de către statul membru (alegerea trebuie să fie aceeași pentru toate sursele de zgomot); intervalele orare implicite sunt 07.00 – 19.00, 19.00 – 23.00 și 23.00 – 07.00, ora locală;

 un an este un an relevant în ceea ce privește emisia de sunet și un an mediu în privința condițiilor meteorologice;

și unde:

 se ia în considerare sunetul incident, ceea ce înseamnă că nu se ia în considerare sunetul reflectat de fațada locuinței în cauză (ca regulă generală, acest lucru implică o corecție de 3 dB în cazul măsurătorilor).

Înălțimea punctului de evaluare a Lden depinde de aplicație:

 în cazul calculelor în scopul cartografierii acustice strategice în raport cu expunerea la zgomot în interiorul sau în apropierea clădirilor, punctele de evaluare trebuie să se situeze la 4,0 ± 0,2 m (între 3,8 și 4,2 m) deasupra nivelului solului și pe fațada cea mai expusă; în acest scop, fațada cea mai expusă va fi peretele exterior care se află în fața și cel mai aproape de sursa de zgomot specifică; pentru alte scopuri se pot alege și alte poziții;

 în cazul măsurătorilor în scopul cartografierii acustice strategice în raport cu expunerea la zgomot în interiorul sau în apropierea clădirilor, pot fi alese alte înălțimi, dar niciodată mai mici de 1,5 m deasupra nivelului solului, iar rezultatele se corectează pentru o înălțime echivalentă de 4 m;

 pentru alte scopuri, cum ar fi planificarea acustică și zonarea acustică, pot fi alese, dar acestea nu se pot situa mai jos de 1,5 m deasupra nivelului solului, ca de exemplu, pentru:

 

 zone rurale cu case cu un singur etaj;

 elaborarea de măsuri locale în vederea reducerii impactul sonor asupra anumitor locuințe;

 realizarea unei hărți acustice detaliate într-o arie limitată, prezentând expunerea la zgomot pentru fiecare locuință.

2.   Definiția indicatorului de zgomot pentru noapte

Indicatorul de zgomot pentru noapte Lnight este nivelul mediu de presiune sonoră, ponderat A, în interval lung de timp, conform definiției din ISO 1996-2: 1987, determinat pentru suma perioadelor de noapte dintr-un an;

unde:

 durata nopții este de opt ore, conform definiției din alineatul (1);

 un an este un an relevant în ceea ce privește emisia de sunet și un an mediu în privința condițiilor meteorologice, conform definiției din alineatul (1);

 sunetul incident se ia în considerare după cum se arată la alineatul (1);

 punctul de evaluare este același ca și pentru Lden.

3.   Indicatori suplimentari de zgomot

În anumite cazuri, pe lângă Lden și Lnight și, unde este cazul, Lday și Levening, utilizarea unor indicatori speciali de zgomot și a unor valori limită aferente poate prezenta avantaje. În continuare se oferă câteva exemple în acest sens:

 sursa de zgomot analizată funcționează doar o perioadă scurtă de timp (de exemplu, mai puțin de 20 % din timp, raportat la suma perioadelor de zi dintr-un an sau la suma perioadelor de seară dintr-un an ori la suma perioadelor de noapte dintr-un an);

 când numărul evenimentelor sonore, în cursul uneia sau a mai multor perioade considerate, este foarte mic (de exemplu, mai puțin de un eveniment sonor pe oră; un eveniment sonor poate fi definit ca un zgomot care durează mai puțin de cinci minute; de exemplu, zgomotul produs la trecerea unui tren sau a unui avion);

 componenta de joasă frecvență a zgomotului este puternică;

 LAmax sau SEL (nivelul de expunere la sunet) pentru protecția în perioada de noapte, în cazul unor vârfuri de zgomot;

 protecția suplimentară la sfârșit de săptămână sau într-o perioadă anume a anului;

 protecția suplimentară în perioada de zi;

 protecția suplimentară în perioada de seară;

 o combinație a zgomotelor mai multor surse;

 zone liniștite în spații deschise;

 zgomotul conține componente tonale importante;

 zgomotul are un caracter de impuls.

▼M2




ANEXA II

METODE DE EVALUARE PENTRU DETERMINAREA INDICATORILOR DE ZGOMOT

(Menționate la articolul 6 din Directiva 2002/49/CE)

1.   INTRODUCERE

Valorile Lden și Lnight se determină prin calcul în pozițiile evaluate, conform metodei stabilite în capitolul 2 și datelor descrise în capitolul 3. Măsurătorile pot fi efectuate conform capitolului 4.

2.   METODE COMUNE DE EVALUARE A ZGOMOTULUI

2.1.    Dispoziții generale – Zgomotul produs de traficul rutier și feroviar și zgomotul industrial

2.1.1.    Definirea indicatorilor, a gamei și a benzilor de frecvență

Calculele de zgomot sunt definite în ►C1  benzi de o octavă din gama de frecvență 63 Hz-8 kHz ◄ . Rezultatele aferente benzilor de frecvență se furnizează în intervalul de frecvență corespunzător.

Calculul zgomotului produs de traficul rutier și de cel feroviar și calculul zgomotului industrial se efectuează în benzi de o octavă, cu excepția calculului puterii acustice a sursei zgomotului din traficul feroviar, pentru care se utilizează benzi de o treime de octavă. Pentru zgomotul produs de traficul rutier și de cel feroviar și pentru zgomotul industrial, pe baza acestor rezultate din benzile de o octavă, nivelul mediu de presiune acustică pe termen lung ponderat pe curba A pentru zi, seară și noapte, definit în anexa I și menționat la articolul 5 din Directiva 2002/49/CE, se calculează prin însumare pentru toate frecvențele:



image

(2.1.1)

unde:

Ai reprezintă corecția corespunzătoare ponderării pe curba A conform standardului IEC 61672-1

i = indicele benzii de frecvență

și T este perioada de timp care corespunde zilei, serii sau nopții.

Parametrii de zgomot:



Lp

Nivelul presiunii acustice instantanee

[dB]

(re. 2 10–5 Pa)

LAeq,LT

Nivelul acustic total pe termen lung L Aeq, corespunzător tuturor surselor și surselor de tip imagine la punctul R.

[dB]

(re. 2 10–5 Pa)

LW

Nivelul puterii acustice „in situ” al unei surse punctiforme (mobile sau fixe)

[dB]

(re. 10–12 W)

LW,i,dir

Nivelul puterii acustice direcționale „in situ” pentru banda de frecvență i

[dB]

(re. 10–12 W)

LW

Nivelul mediu al puterii acustice „in situ” pe metru de sursă liniară

[dB/m]

(re. 10–12 W)

Alți parametri fizici:



p

Media pătratică a presiunii acustice instantanee

[Pa]

p0

Presiunea acustică de referință = 2 10–5 Pa

[Pa]

W0

Puterea acustică de referință = 10–12 W

[watt]

2.1.2.    Cadrul privind calitatea

Acuratețea valorilor de intrare

Toate valorile de intrare care afectează nivelul emisiilor unei surse se stabilesc cel puțin cu acuratețea corespunzătoare unei incertitudini de ± 2 dB(A) din nivelul emisiilor sursei (toți ceilalți parametri rămânând neschimbați).

Utilizarea valorilor implicite

În cadrul aplicării metodei, datele de intrare trebuie să reflecte utilizarea reală. În general, nu trebuie să se folosească valori de intrare implicite sau ipoteze. Valorile de intrare implicite și ipotezele sunt acceptate în cazul în care colectarea datelor reale presupune costuri disproporționat de mari.

Calitatea programului informatic utilizat pentru calcule

Conformitatea cu metodele descrise mai jos a programelor informatice utilizate pentru calcule trebuie dovedită prin certificarea rezultatelor în condițiile de testare.

2.2.    Zgomotul produs de traficul rutier

2.2.1.    Descrierea sursei

Clasificarea vehiculelor

Sursa de zgomot din traficul rutier se determină prin combinarea emisiilor de zgomot ale fiecărui vehicul care formează fluxul de trafic. Aceste vehicule sunt grupate în cinci categorii, în funcție de caracteristicile emisiilor lor de zgomot.

Categoria 1

:

Vehicule ușoare cu motor

Categoria 2

:

Vehicule cu greutate medie

Categoria 3

:

Vehicule grele

Categoria 4

:

Vehicule motorizate cu două roți

Categoria 5

:

Categorie deschisă

În cazul vehiculelor motorizate cu două roți, sunt definite două subclase pentru mopeduri și pentru motocicletele mai puternice, întrucât acestea dispun de moduri de conducere foarte diferite și numărul lor variază, de obicei, foarte mult.

Se utilizează primele patru categorii, a cincea fiind opțională. Aceasta este prevăzută pentru vehiculele noi care ar putea fi dezvoltate în viitor și care ar fi suficient de diferite din punctul de vedere al emisiilor de zgomot pentru a impune definirea unei categorii suplimentare. Această categorie ar putea acoperi, de exemplu, vehiculele electrice sau cele hibride sau orice vehicul dezvoltat în viitor, care este substanțial diferit de cele din categoriile 1-4.

Datele diferitelor clase de vehicule sunt prezentate în tabelul [2.2.a].



Tabelul [2.2.a]

Clase de vehicule

Categoria

Denumirea

Descrierea

Categoria vehiculului în CE

Omologarea de tip completă a vehiculelor (1)

1

Vehicule ușoare cu motor

Autoturisme, autoutilitare ≤ 3,5 tone, SUV-uri (2), MPV-uri (3), inclusiv remorci și rulote

M1 și N1

2

Vehicule cu greutate medie

Vehicule cu greutate medie, autoutilitare > 3,5 tone, autobuze, rulote auto etc. cu două osii și pneuri jumelate montate pe osia din spate

M2, M3 și N2, N3

3

Vehicule grele

Vehicule grele, autocare, autobuze, cu trei sau mai multe osii

M2 și N2 cu remorcă, M3 și N3

4

Vehicule motorizate cu două roți

4a

Mopeduri cu două, trei sau patru roți

L1, L2, L6

4b

Motociclete cu sau fără ataș, tricicluri și cvadricicluri

L3, L4, L5, L7

5

Categorie deschisă

Urmează a fi definită conform necesităților viitoare

N/A

(1)   Directiva 2007/46/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 5 septembrie 2007 (JO L 263, 9.10.2007) de stabilire a unui cadru pentru omologarea autovehiculelor și remorcilor acestora, precum și a sistemelor, componentelor și unităților tehnice separate destinate vehiculelor respective.

(2)   Vehicule sport-utilitare.

(3)   Vehicule monovolum.

Numărul și amplasarea surselor acustice echivalente

În cadrul acestei metode, fiecare vehicul (din categoria 1, 2, 3, 4 sau 5) este reprezentat printr-o singură sursă punctiformă care radiază uniform în jumătatea 2-π a spațiului de deasupra solului. Prima reflexie pe suprafața drumului este tratată implicit. După cum se arată în figura [2.2.a], această sursă punctiformă este amplasată la 0,05 m deasupra suprafeței drumului.

image

Fluxul de trafic este reprezentat printr-o sursă liniară. În modelarea unui drum cu mai multe benzi, fiecare bandă ar trebui reprezentată, în mod ideal, printr-o sursă liniară amplasată în centrul său. Se acceptă însă și reprezentarea unei șosele cu două benzi printr-o sursă liniară amplasată în centrul său sau a unei șosele cu mai multe benzi prin două surse liniare, câte una pentru fiecare sens, amplasate pe benzile de la margine.

Emisia de putere acustică

Puterea acustică a sursei este definită în „câmp semideschis”, astfel încât aceasta include efectul reflexiei pe sol sub sursa modelată, dacă nu există obiecte perturbatoare în vecinătatea imediată, dar nu include reflexia pe suprafața drumului care nu se găsește imediat sub sursa modelată.

Emisiile de zgomot ale fluxului de trafic sunt reprezentate printr-o sursă liniară, caracterizată de puterea sa acustică direcțională per metru și per frecvență. Aceasta corespunde sumei emisiilor de zgomot provenite de la vehiculele individuale din fluxul de trafic, efectuată ținând seama de timpul petrecut de vehicule pe secțiunea de drum respectivă. Pentru luarea în considerare a unui vehicul individual în trafic, trebuie aplicat un model de flux de trafic.

Dacă se presupune un flux de trafic constant de Qm vehicule din categoria m pe oră, cu viteza medie vm (în km/h), puterea acustică direcțională per metru în banda de frecvență i a sursei liniare LW′, eq,line,i,m este definită prin:



image

(2.2.1)

unde LW,i,m este puterea acustică direcțională a unui singur vehicul. LW′,m este exprimată în dB (re. 10– 12 W/m). Aceste niveluri de putere acustică se calculează pentru ►C1  fiecare bandă i de o octavă, de la 63 Hz la 8 kHz ◄ .

Datele privind fluxul de trafic Qm se exprimă ca medie anuală pe oră, pe perioadă de timp (zi-seară-noapte), pe clasă de vehicule și pe sursă liniară. Pentru toate categoriile, trebuie utilizate date de intrare privind fluxul de trafic obținute prin măsurarea traficului sau cu ajutorul modelor de trafic.

Viteza vm este viteza reprezentativă pentru categoria de vehicule: în majoritatea cazurilor, este vorba de valoarea cea mai mică dintre viteza maximă legală pe porțiunea de drum și viteza maximă legală pentru categoria vehiculului. Dacă nu sunt disponibile date obținute din măsurători locale, se utilizează viteza maximă legală pentru categoria vehiculului.

În fluxul de trafic, se presupune că toate vehiculele din categoria m se deplasează cu aceeași viteză, și anume viteza medie vm a fluxului de vehicule din această categorie.

Un vehicul rutier este modelat printr-un set de ecuații matematice care reprezintă cele două surse principale de zgomot:

1. zgomotul de rulare cauzat de interacțiunea pneu/drum;

2. zgomotul de propulsie produs de transmisia vehiculului (motorul, eșapamentul etc.).

Zgomotul aerodinamic este inclus în sursa zgomotului de rulare.

Pentru vehiculele cu motor ușoare, de greutate medie și grele (categoriile 1, 2 și 3), puterea acustică totală corespunde sumei energetice dintre zgomotul de rulare și zgomotul de propulsie. Astfel, nivelul total de putere acustică al surselor liniare m = 1, 2 sau 3 este definit de:



image

(2.2.2)

unde LWR,i,m este nivelul de putere acustică pentru zgomotul de rulare și LWP,i,m este nivelul de putere acustică pentru zgomotul de propulsie. Acest lucru este valabil pentru toate intervalele de viteză. Pentru viteze mai mici de 20 km/h, se consideră că nivelul de putere acustică este cel obținut cu ajutorul formulei pentru vm = 20 km/h.

Pentru vehiculele cu două roți (categoria 4), se ia în considerare pentru sursă numai zgomotul de propulsie:



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

(2.2.3)

Acest lucru este valabil pentru toate intervalele de viteză. Pentru viteze mai mici de 20 km/h, se consideră că nivelul de putere acustică este cel obținut cu ajutorul formulei pentru vm = 20km/h.

2.2.2.    Condiții de referință

Ecuațiile și coeficienții sursei sunt valabile pentru următoarele condiții de referință:

 viteză constantă a vehiculului

 drum plat

 o temperatură a aerului τref = 20 oC

 o suprafață virtuală de referință a drumului, constând în medie din beton asfaltic dens 0/11 și beton asfaltic cu conținut ridicat de mastic 0/11, cu o vechime între 2 și 7 ani și într-o stare de întreținere reprezentativă

 o suprafață a drumului uscată

 pneuri fără nituri.

2.2.3.    Zgomotul de rulare

Ecuația generală

Nivelul de putere acustică al zgomotului de rulare în banda de frecvență i pentru un vehicul din clasa m = 1,2 sau 3 este definit ca:



image

(2.2.4)

Coeficienții AR,i,m și BR,i,m sunt dați în benzi de octavă pentru fiecare categorie de vehicul și pentru o viteză de referință vref = 70 km/h. ΔLWR,i,m corespunde sumei coeficienților de corecție care trebuie aplicați emisiei de zgomot de rulare pentru condiții specifice drumului sau vehiculului care se abat de la condițiile de referință:



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

(2.2.5)

ΔLWR,road,i,m reprezintă efectul asupra zgomotului de rulare a unei suprafețe a drumului cu proprietăți acustice diferite de cele ale suprafeței de referință virtuale definită la capitolul 2.2.2. Acesta include atât efectul asupra propagării, cât și a generării.

ΔLstudded tyres,i,m este un coeficient de corecție care reprezintă zgomotul de rulare mai ridicat al vehiculelor ușoare echipate cu pneuri cu nituri.

ΔLWR,acc,i,m reprezintă efectul asupra zgomotului de rulare al unei intersecții semaforizate sau al unui sens giratoriu. Acesta include efectul asupra zgomotului unei variații de viteză.

ΔLW,temp este un coeficient de corecție pentru o temperatură medie τ diferită de temperatura de referință τref = 20 oC.

Corecția pentru pneurile cu nituri

În situațiile în care un număr semnificativ de vehicule ușoare din trafic utilizează pneuri cu nituri pe parcursul mai multor luni în fiecare an, efectul indus asupra zgomotului de rulare trebuie să fie luat în considerare. Pentru fiecare vehicul din categoria m = 1 echipat cu pneuri cu nituri, o creștere în funcție de viteză a emisiilor de zgomot de rulare este evaluată prin:



Δstud,i (v) = left accolade

ai + bi × lg(50/70) for v < 50 km/h

(2.2.6)

ai + bi × lg(v/70) for 50 ≤ v ≤ 90 km/h

ai + bi × lg(90/70) for v > 90 km/h

unde coeficienții ai și bi sunt prezentați pentru fiecare bandă de octavă.

Creșterea emisiilor de zgomot de rulare trebuie să fie atribuită conform proporției de vehicule ușoare cu pneuri cu nituri și pe o perioadă limitată, Ts (în luni) pe parcursul anului. Dacă Qstud,ratio este raportul mediu al volumului total al vehiculelor ușoare pe oră echipate cu pneuri cu nituri în perioada Ts (în luni), atunci proporția medie anuală a vehiculelor echipate cu pneuri cu nituri ps este exprimată prin:



image

(2.2.7)

Corecția rezultată care trebuie să se aplice emisiilor de putere acustică provocate de rulare ca urmare a utilizării pneurilor cu nituri pentru vehiculele din categoria m = 1 în banda de frecvențe i este:



image

(2.2.8)

Pentru vehiculele din toate celelalte categorii nu se aplică nicio corecție:



ΔLstuddedtyres,i,m ≠ 1 = 0

(2.2.9)

Efectul temperaturii aerului asupra corecției zgomotului de rulare

Temperatura aerului afectează emisiile de zgomot de rulare; nivelul puterii acustice a zgomotului de rulare scade atunci când temperatura aerului crește. Acest efect este introdus în corecția suprafeței drumului. Corecțiile suprafeței drumurilor sunt de obicei evaluate la o temperatură a aerului de τref = 20 oC. În cazul unei temperaturi a aerului medii anuale diferite, zgomotul suprafeței drumului trebuie să fie corectat prin:



ΔLW,temp,m (τ) = Km × (τref – τ)

(2.2.10)

Coeficientul de corecție este pozitiv (adică nivelul de zgomot crește) pentru temperaturi sub 20 oC și negativ (adică nivelul de zgomot scade) la temperaturi mai ridicate. Coeficientul K depinde de suprafața drumului și de caracteristicile pneului și în general prezintă o oarecare dependență de frecvență. Un coeficient generic Km = 1 = 0,08 dB/oC pentru vehiculele ușoare (categoria 1) și Km = 2 = Km = 3 = 0,04 dB/oC pentru vehiculele grele (categoriile 2 și 3) se aplică tuturor suprafețelor drumului. Coeficientul de corecție trebuie să se aplice în mod egal în toate benzile de octavă de la 63 la 8 000 Hz.

2.2.4.    Zgomotul de propulsie

Ecuația generală

Emisiile de zgomot de propulsie includ toate contribuțiile motorului, eșapamentului, elementelor tracțiunii și prizei de aer etc. Nivelul puterii acustice a zgomotului de propulsie în banda de frecvență i pentru un vehicul din clasa m este definit astfel:



image

(2.2.11)

Coeficienții AP,i,m și BP,i,m sunt prezentați în benzi de octavă pentru fiecare categorie de vehicul și pentru o perioadă de referință vref = 70 km/h.

ΔLWP,i,m corespunde sumei coeficienților de corecție care trebuie aplicați emisiei de zgomot de propulsie pentru condiții specifice de conducere sau condiții regionale care se abat de la condițiile de referință:



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

(2.2.12)

ΔLWP,road,i,m reprezintă efectul suprafeței drumului asupra zgomotului de propulsie prin absorbție. Calculul se efectuează în conformitate cu capitolul 2.2.6.

ΔLWP,acc,i,m și ΔLWP,grad,i,m reprezintă efectul pantelor drumului și al accelerării și decelerării la intersecții. Acestea vor fi calculate în conformitate cu capitolele 2.2.4 și, respectiv, 2.2.5.

Efectul pantelor drumului

Panta drumului are două efecte asupra emisiilor de zgomot ale vehiculului: în primul rând, afectează viteza vehiculului și astfel emisia de zgomot de rulare și de propulsie a vehiculului; în al doilea rând, afectează atât sarcina motorului, cât și viteza motorului prin alegerea treptei de viteză și astfel emisia de zgomot de propulsie a vehiculului. În prezenta secțiune se ia în considerare numai efectul asupra zgomotului de propulsie, în cazul unei viteze constante.

Efectul pantei drumului asupra zgomotului de propulsie este luat în considerare de un coeficient de corecție ΔLWP,grad,m care este o funcție a pantei s (în %), viteza vehiculului vm (în km/h) și categoria vehiculului m. În cazul unui trafic bidirecțional, este necesar să se împartă fluxul în două componente și să se corecteze jumătate pentru amonte și jumătate pentru aval. Coeficientul de corecție este atribuit tuturor benzilor de octavă în mod egal:

Pentru m = 1



ΔLWP,grad,i,m = 1 (vm ) = left accolade

image

for s < – 6 %

(2.2.13)

0

for – 6 % ≤ s ≤ 2 %

image

for s > 2 %

Pentru m = 2



ΔLWP,grad,i,m = 2 (vm ) = left accolade

image

for s < – 4 %

(2.2.14)

0

for – 4 % ≤ s ≤ 0 %

image

for s > 0 %

Pentru m = 3



ΔLWP,grad,i,m = 3 (vm ) = left accolade

image

for s < – 4 %

(2.2.15)

0

for – 4 % ≤ s ≤ 0 %

image

for s > 0 %

Pentru m = 4



ΔLWP,grad,i,m = 4 = 0

(2.2.16)

Corecția ΔLWP,grad,m include implicit efectul pantei asupra vitezei.

2.2.5.    Efectul accelerației și decelerației vehiculelor

Înainte sau după intersecții semaforizate și sensuri giratorii se aplică o corecție pentru efectul accelerației și decelerației conform descrierii de mai jos.

Coeficienții de corecție pentru zgomotul de rulare, ΔLWR,acc,m,k , și pentru zgomotul de propulsie, ΔLWP,acc,m,k , sunt funcții liniare ale distanței x (în m) dintre sursa punctiformă și cea mai apropiată intersecție a sursei liniare respective cu o altă sursă liniară. Aceștia sunt atribuiți tuturor benzilor de o octavă în mod egal:



image

(2.2.17)

image

(2.2.18)

Coeficienții CR,m,k și CP,m,k depind de tipul de intersecție k (k = 1 pentru o intersecție semaforizată; k = 2 pentru un sens giratoriu) și sunt prezentați pentru fiecare categorie de vehicul. Corecția include efectul de variație a vitezei la apropierea sau depărtarea de o intersecție sau un sens giratoriu.

De reținut că la o distanță de |x| ≥ 100 m, ΔLWR,acc,m,k = ΔLWP,acc,m,k = 0.

2.2.6.    Efectul tipului de suprafață a drumului

Principiile generale

Pentru suprafețele drumului cu proprietăți acustice diferite de cele ale suprafeței de referință, se aplică un coeficient de corecție spectral, atât pentru zgomotul de rulare, cât și pentru zgomotul de propulsie.

Coeficientul de corecție a suprafeței drumului pentru emisia de zgomot de rulare este dat de:



image

(2.2.19)

unde

αi,m este corecția spectrală în dB la viteza de referință vref pentru categoria m (1, 2 sau 3) și banda spectrală i.

βm este efectul vitezei asupra reducerii zgomotului de rulare pentru categoria m (1, 2 sau 3) și este identic pentru toate benzile de frecvență.

Coeficientul de corecție a suprafeței drumului pentru emisia de zgomot de propulsie este dat de:



ΔLWP,road,i,m = min{αi,m ;0}

(2.2.20)

Suprafețele absorbante scad nivelul zgomotului de propulsie, în timp ce suprafețele neabsorbante nu îl cresc.

Efectul vechimii asupra proprietăților acustice ale suprafeței drumului

Caracteristicile acustice ale suprafețelor drumului variază în funcție de vechime și de nivelul de întreținere, cu tendința de a deveni mai zgomotoase în timp. În această metodă, parametrii suprafeței drumului sunt derivați pentru a fi reprezentativi pentru performanța acustică a tipului de suprafață rutieră calculat ca medie pentru durata sa de viață reprezentativă și presupunând o întreținere corespunzătoare.

2.3.    Zgomotul produs de traficul feroviar

2.3.1.    Descrierea sursei

Clasificarea vehiculelor

În sensul prezentei metode de calcul al zgomotului, un vehicul este definit ca orice subunitate individuală feroviară a unui tren (de obicei o locomotivă, un vagon autopropulsat, un vagon remorcat sau un vagon de marfă) care poate fi deplasat în mod independent și care poate fi separat de restul trenului. Anumite împrejurări specifice pot apărea pentru subunitățile unui tren care fac parte dintr-o garnitură nedetașabilă, de exemplu, au un boghiu între ele. În sensul acestei metode de calcul, toate aceste subunități sunt grupate într-un singur vehicul.

În sensul prezentei metode de calcul, un tren este alcătuit dintr-o serie de vehicule cuplate.

Tabelul [2.3.a] definește un limbaj comun pentru descrierea tipurilor de vehicule incluse în baza de date sursă. Acesta prezintă codurile relevante care trebuie folosite pentru clasificarea vehiculelor în întregime. Aceste coduri corespund proprietăților vehiculului, care afectează puterea acustică direcțională per metru de sursă liniară echivalentă modelată.

Numărul vehiculelor din fiecare categorie se stabilește pe fiecare din tronsoanele de cale ferată pentru fiecare dintre perioadele de timp care urmează să fie folosite în calculul zgomotului. Acesta este exprimat ca un număr mediu de vehicule pe oră, care se obține prin împărțirea numărului total de vehiculele care circulă într-o anumită perioadă de timp la durata în ore a acestei perioade de timp (de exemplu, 24 de vehicule în patru ore înseamnă șase vehicule pe oră). Trebuie utilizate toate tipurile de vehicule care circulă pe fiecare tronson.



Tabelul [2.3.a]

Clasificarea și descrierea vehiculelor feroviare

Număr

1

2

3

4

Descriptor

Tipul de vehicul

Numărul de osii ale vehiculului

Tipul de frâne

Măsura aplicată pentru roți

Explicarea descriptorului

O literă care precizează tipul

Numărul efectiv de osii

O literă care precizează tipul de frâne

O literă care precizează tipul măsurii de reducere a zgomotului

Coduri posibile

h

vehicul de mare viteză (> 200 km/h)

1

c

bloc din fontă

n

nicio măsură

m

vagoane de călători autopropulsate

2

k

bloc compozit sau metal sinterizat

d

amortizoare

p

vagoane de călători remorcate

3

n

frâne fără suprafață de rulare, asemenea celor cu disc, cu tambur, magnetice

s

ecrane

c

tramvai urban sau metrou ușor vagoane autopropulsate sau fără autopropulsie

4

 

o

altele

d

locomotive diesel

etc.

 

 

e

locomotive electrice

 

 

 

a

orice vehicul de transport generic

 

 

 

o

altele (adică vehiculele de întreținere etc.)

 

 

 

Clasificarea liniilor și a structurii de sprijin

Liniile existente pot fi diferite, deoarece există mai multe elemente care contribuie la și caracterizează proprietățile acustice ale acestora. Tipurile de linii utilizate în această metodă sunt enumerate în tabelul [2.3.b] de mai jos. Unele elemente au o mare influență asupra proprietăților acustice, în timp ce altele au doar efecte secundare. În general, cele mai relevante elemente care influențează emisiile de zgomot provenite din traficul feroviar sunt: rugozitatea capului de șină, rigiditatea tălpii șinei, baza căii ferate, legăturile de șine și raza curburii liniei. Alternativ, se pot defini proprietățile generale ale liniei și, în acest caz, rugozitatea capului de șină și rata de degradare a liniei în conformitate cu ISO 3095 sunt doi parametri esențiali din punct de vedere acustic, precum și raza curburii liniei.

O secțiune de linie este definită ca o parte a unei linii individuale, pe o linie de cale ferată sau dintr-o stație sau un depou, pe care nu se modifică proprietățile fizice și componentele de bază ale liniei.

Tabelul [2.3.b] definește un limbaj comun pentru descrierea tipurilor de cale ferată incluse în baza de date sursă.



Tabelul [2.3.b]

Număr

1

2

3

4

5

6

Descriptor

Baza căii ferate

Rugozitatea capului de șină

Tipul de talpă a șinei

Măsuri suplimentare

Joante

Curbură

Explicarea descriptorului

Tipul de bază a căii ferate

Indicator de rugozitate

Indică rigiditatea „acustică”

O literă care precizează dispozitivul acustic

Prezența joantelor și a spațierii

A se indica raza curburii în metri

Coduri permise

B

Balast

E

Bine întreținut și foarte neted

S

Moale

(150-250 MN/m)

N

Niciunul

N

Niciuna

N

Cale dreaptă

S

Beton

M

Întreținut normal

M

Mediu

(250-800 MN/m)

D

Amortizor feroviar

S

Joantă sau macaz unic

L

Mică

(1 000 -500 m)

L

Pod balastat

N

Întreținut necorespunzător

H

Rigid

(800-1 000 MN/m)

B

Barieră joasă

D

Două joante sau macazuri pe 100 m

M

Medie

(mai puțin de 500 m și mai mult de 300 m)

N

Pod nebalastat

B

Neîntreținut și în stare nesatisfăcătoare

 

A

Placă absorbantă pe beton

M

Mai mult de două joante sau macazuri pe 100 m

H

Mare

(Mai puțin de 300 m)

T

Cale încastrată

 

 

E

Șină încastrată

 

 

O

Altele

 

 

O

Altele

 

 

Numărul și amplasarea surselor acustice echivalente

image

Diferitele surse acustice liniare echivalente sunt poziționate la diverse înălțimi și în centrul căii. Toate înălțimile sunt raportate la planul tangent la cele două suprafețe superioare ale celor două șine.

Sursele echivalente includ diverse surse fizice (indicele p). Aceste surse fizice, împărțite în categorii diferite, în funcție de mecanismul de generare, sunt: 1. zgomotul de rulare (care include nu numai vibrația șinei și a bazei căii și vibrația roților, ci și, dacă este cazul, zgomotul suprastructurii vagoanelor de marfă); 2. zgomotul de tracțiune; 3. zgomotul aerodinamic; 4. zgomotul de impact (de la încrucișări, aparate de cale și joante); 5. zgomotul strident; și 6. zgomotul cauzat de efecte suplimentare, precum poduri și viaducte.

1. Zgomotul de rulare este zgomotul cauzat de rugozitatea roților și a capetelor de șină, care este transmis prin intermediul a trei căi către suprafețele radiante (șine, roți și suprastructură). Acestuia îi este atribuită înălțimea h = 0,5 m (suprafețele radiante A), pentru a reprezenta contribuția căii, inclusiv a efectelor suprafeței căii, în special a șinelor fără traverse (în conformitate cu partea de propagare), pentru a reprezenta contribuția roții și pentru a reprezenta contribuția suprastructurii vehiculului la zgomot (la trenurile de marfă).

2. Înălțimile surselor echivalente pentru zgomotul de tracțiune variază între 0,5 m (sursa A) și 4,0 m (sursa B), în funcție de poziția fizică a componentei în cauză. Surse precum transmisiile și motoarele electrice vor fi adesea la o înălțime a osiei de 0,5 m (sursa A). Canalele de ventilație și de răcire pot fi poziționate la diferite înălțimi; țevile de eșapament ale motorului la vehiculele diesel sunt adesea poziționate la o înălțime a acoperișului de 4,0 m (sursa B). Alte surse ale zgomotului de tracțiune, precum ventilatoarele sau blocurile motoare diesel pot fi situate la o înălțime de 0,5 m (sursa A) sau 4,0 m (sursa B). Dacă înălțimea exactă a sursei se situează între înălțimile prevăzute de model, energia acustică se distribuie proporțional pe înălțimile sursei celei mai apropiate.

Din acest motiv, metoda prevede două înălțimi ale sursei la 0,5 m (sursa A) și 4,0 m (sursa B), iar puterea acustică echivalentă asociată fiecăreia se distribuie între cele două în funcție de configurația specifică a surselor de pe tipul de unitate.

3. Efectele acustice aerodinamice sunt asociate cu sursa de la 0,5 m (sursa A, care reprezintă sarturile și paravanele,) și cu sursa de la 4,0 m (sursa B, care modelează toate echipamentele de pe acoperiș și pantograful). Înălțimea de 4,0 m pentru efectele pantografului corespunde unui model simplu și trebuie luată în considerare cu atenție dacă obiectivul este alegerea unei înălțimi adecvate pentru o barieră fonică.

4. Zgomotul de impact este asociat cu sursa de la 0,5 m (sursa A).

5. Zgomotul strident este asociat cu sursele de la 0,5 m (sursa A).

6. Zgomotul provenit de la poduri este asociat cu sursa de la 0,5 m (sursa A).

2.3.2.    Emisia de putere acustică

Ecuațiile generale

Modelul pentru zgomotul produs de traficul feroviar descrie, similar celui pentru zgomotul produs de traficul rutier, emisia de putere acustică a unei combinații specifice de tip de vehicul și tip de cale, care îndeplinește o serie de cerințe descrise la clasificarea vehiculului și a liniei, sub forma unui set de puteri acustice pentru fiecare vehicul (LW,0).

Emisia de zgomot a fluxului de trafic de pe fiecare cale este reprezentată de un set de două surse liniare, caracterizate prin puterea lor acustică direcțională per metru și per bandă de frecvență. Aceasta corespunde sumei emisiilor acustice ale vehiculelor din fluxul de trafic și, în cazul specific al vehiculelor care staționează, ține seama de timpul petrecut de vehicule pe tronsonul de cale ferată în cauză.

Puterea acustică direcțională per metru și per bandă de frecvență, corespunzătoare tuturor vehiculelor care trec pe fiecare tronson din tipul de cale (j), este definită:

 pentru fiecare bandă de frecvență (i);

 pentru fiecare înălțime (h) dată a sursei (pentru sursele de la 0,5 m, h = 1, pentru sursele de la 4,0 m, h = 2);

și reprezintă suma energetică a tuturor contribuțiilor provenite de la toate vehiculele care rulează pe tronsonul de cale ferată j. Aceste contribuții sunt definite:

 pentru toate tipurile de vehicule (t)

 la diferitele viteze ale acestora (s)

 în condițiile specifice de rulare (viteză constantă) (c)

 pentru fiecare tip de sursă fizică (de zgomot de rulare, de impact, strident, de tracțiune, aerodinamic și surse de efecte suplimentare, cum ar fi, de exemplu, zgomotele provenite de la poduri) (p).

Pentru calculul puterii acustice direcționale per metru (contribuție la partea de propagare) emisă de mixul mediu de trafic pe tronsonul j, se folosește formula următoare:



image

(2.3.1)

unde:

Tref

=

perioada de timp de referință pentru care este luat în considerare traficul mediu

X

=

numărul total de combinații existente ale i, t, s, c, p pentru fiecare tronson de cale j

t

=

indicii tipurilor de vehicule de pe tronsonul de cale j

s

=

indicii vitezei trenului: numărul indicilor este egal cu numărul diferitelor viteze medii ale trenurilor pe tronsonul de cale j

c

=

indicii condițiilor de rulare: 1 (la viteză constantă), 2 (regim de ralanti)

p

=

indicii tipurilor de sursă fizică: 1 (de zgomot de rulare și de impact), 2 (de scrâșnet în curbă), 3 (de zgomot de tracțiune), 4 (de zgomot aerodinamic), 5 (de efecte suplimentare)

LW′,eq,line,x

=

puterea acustică direcțională x per metru a unei surse liniare cu o combinație de t, s, c, p pe fiecare tronson de cale j

Dacă se presupune un flux constant de Q vehicule per oră cu o viteză medie v, în medie în orice moment va exista un număr echivalent de Q/v vehicule per lungime unitară a tronsonului feroviar. Emisia de zgomot a fluxului de vehicule din punct de vedere al puterii acustice direcționale per metru LW′,eq,line [exprimată în dB/m. (re. 1012 W)] este integrată prin:



image (pentru c = 1)

(2.3.2)

unde

  Q este numărul mediu de vehicule pe oră pe tronsonul j pentru tipul de vehicul t , viteza medie a trenului s și condițiile de deplasare c

  v este viteza lor pe tronsonul j pentru tipul de vehicul t și viteza medie a trenului s

  LW,0,dir este nivelul de putere acustică direcțională a zgomotului specific (de rulare, de impact, strident, de frânare, de tracțiune, aerodinamic, alte efecte) produs de un singur vehicul în direcțiile ψ, φ definite în raport cu direcția de deplasare a vehiculului (a se vedea figura [2.3.b]).

În cazul unei surse staționare, de exemplu la ralanti, se presupune că vehiculul va rămâne pentru o perioadă totală T idle într-o poziție de pe un tronson cu o lungime L. Prin urmare, cu Tref ca perioadă de timp de referință pentru evaluarea zgomotului (de exemplu 12 ore, patru ore, opt ore), puterea acustică direcțională per lungime unitară pe acel tronson este definită prin:



image

(pentru c = 2)

(2.3.4)

În general, puterea acustică direcțională se obține din fiecare sursă ca:



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

(2.3.5)

unde

  ΔLW,dir,vert,i este funcția de corecție a directivității verticale (adimensionale) a ψ (figura [2.3.b])

  ΔLW,dir,vert,i este funcția de corecție a directivității orizontale (adimensionale) a φ (figura [2.3.b])

și unde LW,0,dir,i (ψ,φ), după ce a fost obținută pentru benzi de o treime de octavă, se exprimă pentru benzi de o octavă, prin însumarea din punct de vedere energetic a benzilor de o treime de octavă care compun banda corespunzătoare de o octavă.

image

În scopul calculelor, rezistența sursei este apoi exprimată din punct de vedere al sursei acustice direcționale per metru lungime de linie LW′,tot,dir,i pentru a reprezenta directivitatea surselor în direcția lor verticală și orizontală, prin intermediul corecțiilor suplimentare.

Mai multe LW,0,dir,i (ψ,φ) sunt luate în considerare pentru fiecare combinație vehicullinie-viteză-condiții de deplasare:

 pentru o bandă de frecvență de treime de octavă ( i )

 pentru fiecare tronson de linie ( j )

 înălțimea sursei ( h ) (pentru surse la 0,5 m h = 1, la 4,0 m h = 2)

 directivitate ( d ) a sursei

O serie de LW,0,dir,i (ψ,φ) este luată în considerare pentru fiecare combinație vehicullinie-viteză-condiții de deplasare, pentru fiecare tronson, înălțimile corespunzând h = 1 și h = 2 și directivității.

Zgomotul de rulare

Contribuția vehiculului și contribuția căii la zgomotul de rulare sunt împărțite în patru elemente esențiale: rugozitatea roților, rugozitatea șinei, funcția de transfer a vehiculului către roți și suprastructură (vase) și funcția de transfer a căii. Rugozitatea roților și a șinei provoacă vibrația la punctul de contact dintre șină și roată, iar funcțiile de transfer sunt două funcții empirice sau modelate care reprezintă întregul fenomen complex al vibrației mecanice și al generării sunetului pe suprafața roții, a șinei, a traversei și a infrastructurii căii. Această împărțire reflectă fenomenul fizic real, și anume faptul că rugozitatea șinei poate provoca vibrația șinei, dar și vibrația roții și invers. Neincluderea unuia dintre acești patru parametri ar împiedica decuplarea clasificării căilor de clasificarea trenurilor.

Rugozitatea roții și a șinei

Zgomotul de rulare este produs, în principal, de rugozitatea șinei și a roții în lungimile de undă cuprinse între 5 și 500 mm.

Nivelul de rugozitate Lr este definit ca 10 înmulțit cu logaritm în baza 10 din pătratul valorii mediei pătratice r2 a rugozității suprafeței de rulare a șinei sau a roții în direcția de deplasare (nivelul longitudinal), măsurată în μm pe o anumită lungime a șinei sau pe întregul diametru al roții, împărțit la pătratul valorii de referință
image :



image

dB

(2.3.6)

unde

r0

=

1 μm

r

=

media pătratică a diferenței dislocării verticale a suprafeței de contact față de nivelul mediu

Nivelul de rugozitate Lr este, de obicei, obținut ca spectru cu lungimea de undă λ și se convertește într-un spectru de frecvențe f = v/λ, unde f este frecvența centrală a unei benzi date de o treime de octavă, exprimată în Hz, λ este lungimea de undă în m, ►C1  iar v este viteza trenului în m/s ◄ . Spectrul rugozității ca funcție de frecvență se deplasează pe axa de frecvență pentru diferite viteze. În cazuri generale, după conversia în spectru de frecvență cu ajutorul vitezei, este necesar să se obțină noi valori spectrale în benzi de o treime de octavă, calculând media dintre cele două benzi corespunzătoare de o treime de octavă din domeniul lungimii de undă. Pentru a estima spectrul de frecvență al rugozității efective totale care corespunde vitezei adecvate a trenului, se calculează media energetică și proporțională a celor două benzi corespunzătoare de o treime de octavă definite în domeniul lungimii de undă.

Nivelul de rugozitate al șinei (rugozitatea aferentă căii) pentru banda cu numărul de undă i este Lr,TR,i

Prin analogie, nivelul de rugozitate al roții (rugozitatea aferentă vehiculului) pentru banda cu numărul de undă i este Lr,VEH,i .

Nivelul total efectiv de rugozitate pentru banda cu numărul de undă i (LR,tot,i ) este definit ca suma energetică a nivelurilor de rugozitate a șinei și a roții, la care se adaugă filtrul de contact ►C1  A3 (λ) ◄ pentru a ține seama de efectul de filtrare al suprafeței de contact dintre șină și roată, și este exprimat în dB:



image

(2.3.7)

ca funcție a benzii cu numărul de undă i care corespunde lungimii de undă λ.

Filtrul de contact depinde de tipul șinei și al roții și de sarcină.

Această metodă utilizează rugozitatea totală efectivă pentru tronsonul j și pentru fiecare tip de vehicul t care se deplasează cu viteza v.

Funcția de transfer a vehiculului, căii și suprastructurii

Sunt definite trei funcții de transfer independente de viteză LH,TR,i LH,VEH,i și LH,VEH,SUP,i : prima pentru fiecare tronson j și următoarele două pentru fiecare tip de vehicul t. Acestea fac legătura dintre nivelul de rugozitate efectivă totală și puterea acustică a liniei, a roților și, respectiv, a suprastructurii.

Contribuția suprastructurii este luată în considerare numai pentru vagoanele de marfă, prin urmare numai pentru tipul de vehicule „a”.

Prin urmare, pentru zgomotul de rulare, contribuțiile căii și vehiculului sunt pe deplin descrise de aceste funcții de transfer și de nivelul rugozității totale efective. Atunci când un tren este la ralanti, zgomotul de rulare este exclus.

Pentru puterea acustică per vehicul, zgomotul de rulare este calculat la înălțimea osiei și are ca valoare inițială nivelul de rugozitate efectivă totală LR,TOT,i exprimat ca funcție a vitezei vehiculului v, funcțiile de transfer ale căii, vehiculului și suprastructurii LH,TR,i , LH,VEH,i și LH,VEH,SUP,i și numărul total de osii Na :

pentru 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)

unde Na este numărul de osii per vehicul pentru tipul de vehicul t.

image

O viteză minimă de 50 km/h (30 km/h numai pentru tramvaie și metrou ușor) va fi utilizată pentru a stabili rugozitatea totală efectivă și prin urmare puterea acustică a vehiculelor (această viteză nu afectează calculul fluxului de vehicule) pentru a compensa eroarea potențială introdusă prin simplificarea definiției zgomotului de rulare, a definiției zgomotului de frânare și a definiției zgomotului de impact de la încrucișări și aparate de cale.

Zgomotul de impact (încrucișări, aparate de cale și joante)

Zgomotul de impact poate fi cauzat de aparatele de cale și punctele și legăturile feroviare. Acesta poate varia ca magnitudine și poate domina zgomotul de rulare. Zgomotul de impact trebuie luat în considerare pentru liniile cu joante. Pentru zgomotul de impact cauzat de aparatele de cale, de încrucișările și de joantele de pe tronsoanele cu o viteză mai mică de 50 km/h (30 km/h numai pentru tramvaie și metroul ușor), se va evita modelarea, deoarece la viteza minimă de 50 km/h (30 km/h numai pentru tramvaie și metroul ușor) se includ mai multe efecte, conform descrierii de la secțiunea privind zgomotul de rulare. Modelarea zgomotului de impact se va evita, de asemenea, în condiția de deplasare c = 2 (ralanti).

Zgomotul de impact este inclus în coeficientul zgomotului de rulare prin adăugare (energie) a unui nivel suplimentar fictiv de rugozitate la impact la nivelul total efectiv de rugozitate pe fiecare tronson specific j pe care este prezent. În acest caz un nou LR,TOT + IMPACT,i va fi folosit în locul lui LR,TOT,i și apoi va deveni:



image

dB

(2.3.11)

LR,IMPACT,i este un spectru în benzi de o treime de octavă (ca funcție a frecvenței). Pentru obținerea acestui spectru de frecvență, se dă un spectru ca funcție a lungimii de undă λ, care se convertește în spectrul cerut ca funcție a frecvenței, utilizând relația λ = v/f, unde f este frecvența centrală a benzii de o treime de octavă, în Hz, ►C1  iar v este viteza vehiculului s din tipul de vehicul t, în m/s ◄ .

Zgomotul de impact va depinde de severitatea și numărul impacturilor per lungime unitară sau per densitate a joantelor, astfel încât în cazul unor impacturi multiple, nivelul de rugozitate la impact care trebuie utilizat în ecuația de mai sus se calculează după cum urmează:



image

dB

(2.3.12)

unde LR,IMPACT–SINGLE,i este nivelul de rugozitate la impact dat pentru un impact unic și nl este densitatea joantelor.

Nivelul implicit de rugozitate la impact este dat pentru o densitate a joantelor nl = 0,01 m – 1, care înseamnă o joantă la fiecare 100 m de cale. Situațiile cu un număr diferit de joante vor fi aproximate ajustând densitatea joantelor nl . Trebuie să se rețină că la modelarea configurației și a segmentării căii, trebuie să se țină seama de densitatea joantelor de pe șină, respectiv ar putea fi necesar să se ia în considerare un segment sursă separat pentru o porțiune de cale cu mai multe joante. LW,0 a contribuției căii, a roții/boghiului și a suprastructurii se majorează prin intermediul LR,IMPACT,i pentru o distanță de +/– 50 m înainte și după joantă. În cazul unei serii de joante, majorarea se extinde la distanțe cuprinse între – 50 m înainte de prima joantă și + 50 m după ultima joantă.

Aplicabilitatea acestor spectre de putere acustică va fi în mod normal verificată la fața locului.

Pentru liniile cu joante, se va folosi o valoare implicită de nl 0,01.

Zgomotul strident

Zgomotul strident la curbă este o sursă specială care este relevantă numai pentru curbe și este prin urmare localizat. Deoarece poate fi semnificativ, o descriere corespunzătoare este necesară. Zgomotul strident la curbă depinde în general de curbă, condițiile de frecare, viteza trenului și geometria și dinamica linie-roată. Nivelul de emisii care trebuie utilizat se determină pentru curbe cu raza mai mică sau egală cu 500 m și pentru curbele cu rază mică de curbură și ramificațiile cu raze sub 300 m. Emisia de zgomot ar trebui să fie specifică fiecărui tip de material rulant, deoarece anumite tipuri de roți și boghiuri pot fi semnificativ mai puțin predispuse la zgomot strident decât altele.

Aplicabilitatea acestor spectre de putere acustică va fi în mod normal verificată la fața locului, în special pentru tramvaie.

Adoptând o abordare simplă, zgomotul strident va fi luat în considerare adăugând 8 dB pentru R < 300 m și 5 dB pentru 300 m < R < 500 m la spectrele de putere acustică a zgomotului de rulare pentru toate frecvențele. Contribuția zgomotului strident trebuie aplicată pe tronsoanele de cale ferată unde raza se înscrie în intervalele menționate mai sus pentru o lungime de cale de cel puțin 50 m.

Zgomotul de tracțiune

Deși, în general, zgomotul de tracțiune este specific pentru fiecare condiție de funcționare caracteristică la viteză constantă, decelerație, accelerație și ralanti, singurele două condiții modelate sunt viteza constantă (care este valabilă și atunci când trenul este în decelerare sau atunci când acesta accelerează) și ralantiul. Rezistența sursei modelate corespunde numai condițiilor de sarcină maximă și acest fapt are ca rezultat cantitățile LW,0,const,i = LW,0,idling,i . De asemenea, LW,0,idling,i corespunde contribuției tuturor surselor fizice ale unui vehicul dat atribuibile unei înălțimi specifice descrise la punctul 2.3.1.

LW,0,idling,i se exprimă ca o sursă de zgomot statică aflată la ralanti, pe durata condiției de ralanti, și se utilizează modelată ca o sursă punctiformă fixă, conform descrierii din secțiunea următoare, corespunzătoare zgomotului industrial. Aceasta poate fi luată în considerare numai dacă trenurile sunt la ralanti pentru mai mult de 0,5 de ore.

Aceste valori pot fi obținute din măsurătorile de la toate sursele în fiecare condiție de funcționare, sau sursele parțiale pot fi caracterizate în mod individual, determinând dependența lor de parametri și tăria relativă. Aceasta se poate face prin intermediul măsurătorilor pe un vehicul staționar, prin aplicarea de diferite turații ale echipamentului de remorcare, conform ISO 3095:2005. În măsura în care este relevant, mai multe surse de zgomot de tracțiune trebuie caracterizate, acestea putând să nu depindă toate în mod direct de viteza trenului:

 Zgomotul produs de grupul motor, cum ar fi motoarele diesel (precum admisia, eșapamentul și blocul motor), transmisia, generatoarele electrice, care în principal depind de rotațiile pe minut ale motorului (rpm), precum și sursele electrice precum convertizoarele, care în mare parte pot depinde de sarcină;

 Zgomotul produs de ventilatoare și sisteme de răcire, în funcție de rotațiile pe minut ale ventilatorului; în anumite cazuri ventilatoarele pot fi direct cuplate la transmisie;

 Sursele intermitente de energie, cum ar fi compresoarele, supapele și altele cu o durată caracteristică de funcționare și o corecție corespunzătoare a ciclului de utilizare pentru emisiile de zgomot.

Deoarece fiecare dintre aceste surse poate avea un comportament diferit pentru fiecare condiție de funcționare, zgomotul de tracțiune trebuie să fie specificat în consecință. Tăria sursei se obține din măsurători efectuate în condiții controlate. În general, în ceea ce privește locomotivele tendința va fi să se demonstreze o mai mare varietate privind încărcarea precum numărul de vagoane tractate și, prin urmare, puterea de ieșire poate varia în mod semnificativ, întrucât trenurile cu formare fixă, precum unitățile electromotoare (EMU), unitățile cu motor diesel și trenurile de mare viteză au o sarcină mai bine definită.

Nu există nicio atribuire a priori a puterii acustice a sursei înălțimilor sursei, iar această alegere va depinde de zgomotul specific și vehiculul evaluat. Aceasta va fi modelată pentru a fi la sursa A (h = 1) și la sursa B (h = 2).

Zgomotul aerodinamic

Zgomotul aerodinamic este relevant numai la viteze mari de 200 km/h și, prin urmare, trebuie să se verifice în primul rând dacă în realitate este necesar în scopul aplicării. În cazul în care rugozitatea zgomotului de rulare și funcțiile de transfer sunt cunoscute, zgomotul aerodinamic poate fi extrapolat la viteze mai mari și se poate face o comparație cu datele existente privind deplasarea la mare viteză pentru a verifica dacă zgomotul aerodinamic produce niveluri mai mari. În cazul în care vitezele trenului pe o rețea sunt mai mari de 200 km/h, dar limitate la 250 km/h, în anumite cazuri este posibil să nu fie necesară includerea zgomotului aerodinamic, în funcție de proiectul vehiculului.

Contribuția zgomotului aerodinamic este dată ca o funcție a vitezei:



image

dB

Pentru h = 1

(2.3.13)

image

dB

Pentru h = 2

(2.3.14)

unde

v 0 este o viteză la care zgomotul aerodinamic este dominant și este stabilită la 300 km/h

LW,0,1,i este o putere acustică de referință determinată din două sau mai multe puncte de măsurare, pentru surse aflate la înălțimi cunoscute, de exemplu primul boghiu

LW,0,1,i este o putere acustică de referință determinată din două sau mai multe puncte de măsurare, pentru surse aflate la înălțimi cunoscute, de exemplu înălțimile ancadramentului pantografului

α1,i este un coeficient determinat din două sau mai multe puncte de măsurare, pentru surse aflate la înălțimi cunoscute, de exemplu primul boghiu

α2,i este un coeficient determinat din două sau mai multe puncte de măsurare, pentru surse aflate la înălțimi cunoscute, de exemplu înălțimile ancadramentului pantografului.

Directivitatea sursei

Directivitatea orizontală ΔLW,dir,hor,i în dB este dată în plan orizontal și implicit se poate presupune că este un dipol pentru rulare, impact (legăturile șinei etc.) scrâșnet, frânare, ventilatoare și efectele aerodinamice, dată pentru fiecare bandă de frecvență i de:



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

(2.3.15)

Directivitatea verticală ΔLW,dir,ver,i în dB este dată în plan vertical A (h = 1), ca o funcție a frecvenței benzii centrale fc,i a fiecărei benzi de frecvență i și pentru – π/2 < ψ < π/2 între:



image

(2.3.16)

Pentru sursa B (h = 2) pentru efectul aerodinamic:



ΔLW,dir,ver,i = 10 × lg(cos2 ψ)

pentru ψ < 0

(2.3.17)

ΔLW,dir,ver,i = 0 altundeva

Directivitatea ΔLdir,ver,i nu este considerată ca sursă B (h = 2) pentru alte efecte, deoarece se presupune existența omnidirecționalității pentru aceste surse în această poziție.

2.3.3.    Efectele suplimentare

Corecția pentru radiații structurale (poduri și viaducte)

În cazul în care tronsonul este pe un pod, este necesar să se ia în considerare zgomotul suplimentar generat de vibrațiile podului ca urmare a excitației cauzate de prezența trenului. Deoarece nu este simplu de modelat emisia podului ca sursă suplimentară, date fiind formele complexe ale podurilor, o creștere a zgomotului de rulare este utilizată pentru a reprezenta zgomotul podului. Creșterea este modelată exclusiv prin adăugarea unei creșteri fixe a puterii acustică a zgomotului pentru fiecare bandă de o treime de octavă. Puterea acustică exclusiv a zgomotului de rulare este modificată atunci când se ia în considerare corecția și noua LW,0,rolling–and–bridge,i va înlocui LW,0,rolling-only,i :



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

dB

(2.3.18)

unde Cbridge este o constantă care depinde de tipul de pod și LW,0,rolling–only,i este puterea acustică a zgomotului de rulare pe podul în cauză care depinde numai de proprietățile vehiculului și ale liniei.

Corecția pentru alte surse de zgomot în legătură cu calea ferată

Diverse surse precum depourile, zonele de încărcare/descărcare, gările, soneriile, difuzoarele de gară etc., pot fi prezente și sunt asociate cu zgomotul provocat de transportul feroviar. Aceste surse trebuie tratate ca surse de zgomot industrial (surse de zgomot fixe) și trebuie să fie modelate, dacă este relevant, în conformitate cu următorul capitol privind zgomotul industrial.

2.4.    Zgomotul industrial

2.4.1.    Descrierea surselor

Clasificarea tipurilor de surse (punctiforme, liniare, de suprafață)

Sursele industriale sunt de dimensiuni foarte variabile. Acestea pot fi mari instalații industriale, precum și surse mici concentrate precum unelte și utilaje de mici dimensiuni folosite în fabrici. Prin urmare, este necesară utilizarea unei tehnici de modelare corespunzătoare pentru sursa specifică în curs de evaluare. În funcție de dimensiunile și modul în care mai multe surse individuale se întind pe o suprafață, fiecare aparținând aceleiași zone industriale, acestea pot fi modelate ca surse punctiforme, surse liniare sau surse de suprafață. În practică, calcularea efectului de zgomot se bazează întotdeauna pe surse punctiforme, dar mai multe surse punctiforme pot fi folosite pentru a reprezenta o sursă complexă reală, care se întinde pe o linie sau o suprafață.

Numărul și amplasarea surselor acustice echivalente

Sursele acustice reale sunt modelate cu ajutorul unor surse acustice echivalente reprezentate de una sau mai multe surse punctiforme, astfel încât puterea acustică totală a sursei reale corespunde sumei puterilor acustice individuale atribuite diferitelor surse punctiforme.

Normele generale care trebuie aplicate la definirea numărului de surse punctiforme care trebuie utilizate sunt:

 sursele liniare sau de suprafață, în cazul cărora dimensiunea cea mai mare este mai mică de 1/2 din distanța dintre sursă și receptor, pot fi modelate ca surse punctiforme individuale;

 sursele în cazul cărora dimensiunea cea mai mare este mai mare de 1/2 din distanța dintre sursă și receptor pot fi modelate ca o serie de surse punctiforme incoerente ale unei linii sau o serie de surse punctiforme incoerente ale unei suprafețe, astfel încât pentru fiecare dintre aceste surse să fie îndeplinită condiția referitoare la 1/2 din distanță. Distribuirea pe o suprafață poate include distribuirea verticală a surselor punctiforme;

 pentru sursele în cazul cărora cele mai mari dimensiuni în înălțime sunt de peste 2 m sau apropiate de cea a solului, trebuie să se acorde o atenție deosebită înălțimii sursei. Dublarea numărului de surse, redistribuirea acestora numai în componenta z, nu poate conduce la un rezultat mult mai bun pentru această sursă;

 în cazul oricărei surse, dublarea numărului de surse pe zona sursei (în toate dimensiunile) nu poate conduce la un rezultat mult mai bun.

Poziția surselor acustice echivalente nu poate fi fixă, având în vedere numărul mare de configurații pe care le poate avea o zonă industrială. În mod normal, se aplică cele mai bune practici.

Emisia de putere acustică

Următoarele informații constituie setul complet de date de intrare pentru calculele privind propagarea sunetului cu metodele care trebuie utilizate pentru cartografierea zgomotului:

 Spectrul nivelului de putere acustică emisă în benzi de octavă

 Orele de lucru (zi, seară, noapte, în medie pe an)

 Amplasare (coordonate x, y) și elevația (z) sursei de zgomot

 Tipul sursei (punctiformă, liniară, de suprafață)

 Dimensiunile și orientarea

 Condițiile de funcționare a sursei

 Directivitatea sursei.

Puterea acustică a surselor punctiforme, liniare și de suprafață trebuie definită ca:

 Pentru o sursă punctiformă, puterea acustică LW și directivitatea ca o funcție a celor trei coordonate ortogonale (x, y, z);

 Pot fi definite două tipuri de surse liniare:

 surse liniare reprezentând benzi transportoare, conducte etc., puterea acustică per metru de lungime LW′ și directivitatea ca funcție a celor două coordonate ortogonale pe axa sursei liniare;

 sursele liniare care reprezintă vehiculele în mișcare, asociate fiecare cu puterea acustică LW , directivitatea ca funcție a celor două coordonate ortogonale pe axa sursei liniare și puterea acustică per metru LW′ obținută cu ajutorul vitezei și al numărului de vehicule care se deplasează de-a lungul acestei linii pe timp de zi, seară și noapte; corecția pentru orele de funcționare, care trebuie adăugată la puterea acustică a sursei pentru a defini sursa de putere corectată care trebuie folosită pentru calcule pentru fiecare perioadă de timp CW în dB se calculează după cum urmează:

 



image

(2.4.1)

 unde:

 

V

viteza vehiculului [km/h];

n

numărul de treceri ale vehiculelor per perioadă [-];

l

lungimea totală a sursei [m].

 Pentru o sursă de suprafață, puterea acustică per metru pătrat LW/m2 și nicio directivitate (fie orizontală sau verticală).

Programul de lucru este un element esențial pentru calculul nivelurilor de zgomot. Programul de lucru este dat pentru perioadele de zi, de seară și se noapte și, dacă propagarea utilizează diferite clase meteorologice definite în fiecare dintre perioadele de zi, de noapte și de seară, atunci o distribuție mai precisă a orelor de lucru este furnizată în subperioade care corespund distribuirii claselor meteorologice. Aceste informații trebuie să se bazeze pe o medie anuală.

Corecția pentru programul de lucru, care se adaugă la puterea acustică a sursei pentru a defini puterea acustică corectată care va fi utilizată pentru calculele fiecărei perioade de timp, CW în dB se calculează după cum urmează:



image

(2.4.2)

unde:

T reprezintă sursa activă într-un interval de timp pe baza unei situații medii anuale, în ore;

T ref este perioada de timp de referință în ore (de exemplu ziua este de 12 ore, seara de patru ore și noaptea de opt ore).

Pentru mai multe surse dominante, corecția privind media anuală a orelor de lucru este estimată la o toleranță de cel puțin 0,5 dB pentru a obține o precizie acceptabilă (aceasta este echivalentă unei marje de eroare de cel mult 10 % în definiția perioadei active a sursei).

Directivitatea sursei

Directivitatea sursei este strâns legată de poziția sursei acustice echivalente apropiate de suprafețele învecinate. Întrucât metoda de propagare ia în considerare procesul de reflecție a suprafețelor învecinate precum și absorbția acustică a acesteia, este necesar să se analizeze cu atenție amplasarea suprafețelor învecinate. În general, aceste două cazuri vor fi întotdeauna distinse:

 puterea acustică și directivitatea unei surse este stabilită și dată în raport cu o anumită sursă reală atunci când aceasta se află în câmp deschis (cu excepția efectului terenului). Acest lucru este în conformitate cu definițiile privind propagarea, dacă se presupune că nu există o suprafață învecinată mai mică de 0,01 m de la sursă și suprafețele cu o dimensiune de 0,01 m sau mai mare sunt incluse în calculul propagării;

 puterea acustică și directivitatea unei surse este stabilită și dată în raport cu o anumită sursă reală atunci când aceasta este introdusă într-un loc specific și, prin urmare, puterea acustică și directivitatea unei surse este, de fapt, una „echivalentă”, deoarece aceasta cuprinde modelarea efectului suprafețelor învecinate. Aceasta este definită în „câmp semideschis” în conformitate cu definițiile privind propagarea. În acest caz, suprafețele învecinate modelate sunt excluse din calculul propagării.

Directivitatea va fi exprimată în calcul ca un factor ΔLW,dir,xyz (x, y, z) care trebuie adăugat la puterea acustică pentru a obține puterea acustică direcțională corectă a unei surse sonore de referință văzută de propagarea sunetului în direcția dată. Factorul poate fi dat ca o funcție a vectorului direcției definit de (x,y,z) cu
image . Această directivitate poate fi, de asemenea, exprimată prin intermediul altor sisteme de coordonate cum ar fi sistemele de coordonate unghiulare.

2.5.    Calculul propagării zgomotului pentru sursele rutiere, feroviare, industriale.

2.5.1.    Domeniul de aplicare și aplicabilitatea metodei

Prezentul document stabilește o metodă de calcul a atenuării propagării zgomotului în cursul propagării sale în mediul exterior. Cunoscând caracteristicile sursei, această metodă estimează nivelul de presiune acustică continuă echivalentă la un punct receptor care corespunde următoarelor două tipuri specifice de condiții atmosferice:

 condiții de propagare a refracției în sens descendent (înclinare verticală pozitivă a celerității sonore efective) de la sursă la receptor;

 condiții atmosferice omogene (înclinare verticală nulă a celerității sonore efective) pe întreaga zonă de propagare.

Metoda de calcul descrisă în prezentul document se aplică infrastructurilor industriale și infrastructurilor de transport terestru. Prin urmare, aceasta se aplică în special infrastructurilor rutiere și feroviare. Transportul aerian este inclus în domeniul de aplicare al metodei numai pentru zgomotul produs în timpul operațiunilor la sol și exclude decolarea și aterizarea.

Infrastructurile industriale care emit zgomote tonale puternice sau intermitente, conform standardului ISO 1996-2:2007, nu intră în domeniul de aplicare al acestei metode.

Metoda de calcul nu oferă rezultate în condiții de propagare a refracției în sens ascendent (înclinare verticală negativă a vitezei efective a sunetului), dar aceste condiții sunt aproximate prin condiții omogene la calcularea Lden.

Pentru a calcula atenuarea cauzată de absorbția atmosferică în cazul infrastructurii de transport, condițiile de temperatură și de umiditate se calculează în conformitate cu standardul ISO 9613-1:1996.

Metoda furnizează rezultate pentru fiecare bandă de octavă cu frecvențe cuprinse între 63 Hz și 8 000 Hz. Calculele se efectuează pentru fiecare din frecvențele centrale.

Elementele de acoperire parțiale și obstacolele în pantă, atunci când sunt modelate, cu mai mult de 15° în raport cu axa verticală sunt excluse din domeniul de aplicare a acestei metode de calcul.

Un singur ecran este calculat ca un singur calcul de difracție, două sau mai multe ecrane pe o singură direcție sunt tratate ca o serie ulterioară de difracții individuale prin aplicarea procedurii descrise în continuare.

2.5.2.    Definiții utilizate

Toate distanțele, înălțimile, dimensiunile și altitudinile utilizate în prezentul document sunt exprimate în metri (m).

Abrevierea MN reprezintă distanța în trei dimensiuni (3D) între punctele M și N, măsurate conform unei linii drepte care face legătura între aceste puncte.

Abrevierea ^MN reprezintă lungimea curbată între punctele M și N, în condiții favorabile.

Este o practică obișnuită ca înălțimile reale să fie măsurate vertical, în direcția perpendiculară pe planul orizontal. Înălțimea punctelor situate deasupra solului local sunt notate cu h, înălțimea absolută a punctelor și înălțimea absolută a solului se vor nota cu litera H.

Pentru a lua în considerare relieful actual al solului pe o traiectorie de propagare, noțiunea de „înălțime echivalentă” este introdusă, care urmează a fi marcată prin litera z. Aceasta înlocuiește înălțimile reale în ecuațiile privind efectul solului.

Nivelurile de zgomot, notate cu majuscula L, sunt exprimate în decibeli (dB) pentru fiecare bandă de frecvență în cazul în care se omite indicele A. Nivelurile sonore în decibeli dB (A) sunt reprezentate de indicele A.

Suma nivelurilor zgomotului generat de sursele incoerente reciproce sunt notate cu semnul în conformitate cu următoarea definiție:



image

(2.5.1)

2.5.3.    Considerații geometrice

Segmentarea sursei

Sursele reale sunt descrise printr-o serie de surse punctiforme sau, în cazul traficului feroviar sau rutier, prin surse liniare incoerente. Metoda de propagare presupune că sursele liniare sau de suprafață au fost anterior divizate pentru a fi reprezentate de o serie de surse punctiforme echivalente. Acest lucru poate avea loc după preprocesarea datelor sursei, sau poate să aibă loc în cadrul componentei cu rol de deschizător de drumuri al software-ului de calcul. Modalitățile prin care a avut loc aceasta sunt în afara sferei de aplicare a metodologiei actuale.

Căile de propagare

Metoda funcționează pe baza unui model geometric, constând într-o serie de suprafețe conectate ale solului și ale obstacolelor. O cale de propagare verticală este desfășurată pe unul sau mai multe planuri verticale cu privire la planul orizontal. Pentru traiectoriile care includ reflexiile pe suprafețele verticale, nu perpendiculare, pe planul incidentului, un alt plan vertical este ulterior luat în considerare care include partea reflectată a traiectoriei de propagare. În aceste cazuri, atunci când mai multe planuri verticale sunt utilizate pentru a descrie întreaga traiectorie de la sursă la receptor, planurile verticale sunt apoi turtite, precum un paravan chinezesc desfășurat.

Înălțimile semnificative deasupra solului

Înălțimile echivalente sunt obținute din planul mediu al solului dintre sursă și receptor. Aceasta înlocuiește solul actual cu un plan fictiv reprezentând profilul mediu al terenului.

image

1

:

Relieful actual

2

:

Planul mediu

Înălțimea echivalentă a unui punct este înălțimea ortogonală în relație cu planul mediu al solului. Înălțimea echivalentă a solului zs și înălțimea echivalentă a receptorului zr pot fi, prin urmare, definite. Distanța dintre sursă și receptor în proiecție pe un plan mediu al solului este notată cu d p.

Dacă înălțimea echivalentă a unui punct devine negativă, și anume dacă un punct este amplasat sub planul mediu al solului, este reținută o înălțime nulă și punctul echivalent este apoi identic cu imaginea sa posibilă.

Calculul planului mediu

În planul traiectoriei, topografia (inclusiv terenul, colinele, rambleele și alte obstacole înălțate de om, clădirile, …) poate fi descrisă de o serie ordonată de puncte discrete (xk, Hk ); k є {1, … ,n}. Această serie de puncte definește o linie poligonală, sau în mod echivalent, o secvență de segmente drepte Hk = akx + bk , x є [xk , xk + 1 ]; k є {1, … n}, unde:



left accolade

ak = (Hk + 1 – Hk )/(xk + 1 – xk )

(2.5.2)

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

Planul mediu este reprezentat de o linie dreaptă Z = ax + b; x є [x 1, xn ], care este ajustat de linia poligonală prin intermediul unei aproximări prin metoda celor mai mici pătrate. Ecuația liniei medii poate fi ajustată analitic.

Folosind:



left accolade

image

(2.5.3)

image

Coeficienții liniei drepte sunt stabiliți prin:



left accolade

image

(2.5.4)

image

Unde segmentele cu xk + 1 = xk sunt ignorate la evaluarea ecuației 2.5.3.

Reflexiile fațadelor clădirilor și ale altor obstacole verticale

Contribuțiile reflexiilor sunt luate în considerare prin introducerea surselor de tip imagine descrise mai jos.

2.5.4.    Modelul de propagare a sunetului

Pentru un receptor R calculele se fac conform următoarelor etape:

1. pe fiecare cale de propagare:

 calculul atenuării în condiții favorabile;

 calculul atenuării în condiții omogene;

 calculul nivelului sunetului pe termen lung pentru fiecare cale;

2. acumularea nivelurilor sunetului pe termen lung pentru toate căile care afectează un receptor specific care permite, prin urmare, calcularea nivelului total al sunetului la punctul receptor.

Ar trebui reținut că numai atenuările datorate efectului solului (Aground ) și difracției (Adif ) sunt afectate de condițiile meteorologice.

2.5.5.    Procesul de calcul

Pentru o sursă punctiformă S a puterii acustice direcționale Lw,0,dir și pentru o bandă a frecvenței date, nivelul presiunii acustice continue echivalente la un punct receptor R în condiții atmosferice date este obținut conform ecuațiilor de mai jos.

Nivelul sunetului în condiții favorabile (LF) pentru o traiectorie (S,R)



LF = LW,0,dir – AF

(2.5.5)

Coeficientul AF reprezintă atenuarea totală de-a lungul traiectoriei de propagare în condiții favorabile și este defalcat după cum urmează:



LF = Adiv + Aatm + Aboundary,F

(2.5.6)

unde

Adiv este atenuarea datorată divergenței geometrice;

Adiv este atenuarea datorată absorbției atmosferice;

Aboundary,F este atenuarea datorată limitei mediului de propagare în condiții favorabile. Poate conține următorii coeficienți:

Aground,F care este atenuarea datorată solului în condiții favorabile;

Adif,F care este atenuarea datorată difracției în condiții favorabile.

Pentru o anumită traiectorie și bandă de frecvență, sunt posibile următoarele două scenarii:

 fie Aground,F este calculată fără difracție (Adif,F = 0 dB) și Aboundary,F = Aground,F ;

 fie Adif,F este calculată. Efectul solului este luat în considerare în ecuația Adif,F în sine (Aground,F = 0 dB). Prin urmare, se obține Aboundary,F = Adif,F .

Nivelul sunetului în condiții omogene (LH) pentru o traiectorie (S,R)

Procedura este strict identică celei condițiilor favorabile prezentate în secțiunea anterioară.



LH = LW,0,dir – AH

(2.5.7)

Coeficientul AH reprezintă atenuarea totală de-a lungul traiectoriei de propagare în condiții omogene și este defalcat după cum urmează:



AH = Adiv + Aatm + Aboundary,H

(2.5.8)

unde

Adiv este atenuarea datorată divergenței geometrice;

Aatm este atenuarea datorată absorbției atmosferice;

Aboundary,H este atenuarea datorată limitei mediului de propagare în condiții omogene. Poate conține următorii coeficienți:

Aground,H care este atenuarea datorată solului în condiții omogene;

Adif,H care este atenuarea datorată difracției în condiții omogene.

Pentru o anumită traiectorie și bandă de frecvență, sunt posibile următoarele două scenarii:

 fie Αground,H (Adif,H = 0 dB) este calculată fără difracție și Aboundary,H = Αground,H ;

 fie Adif,H (Αground,H = 0 dB) este calculată. Efectul solului este luat în considerare în ecuația Adif,H în sine. Prin urmare, se obține Aboundary,F = Adif,F .

Abordarea statistică din cadrul zonelor urbane pentru o traiectorie (S,R)

În zonele urbane, o abordare statistică a calculului propagării sunetului în spatele primei linii a clădirilor este, de asemenea, permisă, cu condiția ca o astfel de metodă să fie documentată corespunzător, inclusiv informațiile relevante privind calitatea metodei. Această metodă poate înlocui calculul Aboundary,H și Aboundary,F printr-o aproximare a atenuării totale pentru traiectoria directă și toate reflexiile. Calculul se va baza pe densitatea medie a clădirii și înălțimea medie a tuturor clădirilor din zonă.

Nivelul sunetului pe termen lung pentru o traiectorie (S,R)

Nivelul sunetului „pe termen lung” de-a lungul unei căi pornind de la o sursă punctiformă dată este obținut din suma logaritmică a energiei sonore ponderate în condiții omogene și energia sonoră în condiții favorabile.

Aceste niveluri ale sunetului sunt ponderate de probabilitatea medie p a condițiilor favorabile în direcția traiectoriei (S,R):



image

(2.5.9)

NB: Valorile probabilității pentru p sunt exprimate în procentaje. Astfel, de exemplu, dacă valoarea probabilității este 82 %, ecuația (2.5.9) va avea valoarea p = 0,82.

Nivelul sunetului pe termen lung la punctul R pentru toate căile

Nivelul sunetului total pe termen lung la receptor pentru o bandă de frecvență este obținut de contribuțiile energetice însumate din toate căile N, cu toate tipurile incluse:



image

(2.5.10)

unde

n este indicele căilor dintre S și R.

Luarea în considerare a reflexiilor prin intermediul surselor de tip imagine este descrisă mai jos. Procentajul probabilității condițiilor favorabile în cazul unei căi reflectate pe un obstacol vertical se consideră a fi identic probabilității traiectoriei directe.

Dacă S′ este sursa de tip imagine a S, atunci probabilitatea p′ a traiectoriei (S′,R) se consideră a fi egală probabilității p a traiectoriei (Si ,R).

Nivelul sunetului pe termen lung la punctul R în decibeli A (dBA)

Nivelul total al sunetului în decibeli A (dBA) este obținut prin însumarea nivelurilor fiecărei benzi de frecvență:



image

(2.5.11)

unde i este indicele benzii de frecvență. AWC reprezintă corecția de ponderare pe curba A conform standardului internațional IEC 61672-1:2003.

Acest nivel LAeq,LT constituie rezultatul final, și anume nivelul de presiune acustică pe termen lung ponderat pe curba A la punctul receptor la un interval de timp de referință specific (de exemplu ziua sau seara sau noaptea sau pe o perioadă mai scurtă de timp din cursul zilei, al serii sau al nopții).

2.5.6.    Calculul propagării zgomotului pentru sursele rutiere, feroviare și industriale.

Divergența geometrică

Atenuarea datorată divergenței geometrice, Adiv, corespunde unei reduceri a nivelului sonor ca urmare a distanței de propagare. Pentru o sursă sonoră punctiformă în câmp deschis, atenuarea în dB este dată de:



Adiv = 20 × lg(d) + 11

(2.5.12)

unde d este distanța de orientare directă 3D dintre sursă și receptor.

Absorbția atmosferică

Atenuarea datorată absorbției atmosferice A atm în timpul propagării pe o distanță d este dată în dB de ecuația:



Aatm = αatm · d/1 000

(2.5.13)

unde

d este distanța de orientare directă 3D dintre sursă și receptor în m;

αatm este coeficientul atenuării atmosferice dB/km la frecvența centrală nominală pentru fiecare bandă de frecvență, în conformitate cu standardul ISO 9613-1.

Valorile coeficientului αatm sunt date pentru o temperatură de 15 oC, o umiditate relativă de 70 % și o presiune atmosferică de 101 325 Pa. Acestea sunt calculate cu frecvențele centrale exacte ale benzii de frecvență. Aceste valori sunt în conformitate cu standardul ISO 9613-1. Media meteorologică pe termen lung va fi folosită dacă sunt disponibile date meteorologice.

Efectul solului

Atenuarea datorată efectului solului este în principal rezultatul interferenței dintre sunetul reflectat și sunetul care este propagat direct de la sursă la receptor. Este fizic legat de absorbția acustică a solului deasupra căruia este propagată unda sonoră. Cu toate acestea, depinde, de asemenea, semnificativ de condițiile atmosferice din timpul propagării, deoarece curbarea razei modifică înălțimea traiectoriei deasupra solului și face efectele solului și terenului din apropierea sursei mai mult sau mai puțin semnificative.

În cazul în care propagarea dintre sursă și receptor este afectată de orice obstacol al planului de propagare, efectul solului este calculat separat de partea sursei și a receptorului. În acest caz, zs și zr se referă la poziția sursei echivalente și/sau a receptorului conform indicațiilor de mai jos dacă calculul difracției Adif este prezentat.

Caracterizarea acustică a solului

Proprietățile acustice ale absorbției solului sunt în principal legate de porozitatea sa. Solul compact este în general reflectant, iar solul poros este absorbant.

Pentru cerințele operaționale de calcul, absorbția acustică a solului este reprezentată de un coeficient adimensional G, între 0 și 1. G este independent de frecvență. Tabelul 2.5.a oferă valorile G pentru solul din exterior. În general, media coeficientului G pe o cale are valori cuprinse între 0 și 1.



Tabelul 2.5.a

Valorile G pentru diferite tipuri de sol

Descrierea

Tipul

(kPa · s/m2)

Valoarea G

Foarte moale (zăpadă sau acoperit cu mușchi)

A

12,5

1

Sol moale din pădure (strat subțire, strat dens acoperit cu iarbă sau strat gros acoperit cu mușchi)

B

31,5

1

Sol necompactat, afânat (gazon, iarbă, sol afânat)

C

80

1

Sol normal necompactat (soluri de pădure, pășuni)

D

200

1

Câmp compactat și pietriș (pajiști compactate, zone de parc)

E

500

0,7

Sol dens compactat (drum cu pietriș, parcare)

F

2 000

0,3

Suprafețe dure (majoritatea asfalt normal, beton)

G

20 000

0

Suprafețe foarte dure și dense (asfalt dens, beton, apă)

H

200 000

0

Gpath este definit ca fracția solului absorbant prezent pe întreaga cale acoperită.

Atunci când sursa și receptorul sunt apropiate astfel încât dp ≤ 30(zs + zr ), distincția dintre tipul de sol aflat în apropierea sursei și tipul de sol aflat în apropierea receptorului este neglijabilă. Pentru a lua în considerare această observație, factorul solului Gpath este corectat, prin urmare, în cele din urmă după cum urmează:

►C1

 



G′path = left accolade

image

dacă dp ≤ 30 (zs + zr )

(2.5.14)

Gpath

în caz contrar

 ◄

unde Gs este factorul solului pentru zona sursei. Gs = 0 pentru platforme rutiere ( 5 ), șinele fără traverse. Gs = 1 pentru liniile feroviare pe balast. Nu există un răspuns general în cazul surselor și uzinelor industriale.

G poate fi legat de rezistivitatea fluxului.

image

image

Următoarele două subsecțiuni privind calculele în condiții favorabile și omogene introduc simbolurile generice Gw și Gm pentru absorbția solului. Tabelul 2.5.b prevede corespondența dintre aceste simboluri și variabilele Gpath și G′path .



Tabelul 2.5.b

Corespondența dintre Gw și Gm și (Gpath , G′path )

 

Condiții omogene

Condiții favorabile

Aground

Δground(S,O)

Δground(O,R)

Aground

Δground(S,O)

Δground(O,R)

Gw

G′path

Gpath

Gm

G′path

Gpath

G′path

Gpath

Calculele în condiții omogene

Atenuarea cauzată de efectul solului în condiții omogene se calculează conform următoarelor ecuații:

dacă Gpath ≠ 0



image

(2.5.15)

unde

image

fm este frecvența centrală nominală a benzii de frecvență în cauză, în Hz, c este viteza sunetului în aer, considerată egală cu valoarea 340 m/s, și Cf este definit de:



image

(2.5.16)

în cazul în care valorile lui w se obțin cu ajutorul ecuației de mai jos:



image

(2.5.17)

Gw pot fi egale fie cu Gpath , fie cu G′path , dacă efectul solului este calculat cu sau fără difracție și conform naturii solului de sub sursă (sursă reală sau difractată). Acestea sunt specificate în următoarele subsecțiuni și sunt rezumate în tabelul 2.5.b.



image

(2.5.18)

este limita inferioară a Aground,H .

Pentru o cale (S i,R) în condiții omogene fără difracție:

Gw = G′path

Gm = G′path

Cu difracție, a se vedea secțiunea privind difracția pentru definițiile Gw și Gm.

dacă Gpath = 0: Aground,H = – 3 dB

Coeficientul – 3(1 – Gm) nu ia în considerare faptul că, atunci când sursa și receptorul sunt îndepărtate, prima sursă de reflexie nu se mai află pe platformă, ci pe teren natural.

Calculul în condiții favorabile

Efectul solului în condiții favorabile se calculează cu ecuația Aground,H , cu condiția să se facă următoarele modificări:

Dacă Gpath ≠ 0

(a) În ecuația Aground,H , înălțimile z s și z r sunt înlocuite cu z s + δ z s + δ z T și respectiv z r + δ z r + δ z T unde



left accolade

image

(2.5.19)

image

a o = 2 × 10– 4 m– 1 este opusul razei curburii

image

(b) Limita inferioară Aground,F depinde de geometria traiectoriei:



►C1  image  ◄

(2.5.20)

Dacă Gpath = 0

A ground,F, = Aground,F,min

Corecțiile înălțimii δ z s și δ z r asigură efectul deformării sunetului. δ z T reprezintă efectul de turbulență.

Gm pot fi egale fie cu Gpath fie cu G′path dacă efectul solului este calculat cu sau fără difracție și conform naturii solului de sub sursă (sursă reală sau difractată). Acestea sunt specificate în următoarele subsecțiuni.

Pentru o cale (S i,R) în condiții favorabile fără difracție:

Gw = Gpath în ecuația (2.5.17);

Gm = G′path .

Cu difracție, a se vedea următoarea secțiune pentru definițiile Gw și Gm.

Difracție

Ca o regulă generală, difracția va fi studiată la capătul superior al fiecărui obstacol de pe calea de propagare. În cazul în care calea depășește „suficient” limita difracției, Adif = 0 poate fi stabilită și se poate calcula unda directă, în special prin evaluarea Aground .

În practică, pentru fiecare frecvență centrală a benzii de frecvență, diferența traiectoriei δ este comparată cu cantitatea – λ/20. Dacă un obstacol nu produce difracție, acest lucru fiind, de exemplu determinat conform criteriului lui Rayleigh, nu este nevoie să se calculeze Adif pentru banda de frecvență în cauză. Cu alte cuvinte Adif = 0 în acest caz. În caz contrar, Adif este calculată astfel cum este descrisă la începutul acestei părți. Această regulă se aplică atât în condiții favorabile, cât și omogene, pentru difracția individuală și multiplă.

Atunci când, pentru o anumită bandă de frecvență, se face un calcul conform procedurii descrise în prezenta secțiune, Aground este stabilită ca fiind egală cu 0 dB la calcularea atenuării totale. Efectul solului este luat în considerare în mod direct în ecuația de calcul a difracției generale.

Ecuațiile propuse aici sunt utilizate pentru procesarea difracției pe ecrane subțiri, ecrane groase, clădiri, berme de pământ (naturale sau artificiale), și pe marginile rambleurilor, excavațiilor și pe viaducte.

Atunci când mai multe obstacole difractante sunt întâlnite pe o cale de propagare, ele sunt tratate ca o difracție multiplă prin aplicarea procedurii descrise în secțiunea următoare pentru calcularea diferenței traiectoriei.

Procedurile prezentate aici sunt utilizate pentru a calcula atenuările atât în condiții omogene, cât și în condiții favorabile. Deformarea undei este luată în considerare în calculul diferenței traiectoriei și pentru a calcula efectele solului înainte și după difracție.

Principiile generale

Figura 2.5.c ilustrează metoda generală pentru calculul atenuării cauzate de difracție. Această metodă se bazează pe descompunerea traiectoriei de propagare în două părți: calea „de pe partea sursei”, situată între sursă și punctul de difracție, și „calea de pe partea receptorului”, situată între punctul de difracție și receptor.

Se calculează următoarele:

 un efect al solului, pe partea sursei Δ ground(S,O)

 un efect al solului, pe partea receptorului Δ ground(S,O)

 și trei difracții:

 

 între sursa S și receptorul R: Δ dif(S,R)

 între sursa de imagine S′ și R: Δ dif(S′,R)

 între sursa S și receptorul de imagine R′: Δ dif(S,R′) .

image

1

:

Partea sursei

2

:

Partea receptorului

unde

S este sursa;

R este receptorul;

S′ este sursa de imagine în relație cu partea sursei a planului mediu al solului;

R′ este receptorul de imagine în relație cu partea receptorului planului mediu al solului;

O este punctul de difracție;

z s este înălțimea echivalentă a sursei S în relație cu partea sursei planului mediu;

z o,s este înălțimea echivalentă a punctului de difracție O în relație cu partea sursei planului mediu al solului;

z r este înălțimea echivalentă a receptorului R în relație cu partea sursei planului mediu;

z o,r este înălțimea echivalentă a punctului de difracție O în relație cu partea receptorului planului mediu al solului.

Asimetria solului dintre sursă și punctul de difracție și dintre punctul de difracție și receptor este luată în considerare prin intermediul înălțimilor echivalente calculate în relație cu planul mediu al solului, mai întâi partea sursei și apoi partea receptorului (două planuri medii ale solului), conform metodei descrise în secțiunea privind înălțimile semnificative de deasupra solului.

Difracția pură

Pentru difracția pură, fără efecte ale solului, atenuarea este dată de:

►C1

 



Δ dif = left accolade

image

dacă image

(2.5.21)

0

în caz contrar

 ◄

unde



Ch = 1

(2.5.22)

λ este lungimea undei la frecvența centrală nominală a benzii de frecvență în cauză;

δ este diferența traiectoriei dintre calea difractată și calea directă (a se vedea următoarea secțiune privind calculul diferenței traiectoriei);

C′′ este coeficientul utilizat pentru a lua în considerare difracțiile multiple:

C′′ = 1 pentru o difracție individuală.

Pentru difracția multiplă, dacă e este distanța totală a traiectoriei de la O1 la O2 + de la O2 la O3 + de la O3 la O4 din „metoda benzii de cauciuc”, (a se vedea figurile 2.5.d și 2.5.f) și dacă e depășește 0,3 m (în mod contrar C′′ = 1), acest coeficient este definit de:



image

(2.5.23)

Valorile Δdif vor fi stabilite:

 dacă Δ dif < 0: Δ dif = 0 dB

 dacă Δ dif > 25: Δ dif = 25 dB pentru o difracție pe limita orizontală și numai pentru coeficientul Δdif care figurează în calculul Adif . Această limită superioară nu trebuie aplicată în coeficienții Δdif care intervin în calculul Δ ground , sau pentru o difracție de pe limita verticală (difracție laterală) în cazul cartografierii acustice industriale.

Calculul diferenței traiectoriei

Diferența traiectoriei δ este calculată într-un plan vertical care conține sursa și receptorul. Aceasta este o aproximare în ceea ce privește principiul Fermat. Aproximarea rămâne aplicabilă în acest caz (surse liniare). Diferența traiectoriei δ se calculează ca în următoarele figuri, pe baza situațiilor întâlnite.

Condiții omogene

image

Notă: Pentru fiecare configurare, este dată expresia δ.

Condiții favorabile

image

În condiții favorabile, se consideră că cele trei unde sonore curbate ►C1  image, image și image  ◄ au o rază de curbare identică Γ definită de:



Γ = max(1 000,8 d)

(2.5.24)

Lungimea curburii unei unde sonore MN este notată cu ^MN în condiții favorabile. Această lungime este egală cu:



image

(2.5.25)

În principiu, trei scenarii ar trebui luate în considerare la calculul diferenței traiectoriei în condiții favorabile ΔFδF (a se vedea figura 2.5.e). În practică, sunt suficiente două ecuații:

 dacă unda sonoră directă SR este mascată de obstacol (primul și al doilea caz din figura 2.5.e):

 



image

(2.5.26)

 dacă unda sonoră directă SR este mascată de obstacol (al treilea caz în figura 2.5.e):

 



image

(2.5.27)

unde A este punctul de intersecție al undei sonore SR cu prelungirea obstacolului difractant.

Pentru difracții multiple în condiții favorabile:

 se determină corpul convex prin diverse limite de difracție potențiale;

 se elimină limitele de difracție care nu sunt la limita corpului convex;

 se calculează δF pe baza lungimilor undei sonore curbate, prin întreruperea traiectoriei difractate în cât mai multe segmente curbate, după caz (a se vedea figura 2.5.f)

 



image

(2.5.28)

image

În scenariul prezentat în figura 2.5.f diferența de cale este:



image

(2.5.29)

Calculul atenuării A dif

Atenuarea datorată difracției, având în vedere efectele solului de pe partea sursei și de pe partea receptorului, se calculează în conformitate cu următoarele ecuații generale:



image

(2.5.30)

unde

 Δ dif (S,R) este atenuarea datorată difracției dintre sursa S și receptorul R;

 Δground(S,O) este atenuarea datorată efectului solului de pe partea sursei, ponderată de difracția de pe partea sursei, unde se înțelege că O = O1 în cazul difracțiilor multiple conform figurii 2.5.f

 Δground(O,R) este atenuarea datorată efectului solului de pe partea receptorului, ponderată în raport cu difracția de pe partea receptorului [a se vedea următoarea subsecțiune privind calculul coeficientului Δground(O,R)].

Calculul coeficientului Δ ground(S,O)



image

(2.5.31)

unde

  Aground(S,O) este atenuarea cauzată de efectul solului între sursa S și punctul de difracție O. Acest coeficient este calculat așa cum se indică în subsecțiunea anterioară privind calculele în condiții omogene și în subsecțiunea anterioară privind calculul în condiții favorabile cu următoarele ipoteze:

  z r = zo,s ;

  Gpath este calculat între S și O;

 În condiții omogene: Gw = G′path în ecuația (2.5.17), Gm = G′path în ecuația (2.5.18);

 În condiții favorabile: Gw = Gpath în ecuația (2.5.17), Gm = G′path în ecuația (2.5.20);

 Δ dif(S′,R) este atenuarea datorată difracției dintre sursa de imagine S′ și R, calculată conform subsecțiunii anterioare privind difracția pură;

 Δ dif(S,R) este atenuarea cauzată de difracția dintre S și R, calculată conform subsecțiunii anterioare privind difracția pură.

Calculul coeficientului Δground(O,R)



image

(2.5.32)

unde

  Aground (O,R) este atenuarea cauzată de efectul solului între punctul de difracție O și receptorul R. Acest coeficient este calculat așa cum se indică în subsecțiunea anterioară privind calculul în condiții omogene și în subsecțiunea anterioară privind calculul în condiții favorabile cu următoarele ipoteze:

  z s = z o,r

  Gpath este calculat între O și R.

Corecția G′path nu trebuie luată în considerare aici ca sursa avută în vedere în punctul de difracție. Prin urmare, Gpath va fi folosită efectiv în calculul efectelor solului, inclusiv pentru coeficientul limitei inferioare a ecuației care devine – 3(1 – Gpath ).

 În condiții omogene, Gw = Gpath în ecuația (2.5.17) și Gm = Gpath în ecuația (2.5.18).

 În condiții favorabile, Gw = Gpath în ecuația (2.5.17) și Gm = Gpath în ecuația (2.5.20);

 Δ dif(S,R′) este atenuarea datorată difracției dintre S și receptorul de imagine R′, calculată conform subsecțiunii anterioare privind difracția pură;

 Δ dif(S,R) este atenuarea cauzată de difracția dintre S și R, calculată conform subsecțiunii anterioare privind difracția pură.

Scenarii privind limita verticală

Ecuația (2.5.21) poate fi folosită pentru a calcula difracțiile pe muchiile verticale (difracții laterale) în cazul zgomotului industrial. În acest caz, se ia Adif = Δ dif(S,R) și se păstrează coeficientul Aground . În plus, Aatm și Aground se calculează din lungimea totală a traiectoriei de propagare. Adiv este calculat din distanța directă d. Ecuațiile (2.5.8) și respectiv (2.5.6) devin:



image

(2.5.33)

image

(2.5.34)

Δ dif este utilizată efectiv în condiții omogene în ecuația (2.5.34).

Reflexii pe obstacole verticale

Reflexiile privind obstacolele verticale sunt gestionate prin intermediul surselor de imagine. Reflexiile pe fațadele clădirilor și barierele fonice sunt tratate în acest mod.

Un obstacol se consideră a fi vertical dacă înclinarea sa în relație cu planul vertical este mai mică de 15°.

Atunci când se tratează reflexiile pe obiectele a căror înclinare în relație cu planul vertical este mai mare sau egală cu 15°, obiectul nu este luat în considerare.

Obstacolele în cazul cărora cel puțin o dimensiune este mai mică de 0,5 m vor fi ignorate în calculul reflexiei, cu excepția configurațiilor speciale ( 6 ).

De reținut că reflexiile pe sol nu sunt luate în considerare aici. Acestea sunt luate în considerare în calculele atenuării cauzate de limite (sol, difracție).

Dacă LWS este nivelul puterii sursei S și αr coeficientul de absorbție pe suprafața obstacolului definit în standardul EN 1793-1:2013, atunci nivelul de putere al sursei de imagine S′ este egal cu:



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

(2.5.35)

unde 0 ≤ αr < 1

Atenuările propagării descrise mai sus sunt apoi aplicate acestei căi (sursă de imagine, receptor), asemenea traiectoriei directe.

image

În cercetarea geometrică a căilor de sunet, în timpul reflexiei pe un obstacol vertical (ziduri barieră, clădire), poziția impactului undei în raport cu muchia superioară a acestui obstacol determină proporția mai mult sau mai puțin semnificativă a energiei reflectate efectiv. Această pierdere a energiei acustice atunci când unda este reflectată are denumirea de atenuare prin retrodifracție.

În cazul reflexiilor multiple potențiale între două ziduri verticale, se va lua în considerare cel puțin prima reflexie.

În cazul unui șanț (a se vedea, de exemplu figura 2.5.h), atenuarea prin retrodifracție se aplică fiecărei reflexii pe pereții de susținere.

image

În această reprezentare, unda de sunet ajunge la receptor „trecând succesiv prin” pereții de susținere a șanțului, care pot fi prin urmare comparați cu deschiderile.

La calcularea propagării printr-o deschidere, câmpul sonor la receptor este suma câmpului direct la câmpul difractat de muchiile deschiderii. Acest câmp difractat asigură continuitatea tranziției dintre zona liberă și zona umbrită. Atunci când unda se apropie de muchia deschiderii, câmpul deschis este atenuat. Calculul este identic celui al atenuării de către o barieră în zona liberă.

Diferența traiectoriei δ′ asociate cu fiecare retrodifracție este opusul diferenței traiectoriei dintre S și R relativ la fiecare muchie superioară O, și aceasta având în vedere o secțiune transversală desfășurată (a se vedea figura 2.5.i).



δ′ = – (SO + OR – SR)

(2.5.36)

image

Semnul „minus” al ecuației (2.5.36) înseamnă că receptorul este luat în considerare în această situație în zona liberă.

Atenuarea prin retrodifracție Δr etrodif este obținută prin ecuația (2.5.37), care este similară ecuației (2.5.21) cu simboluri refăcute.

►C1

 



Δ retrodif = left accolade

image

dacă image

(2.5.37)

0

în caz contrar

 ◄

Această atenuare se aplică undei directe de fiecare dată când „trece prin” (se reflectă pe) un zid sau o clădire. Nivelul de putere al sursei de imagine S′ devine astfel:



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

(2.5.38)

În configurațiile complexe de propagare, difracțiile pot exista între reflexii, sau între receptor și reflexii. În acest caz, retrodifracția pereților este estimată prin luarea în considerare a traiectoriei dintre sursă și primul punct de difracție R′ [prin urmare considerat receptorul în ecuația (2.5.36)]. Principiul este ilustrat în figura 2.5.j.

image

În cazul reflexiilor multiple se adaugă reflexiile datorate fiecărei reflexii.

2.6.    Dispoziții generale – Zgomotul produs de aeronave

2.6.1.    Definiții și simboluri

Anumiți termeni importanți sunt descriși aici prin înțelesurile generale atribuite în prezentul document. Lista nu este exhaustivă; sunt incluse numai expresiile și acronimele utilizate frecvent. Alți termeni sunt descriși acolo unde apar prima dată.

Simbolurile matematice (indicate după termeni) sunt cele principale folosite în ecuațiile din textul principal. Alte simboluri folosite local, atât în text, cât și în apendice sunt definite acolo unde sunt utilizate.

Cititorului i se reamintește periodic interschimbabilitatea cuvintelor sunet și zgomot în prezentul document. Deși cuvântul zgomot are conotații subiective – este de obicei definit de acusticieni ca „sunet nedorit” – în domeniul controlului zgomotului produs de aeronave se consideră de obicei că înseamnă doar sunet – energie transmisă în aer prin unde acustice. Simbolul → indică referințe încrucișate cu alți termeni incluși în listă.

Termeni

AIP

publicație de informare aeronautică

Configurația aeronavei

poziția slaturilor, a flapsurilor și a trenului de aterizare.

Mișcarea aeronavei

sosirea, plecarea sau altă acțiune a aeronavei care afectează expunerea la zgomot în jurul unui aerodrom.

Date privind zgomotul și performanțele aeronavei

date care descriu caracteristicile acustice și de performanță ale diferitelor tipuri de avioane și care sunt impuse de procesul de modelare. Acestea includ → relațiile NPD și informațiile care permit calculul puterii/tracțiunii motorului ca funcție a → configurației zborului. Datele sunt de obicei furnizate de producătorul aeronavei, iar atunci când nu este posibil, acestea sunt uneori obținute din alte surse. Atunci când nu sunt disponibile date, aeronava respectivă este, de obicei, reprezentată prin adaptarea datelor aferente unei aeronave similare – această practică este denumită substituție.

Altitudine

înălțime peste nivelul mediu al mării.

Baza de date ANP

baza de date privind zgomotul și performanțele aeronavei (Aircraft Noise and Performance database), inclusă în apendicele I.

Nivelul sunetului, ponderat pe curba A, LA

scara de bază pentru nivelul sunetului/zgomotului, folosită pentru măsurarea zgomotului ambiental, inclusiv a celui provocat de aeronave, și pe care se bazează majoritatea metricilor pentru contururile de zgomot.

Traiectoria la sol principală

traiectoria la sol reprezentativă sau nominală, care definește centrul unei fâșii de traiectorii.

Nivelul sonor de referință al unui eveniment

nivelul sonor al unui eveniment, citit dintr-o bază de date NPD.

Eliberarea frânelor

începutul rulării

Tracțiunea netă corectată

la o anumită setare a puterii (de exemplu EPR sau N 1) tracțiunea netă scade odată cu densitatea aerului și deci odată cu creșterea altitudinii aeronavei; tracțiunea netă corectată este valoarea tracțiunii la nivelul mării.

Nivelul cumulativ al sunetului/zgomotului

o măsură în decibeli a zgomotului recepționat într-o perioadă de timp specificată, la un punct din apropierea unui aeroport, din traficul aeronavelor care operează normal și au traiectorii normale de zbor. Acesta este calculat prin acumularea într-un anumit mod a nivelurilor sunetului/zgomotului la acel punct.

Suma sau media decibelilor

denumită uneori, în alte locuri, ca valori „energetice” sau „logaritmice” (opuse valorilor aritmetice). Se utilizează atunci când este adecvată calcularea sumei sau mediei mărimilor de bază, asemănătoare mărimilor energetice; de exemplu,

image

Fracția energiei, F

raportul dintre energia sonoră primită de la un segment și energia primită de la traiectul infinit de zbor.

Setarea puterii motorului

valoarea → parametrului puterii legat de zgomot, folosit pentru a determina emisia de zgomot din baza de date NPD.

Nivelul sonor echivalent (continuu), Leq

o măsură a sunetului pe termen lung. Nivelul sunetului constant ipotetic, care pe o perioadă de timp specificată conține aceeași energie totală ca și sunetul variabil real.

Nivelul sunetului/zgomotului unui eveniment

o măsură în decibeli a cantității finite de sunet (sau zgomot) recepționate de la un avion în zbor → nivel de expunere la sunet

Configurația zborului

= → configurația aeronavei + → parametrii de zbor

Parametrii de zbor

setarea puterii aeronavei, viteza, unghiul de înclinare și greutatea.

Traiectul de zbor

drumul parcurs de un avion în aer, definit în trei dimensiuni, de obicei cu referire la o origine, aflată la începutul rulării pentru decolare, sau la pragul de aterizare.

Segment al traiectului de zbor

parte a traiectului de zbor al unei aeronave, reprezentată în scopul modelării zgomotului printr-o linie dreaptă de lungime finită.

Procedura de zbor

secvența etapelor operaționale urmate de echipajul sau sistemul de gestionare a zborului al aeronavei: exprimată ca modificări ale configurației zborului, ca funcție a distanței parcurse pe traiectoria la sol.

Profilul zborului

variația înălțimii unui avion de-a lungul traiectoriei la sol (uneori include și modificări ale → configurației zborului) – descrisă de o serie de → puncte ale profilului

Plan terestru

(sau plan terestru nominal) Suprafață terestră orizontală ce include punctul de referință al aerodromului, pe care sunt calculate în mod normal contururile.

Viteza la sol

viteza aeronavei față de un punct fix de pe sol.

Traiectoria la sol

proiecția verticală a traiectului de zbor pe planul terestru.

Înălțime

distanța verticală dintre aeronavă și → planul terestru

Nivelul sonor integrat

denumit și → expunerea la sunetul unui eveniment unic.

ISA

atmosfera standard internațională – definită de OACI. Definește variația temperaturii, a presiunii și a densității aerului cu înălțimea peste nivelul mediu al mării. Se utilizează pentru a standardiza rezultatele calculelor de proiectare a aeronavelor și analiza datelor de testare.

Atenuarea laterală

atenuarea în exces a sunetului cu distanța atribuibilă, direct sau indirect, prezenței suprafeței terestre. Semnificativă la unghiuri mici de elevație (a aeronavei deasupra planului terestru)

Nivelul maxim de zgomot/sunet

nivelul maxim de sunet atins în timpul unui eveniment

Nivelul mediu al mării, MSL

elevația standard a suprafeței solului la care se referă → ISA.

Tracțiunea netă

forța propulsoare exercitată de un motor asupra corpului unei aeronave.

Zgomot

zgomotul este definit ca fiind un sunet nedorit. Dar metrici precum nivelul de sunet ponderat pe curba A, (LA ), și nivelul de zgomot efectiv perceput (EPNL) transformă efectiv nivelurile de sunet în niveluri de zgomot. În pofida lipsei subsecvente de rigoare, termenii „sunet” și „zgomot” sunt uneori interschimbați în acest document și nu numai – în special în legătură cu cuvântul nivel.

Contur de zgomot

o linie de valoare constantă a nivelului sau indicelui cumulativ de zgomot produs de aeronave în jurul unui aeroport

Impactul zgomotului

efectul (efectele) advers(e) al(e) zgomotului asupra persoanelor; se presupune în mod semnificativ că metricile de zgomot sunt indicatori ai impactului zgomotului

Indice de zgomot

o măsură pe termen lung sau un sunet cumulativ care corespunde (și anume se consideră a fi un prezicător al) efectelor zgomotului asupra oamenilor. Acesta poate lua în considerare într-o anumită măsură și alți factori pe lângă magnitudinea sunetului (în special pe timp de zi). Un exemplu este nivelul pe timp de zi-seară-noapte LDEN .

Nivelul de zgomot

o măsură în decibeli a sunetului pe o scară care indică intensitatea sau gradul de disconfort. Pentru zgomotul ambiental provenit de la aeronave, sunt folosite în general două scări: nivelul de sunet ponderat pe curba A și nivelul de zgomot perceput. Aceste scări aplică diferite ponderi sunetului de diferite frecvențe – pentru a mima percepția umană.

Metrică de zgomot

o expresie folosită pentru a descrie orice măsură a cantității de zgomot la poziția receptorului, indiferent dacă este vorba de un eveniment unic sau de o acumulare de zgomot pe o perioadă lungă de timp. Există două măsuri folosite în mod obișnuit pentru zgomotul unui eveniment unic: nivelul maxim atins în timpul evenimentului sau nivelul de expunere la sunet, respectiv o măsură a energiei sale sonore totale determinată prin integrarea timpului.

Date privind relația dintre zgomot,putere și distanță (Noise-power-distance – NPD)

nivelurile de zgomot ale evenimentelor prezentate tabelar ca funcție a distanței măsurate sub un avion în zbor orizontal stabil cu viteza de referință în atmosfera de referință, pentru fiecare din → setările de putere ale motorului. Datele țin seama de efectele de atenuare a sunetului datorate propagării undei sferice (legea inversului pătratului) și absorbției atmosferice. Distanța este definită ca fiind perpendiculară pe traiectul de zbor și pe axa aripilor aeronavei (adică verticală sub aeronava în zbor orizontal).

Parametrul puterii legat de zgomot

parametru care descrie sau indică efortul de propulsie generat de motorul unei aeronave, căruia i se poate atribui în mod logic emisia de putere acustică; de obicei, acesta se consideră a fi → tracțiunea netă corectată. Denumit în sens larg în text „putere” sau „setare de putere”.

Importanța zgomotului

contribuția unui segment al traiectului de zbor este „importantă din punctul de vedere al zgomotului” dacă afectează în măsură considerabilă nivelul de zgomot al evenimentului. Ignorarea segmentelor care nu sunt importante din punctul de vedere al zgomotului ușurează în mod semnificativ procesarea datelor.

Observator

receptor

Etapele procedurale

instrucțiuni pentru zborul într-un anumit profil – includ modificările de viteză și/sau altitudine.

Punctul profilului

înălțimea punctului final al segmentului traiectului de zbor – în plan vertical deasupra traiectoriei la sol

Receptor

o persoană care receptează zgomotul provenit de la o sursă; în principal, la un punct de pe sau din apropierea suprafeței solului

Atmosfera de referință

prezentarea tabelară a ratelor de absorbție a sunetului utilizate pentru a standardiza datele NPD (a se vedea apendicele D)

Data de referință

un set de condiții atmosferice pentru care datele ANP sunt standardizate

Durata de referință

un interval de timp nominal utilizat pentru standardizarea măsurătorilor nivelului de expunere la sunetul unui eveniment unic; egal cu o secundă în cazul → SEL.

Viteza de referință

viteza la sol a avionului pentru care datele NPDSEL sunt standardizate

SEL

nivelul de expunere la sunet

Nivelul de expunere la sunetul unui eveniment unic

nivelul sunetului unui eveniment dacă toată energia sa acustică ar fi comprimată în mod uniform într-un interval de timp standard cunoscut ca → durata de referință

Sol moale

o suprafață la sol care este „moale” din punct de vedere acustic, de regulă acoperită cu iarbă, care înconjoară majoritatea aerodromurilor. Suprafețele dure din punct de vedere acustic ale solului, și anume cu un grad sporit de reflexie, includ suprafețele din beton și cele de apă. Metodologia conturului de zgomot descrisă în prezentul document se aplică solului moale.

Sunetul

energia transmisă în aer prin mișcare ondulatorie (longitudinală), care este detectată de ureche

Atenuarea sunetului

scăderea intensității sunetului cu distanța de-a lungul traiectoriei de propagare. În ceea ce privește zgomotul aeronavelor, cauzele sale includ propagarea undelor sferice, absorbția atmosferică și → atenuarea laterală

Expunerea la sunet

o măsură a imisiei totale de energie acustică pe o perioadă de timp

Nivelul de expunere la sunet, LAE

(acronimul SEL) O metrică standardizată în ISO 1996-1 sau ISO 3891 = nivelul de expunere la sunetul unui eveniment unic, ponderat pe curba A, timp de 1 secundă.

Intensitatea sunetului

forța imisiei sunetului într-un punct – legată de energia acustică (și indicată de nivelurile măsurate ale sunetului)

Nivelul sunetului

o măsură a energiei sunetului exprimată în decibeli. Sunetul recepționat este măsurat cu sau fără „ponderarea în funcție de frecvență”; nivelurile măsurate cu ponderare sunt adesea denumite → niveluri de zgomot

Lungimea etapei/călătoriei

distanța până la prima destinație a aeronavei care pleacă; considerată a fi un indicator al greutății aeronavei

Începutul rulării, SOR

punctul de pe pistă de unde o aeronavă care pleacă își începe decolarea. Denumit, de asemenea, „eliberarea frânelor”.

Viteza reală față de aer

viteza efectivă a aeronavei față de aer (= viteza față de sol în atmosferă calmă)

Nivelul echivalent ponderat al sunetului, Leq,W

o versiune modificată a Leq , în care se atribuie diferite ponderi zgomotului produs în cursul diferitelor perioade ale zilei (de obicei, ziua, seara și noaptea)

Simboluri

d

distanța cea mai scurtă de la un punct de observație la un segment al traiectului de zbor

dp

distanța de la un punct de observație la traiectul de zbor, perpendiculară pe acesta (distanță oblică)

distanța la scară

Fn

tracțiunea netă reală per motor

Fn

tracțiunea netă corectată per motor

h

altitudinea aeronavei (peste MSL)

L

nivelul de zgomot al evenimentului (scară nedefinită)

L(t)

nivelul sunetului la momentul t (scară nedefinită)

LA, LA(t)

nivelul de presiune acustică ponderat pe curba A (la momentul t) – măsurat pe scara încet a aparatului de măsurare

LAE

(SEL) nivelul de expunere la sunet

LAmax

valoarea maximă a lui LA(t) în timpul unui eveniment

LE

nivelul de expunere la sunetul unui eveniment unic

LE

nivelul de expunere la sunetul unui eveniment unic, determinat cu ajutorul bazei de date NPD

LEPN

nivelul efectiv al zgomotului perceput

Leq

nivelul acustic echivalent (continuu)

Lmax

valoarea maximă a lui L(t) în timpul unui eveniment

Lmax,seg

nivelul maxim generat de un segment

distanța perpendiculară de la un punct de observație la traiectoria la sol

lg

logaritmul în baza 10

N

numărul de segmente sau subsegmente

NAT

numărul de evenimente în cursul cărora Lmax depășește un prag specificat

P

parametru de putere în variabila NPD L(P,d)

Pseg

parametru de putere relevant pentru un anumit segment

q

distanța de la începutul segmentului la cel mai apropiat punct de apropiere

R

raza virajului

S

deviația standard

s

distanța de-a lungul traiectoriei la sol

sRWY

lungimea pistei

t

timpul

te

durata efectivă a evenimentului sonor unic

t 0

moment de referință pentru nivelul acustic integrat

V

viteza la sol

Vseg

viteza la sol echivalentă pentru un segment

Vref

viteza de referință la sol pentru care sunt definite datele NPD

x,y,z

coordonatele locale

x′,y′,z′

coordonatele aeronavei

XARP,YARP,ZARP

poziția punctului de referință al aerodromului în coordonate geografice

z

altitudinea aeronavei deasupra planului terestru/punctului de referință al aerodromului

α

parametru utilizat pentru calcularea corecției segmentului finit Δ F

β

unghiul de elevație al aeronavei față de planul terestru

ε

unghiul de înclinare al aeronavei

γ

unghiul de urcare/coborâre

φ

unghiul de adâncime (parametrul directivității laterale)

λ

lungimea totală a segmentului

ψ

unghiul dintre direcția de deplasare a aeronavei și direcția observatorului

ξ

capul-compas al aeronavei, măsurat în sensul acelor de ceasornic de la polul nord magnetic

Λ(β,)

atenuarea laterală aer-sol

Λ(β)

atenuarea laterală aer-sol pe distanțe lungi

Γ()

factorul de distanță al atenuării laterale

Δ

modificarea valorii unei mărimi sau a unei corecții (astfel cum se indică în text)

Δ F

corecția segmentului finit

Δ I

corecția legată de amplasarea motorului

Δ i

ponderarea pentru a i-a oară pe timp de zi, dB

Δ rev

tracțiunea inversă

Δ SOR

corecția începutului rulării

Δ V

corecția duratei (vitezei)

Indici

1, 2

indici care redau valorile de început și de sfârșit ale unui interval sau segment

E

expunere

i

indicele de însumare pentru tipul/categoria de aeronavă

j

indicele de însumare pentru traiectoria/subtraiectoria la sol

k

indicele de însumare pentru segmente

max

maxim

ref

valoare de referință

seg

valoarea specifică a segmentului

SOR

referitor la începutul rulării

TO

decolare

2.6.2.    Cadru de calitate

Acuratețea valorilor de intrare

Toate valorile de intrare care afectează nivelul emisiilor unei surse, inclusiv poziția sursei, se stabilesc cel puțin cu acuratețea corespunzătoare unei erori de ± 2 dB(A) a nivelului emisiilor sursei (toți ceilalți parametrii rămânând neschimbați).

Utilizarea valorilor implicite

În aplicarea metodei, datele de intrare trebuie să reflecte utilizarea efectivă. În general, nu trebuie să se ia în considerare valorile de intrare sau ipotezele. Mai precis, traiectoriile de zbor derivate din datele radar pentru a obține traiectoriile de zbor sunt folosite ori de câte ori acestea există și sunt de o calitate satisfăcătoare. Valorile de intrare și ipotezele implicite sunt acceptate, de exemplu, la rutele modelate utilizate în locul traiectoriilor de zbor rezultate din datele radar, în cazul în care colectarea unor date reale este asociată cu costuri disproporționat de mari.

Calitatea programului informatic utilizat pentru calcule

Programele informatice utilizate pentru efectuarea calculelor trebuie să dovedească conformitatea cu metodele descrise prin intermediul certificării rezultatelor în raport cu cazurile de testare.

2.7.    Zgomotul produs de aeronave

2.7.1.    Obiectivul și sfera de aplicare a documentului

Hărțile cu contururi de zgomot sunt utilizate pentru a indica întinderea și magnitudinea impactului provocat de zgomotul produs de aeronave în jurul aeroporturilor, impact indicat de valorile unei metrici sau ale unui indice de zgomot specificat. Un contur este o linie de-a lungul căreia valoarea indicelui este constantă. Valoarea indicelui însumează într-un anumit mod toate evenimentele acustice individuale cauzate de aeronave, care au loc într-o perioadă de timp specificată, exprimată în mod normal în zile sau luni.

Zgomotul produs de aeronavele ce sosesc sau pleacă de pe un aerodrom aflat în apropiere, care este perceput la punctele de pe sol, depinde de mai mulți factori. Cei mai importanți dintre aceștia sunt tipul de avion și de motoare; procedurile aplicate de aeronave pentru reglarea puterii, a flapsurilor și a vitezei față de aer; distanța de la punctele în cauză la diferitele traiecte de zbor; topografia și condițiile meteorologice locale. Operațiunile aeroporturilor implică, în general, diferite tipuri de avioane, diverse proceduri de zbor și o gamă de greutăți operaționale.

Contururile sunt generate prin calculul matematic al suprafețelor cu diverse valori ale indicelui de zgomot local. Acest document explică în detaliu modul de a calcula, la punctul observatorului, nivelurile de zgomot ale evenimentelor individuale ale aeronavelor, pentru fiecare zbor sau tip de zbor specific al aeronavelor, care sunt apoi mediate într-un anumit mod sau acumulate, pentru a genera valorile indicelui la punctul respectiv. Suprafața cerută a valorilor indicelui este generată prin simpla repetare a calculelor necesare pentru diferitele mișcări ale aeronavei – acordând atenție maximizării eficienței prin excluderea evenimentelor care nu sunt „semnificative din punctul de vedere al zgomotului” (și anume, care nu contribuie semnificativ la total).

În cazul în care activitățile de generare a zgomotului asociate cu operațiunile aeroportului nu contribuie semnificativ la expunerea totală a populației la zgomotul provocat de aeronave și curbele conexe ale zgomotului, acestea pot fi excluse. Aceste activități includ: elicopterele, rularea la sol, testarea motorului și utilizarea unităților de putere auxiliare. Aceasta nu înseamnă neapărat că impactul lor este nesemnificativ și dacă aceste circumstanțe au loc evaluarea surselor poate fi realizată conform paragrafelor 2.7.21 și 2.7.22.

2.7.2.    Rezumatul documentului

Procesul de generare a conturului de zgomot este ilustrat în figura 2.7.a. Contururile sunt produse pentru scopuri diferite și acestea tind să controleze cerințele pentru sursele și preprocesarea datelor de intrare. Contururile care descriu impactul istoric al zgomotului pot fi generate din înregistrările actuale ale operațiunilor aeronavei – ale mișcărilor, greutăților, traiectoriilor de zbor măsurate pe radar etc. Contururile utilizate pentru planificarea viitoare a necesităților se bazează mai mult pe previziuni – privind traficul și traiectoriile de zbor și caracteristicile privind performanța și zgomotul aeronavelor viitoare.

Figura 2.7.a

Procesul de generare a conturului de zgomot

image

Oricare ar fi sursa datelor privind zborul, fiecare mișcare, sosire sau plecare a aeronavei este definită din punctul de vedere al geometriei traiectoriei sale de zbor și al zgomotului emis de aeronava care își urmează traiectoria de zbor (mișcări care sunt esențial identice din punct de vedere al zgomotului și a traiectoriei de zbor sunt incluse prin simpla înmulțire). Emisia de zgomot depinde de caracteristicile aeronavei – în principal de puterea generată de motoarele sale. Metodologia recomandată implică împărțirea traiectoriei de zbor în segmente. Secțiunile 2.7.3-2.7.6 subliniază elementele metodologiei și explică principiul segmentării pe care se bazează; că nivelul de zgomot al evenimentului observat este o agregare a contribuțiilor de la toate segmentele „semnificative” ale traiectoriilor de zbor, fiecare dintre acestea putând fi calculate independent de celelalte. Secțiunile 2.7.3-2.7.6 subliniază de asemenea cerințele privind datele de intrare pentru un set de contururi de zgomot. Specificațiile detaliate pentru datele operaționale necesare sunt specificate în apendicele A.

Modul în care segmentele traiectoriei de zbor sunt calculate din datele de intrare preprocesate este descris în secțiunile 2.7.7-2.7.13. Aceasta implică aplicațiile analizei performanței de zbor a aeronavei, ecuații pentru care sunt detaliate în apendicele B. Traiectoriile de zbor variază semnificativ – indiferent de rută, aeronavele se dispersează într-o fâșie, ca urmare a efectelor diferențelor de condiții atmosferice, a greutăților lor și a procedurilor de operare, a constrângerilor rezultate din controlul traficului aerian etc. Acest lucru este luat în considerare prin descrierea fiecărei traiectorii de zbor, în mod statistic – ca o traiectorie centrală sau „magistrală” care este acompaniată de o serie de traiectorii dispersate. Acestea sunt explicate, de asemenea, în secțiunile 2.7.7-2.7.13 cu trimitere la informațiile suplimentare din apendicele C.

Secțiunile 2.7.14-2.7.19 stabilesc etapele de urmat în calcularea nivelului de zgomot al unui singur eveniment unic – zgomotul generat la un punct de la sol de mișcarea unei aeronave. Apendicele D abordează recalcularea datelor NPD pentru alte condiții decât cele de referință. Apendicele E explică sursa dipolară acustică folosită în model pentru a defini radiația sunetului de la segmentele traiectoriei de zbor cu lungime delimitată.

Aplicările relațiilor de modelare descrise la capitolele 3 și 4 necesită, în afara traiectoriilor de zbor relevante, date corespunzătoare privind performanța și zgomotul pentru aeronava în cauză.

Determinarea nivelului evenimentului pentru o singură mișcare a aeronavei la un punct de observare unic este calculul de bază. Această determinare trebuie repetată pentru toate mișcările aeronavei la fiecare din punctele dintr-o mulțime prestabilită de puncte, care acoperă întinderea anticipată a contururilor de zgomot cerute. La fiecare punct, nivelurile evenimentului sunt agregate sau mediate astfel încât să ajungă la un „nivel cumulativ” sau la o valoare a indicelui de zgomot. Această parte a procesului este descrisă în secțiunile 2.7.20 și 2.7.23-2.7.25.

Secțiunile 2.7.26-2.7.28 rezumă opțiunile și cerința de potrivire a contururilor de zgomot cu mulțimile valorilor indicelui de zgomot. Acestea conțin îndrumări privind generarea conturului și postprocesarea.

2.7.3.    Conceptul segmentării

Pentru o aeronavă specifică, baza de date conține relațiile de referință zgomot-putere-distanță (NPD). Acestea definesc, pentru zborul drept, constant la o viteză de referință în condiții atmosferice de referință specificate și într-o configurație de zbor specificată, nivelurile de sunet percepute ale evenimentului, integrate atât maxim, cât și în timp, direct sub aeronavă ( 7 ) ca o funcție a distanței. În scopul modelării zgomotului, cea mai importantă putere de propulsie este reprezentată de un parametru de putere legat de zgomot; parametrul folosit în general fiind tracțiunea netă corectată. Nivelurile de referință ale evenimentului determinate din baza de date sunt ajustate pentru a ține seama, în primul rând, de diferențele dintre condițiile atmosferice reale (și anume, modelate) și cele de referință și (în cazul nivelurilor de expunere la zgomot) de viteza aeronavei și, în al doilea rând, pentru punctele receptorului care nu se află direct sub aeronavă, de diferențele dintre zgomotul radiat descendent și lateral. Această ultimă diferență se datorează directivității laterale (efectele instalării motorului) și atenuării laterale. Dar nivelurile evenimentului ajustate astfel se aplică în continuare exclusiv zgomotului total provenit de la aeronavă în zbor constant orizontal.

Segmentarea este procesul prin care modelul recomandat de curbă a zgomotului se adaptează la traiectoria infinită NPD și datele laterale pentru a calcula zgomotul care ajunge la un receptor de la traiectoria de zbor neuniformă, și anume una de-a lungul căreia configurația de zbor a aeronavei variază. În scopul calculării nivelului de zgomot al evenimentului pentru o mișcare a evenimentului, traiectoria de zbor este reprezentată de o serie de segmente în linie dreaptă adiacentă, fiecare dintre acestea putând fi considerată ca o parte delimitată a unei traiectorii infinite pentru care NPD și ajustările laterale sunt cunoscute. Nivelul maxim al evenimentului este pur și simplu cea mai mare dintre valorile individuale ale segmentelor. Nivelul de timp integrat al întregului eveniment de zgomot este calculat prin însumarea zgomotului primit de la un număr suficient de segmente, și anume cele care aduc o contribuție semnificativă la nivelul de zgomot total al evenimentului.

Metoda de estimare a cantității de zgomot cu care contribuie un segment finit la nivelul integrat al evenimentului este pur empirică. Fracția energiei F – zgomotul segmentului exprimat ca o proporție a zgomotului total al traiectoriei infinite – este descrisă de o expresie relativ simplă care permite directivitatea longitudinală a zgomotului aeronavei și „vizualizarea” segmentului de către receptor. Un motiv pentru care o metodă simplă empirică este în general adecvată este că, de regulă, majoritatea zgomotului provine de la segmentul cel mai apropiat, de regulă, adiacent – pentru care cel mai apropiat punct de apropiere (CPA) de receptor se află în segment (nu la unul dintre capetele sale). Aceasta înseamnă că estimările zgomotului de la segmentele neadiacente pot fi foarte aproximative deoarece se îndepărtează de receptor fără a compromite semnificativ precizia.

2.7.4.    Traiectoriile de zbor: Traiectorii și profiluri

În contextul modelării, o traiectorie de zbor (sau traiectoria) este o descriere completă a mișcării aeronavei în spațiu și timp ( 8 ). Împreună cu tracțiunea propulsivă (sau alt parametru al puterii în legătură cu zgomotul) aceasta este informația necesară pentru a calcula zgomotul generat. Traiectoria terestră este proiecția verticală a traiectoriei de zbor la nivelul solului. Aceasta este combinată cu profilul de zbor vertical pentru a construi traiectoria de zbor 3D. Modelarea segmentării necesită ca traiectoria de zbor a fiecărei mișcări diferite a aeronavei să fie descrisă de o serie de segmente drepte adiacente. Modul în care segmentarea este realizată este dictat de o necesitate de echilibrare a preciziei și eficienței – este necesară aproximarea traiectoriei de zbor reale curbate suficient de aproape reducând în același timp sarcina de calcul și cerințele privind datele. Fiecare segment trebuie definit de coordonatele geometrice ale punctelor sale finale și viteza asociată și parametrii puterii motorului aeronavei (de care depinde emisia de sunet). Traiectoriile de zbor și puterea motorului pot fi determinate în moduri variate, cele principale care implică (a) sinteza dintr-o serie a etapelor procedurale; și (b) analiza datelor măsurate privind profilul de zbor.

Sinteza traiectoriei de zbor (a) necesită cunoașterea (sau ipotezele pentru) traiectoriile terestre și dispersiile lor laterale, greutatea aeronavei, viteza, flapsurile și procedurile de gestionare a tracțiunii, elevația aeroportului și vântul și temperatura aerului. Ecuațiile pentru calculul profilului de zbor din parametrii de reacție și aerodinamici necesari sunt prezentate în apendicele B Fiecare ecuație conține coeficienții (și/sau constantele) care se bazează pe datele empirice pentru fiecare tip specific de aeronavă. Ecuațiile privind performanța aerodinamică din apendicele B permit considerarea oricărei combinații rezonabile ale greutății operaționale ale aeronavei și a procedurii de zbor, inclusiv operațiunile la greutăți nete diferite de decolare.

Analiza datelor măsurate (b), de exemplu din registrele de date de zbor, radar și alte echipamente de detectare a aeronavei, implică „ingineria inversă”, efectiv o inversare a procesului de sinteză (a). În locul estimării condiției aeronavei și a grupului motopropulsor la capetele segmentelor de zbor prin integrarea efectelor tracțiunii și a forțelor aerodinamice care acționează asupra fuzelajului, forțele sunt estimate prin diferențierea modificărilor înălțimii și vitezei fuzelajului. Procedurile de procesare a informațiilor privind traiectoria de zbor sunt descrise în secțiunea 2.7.12.

Într-o ultimă aplicare a modelării zgomotului, fiecare zbor individual ar putea, teoretic, să fie reprezentat independent; aceasta ar garanta reprezentarea cu precizie a dispersiei spațiale a traiectoriilor de zbor – care poate fi foarte semnificativă. Dar păstrarea în limite rezonabile a pregătirii datelor și a timpului de calcul este practica normală de reprezentare a legăturilor traiectoriilor de zbor de un număr mic de „traiectorii secundare” dispuse lateral. (Dispersia verticală este de obicei reprezentată satisfăcător având în vedere efectele greutăților variabile ale aeronavei pe profilurile verticale.)

2.7.5.    Zgomotul aeronavei și performanța

Baza de date ANP furnizată în apendicele I acoperă majoritatea tipurilor de aeronave existente. Pentru tipurile de aeronave sau variantele pentru care datele nu sunt în prezent înregistrate, acestea pot fi reprezentate cel mai bine de datele pentru alte aeronave, similare în mod normal, care sunt înregistrate.

Baza de date ANP include „etapele procedurale” implicite pentru a permite construirea profilurilor de zbor pentru cel puțin o procedură comună privind atenuarea zgomotului la plecare. Intrări mai recente ale bazei de date acoperă două proceduri diferite de atenuare a zgomotului la plecare.

2.7.6.    Operațiunile de aeroport și ale aeronavei

Datele specifice din care se pot calcula curbele de zgomot pentru un anumit scenariu aeroportuar include următoarele.

Date generale ale aeroportului

 Punctul de referință al aeroportului (doar pentru a localiza aerodromul în coordonate geografice corespunzătoare). Punctul de referință este stabilit la originea sistemului local de coordonate carteziene folosit de procedura de calcul.

 Altitudinea de referință a aerodromului (= altitudinea punctului de referință a aerodromului). Aceasta este altitudinea planului nominal al solului, pe care, în absența corecțiilor topografice, sunt definite curbele de zgomot.

 Parametrii meteorologici medii la sau în apropierea punctului de referință al aerodromului (temperatura, umiditatea relativă, viteza medie a vântului și direcția vântului).

Date privind pista

Pentru fiecare pistă:

 Denumirea pistei

 Punctul de referință al pistei (centrul pistei exprimat în coordonate locale)

 Lungimea pistei, direcția și înclinarea medie

 Amplasarea punctului de începere a rulării și pragul de aterizare ( 9 ).

Datele privind ruta terestră

Rutele terestre ale aeronavei vor fi descrise de o serie de coordonate în planul (orizontal) al solului. Sursa datelor privind ruta terestră depinde de disponibilitatea sau nu a datelor relevante radar. Dacă acestea sunt disponibile, ruta magistrală sigură și rutele secundare asociate corespunzător (dispersate) vor fi stabilite prin analiza statistică a datelor. Dacă nu, rutele magistrale sunt de obicei construite din informațiile procedurale corespunzătoare, de exemplu utilizarea procedurilor standard privind plecările din publicațiile informaționale aeronautice. Această descriere convențională include informațiile următoare:

 Denumirea pistei din care se desprinde ruta

 Descrierea originii rutei (punctul de început al rulării, pragul de aterizare)

 Lungimea segmentelor (pentru viraje, raza și schimbarea direcției).

Aceste informații sunt minimum necesare pentru a defini ruta principală (magistrală). Dar nivelurile medii de zgomot calculate pe baza ipotezei conform căreia aeronava urmează rutele normale exact pot fi răspunzătoare pentru erorile localizate pentru mai mulți decibeli. Astfel dispersia laterală va fi reprezentată și următoarele informații suplimentare sunt necesare:

 Lățimea legăturii (sau alte statistici privind dispersia) la fiecare capăt al segmentului

 Numărul de rute secundare

 Distribuția mișcărilor perpendiculare pe ruta magistrală.

Datele privind traficul aerian

Datele privind traficul aerian sunt

 perioada de timp acoperită de date; și

 numărul de mișcări (sosiri și plecări) ale fiecărui tip de aeronave pe fiecare rută de zbor, subdivizat în funcție de 1. perioada zilei așa cum este corespunzător pentru indicii de zgomot specificați; 2. pentru plecări, greutățile de operare sau lungimile platformei; și 3. dacă este necesar, procedurile de operare.

Majoritatea indicatorilor de zgomot impun ca evenimentele (și anume mișcările aeronavei) să fie definite ca valori medii zilnice în timpul unor perioade specificate ale zilei (de exemplu zi, seară și noapte) – a se vedea secțiunile 2.7.23-2.7.25.

Datele topografice

Terenul din jurul majorității aeroporturilor este relativ plat. Cu toate acestea nu este întotdeauna cazul și poate exista uneori o nevoie de a lua în considerare variații ale elevației terenului în raport cu elevația de referință a aeroportului. Efectul elevației terenului poate fi în special important în vecinătatea rutelor de sosire, dacă aeronava funcționează la altitudini relativ scăzute.

Datele privind elevația terenului sunt de obicei furnizate sub forma unui set de coordonate (x,y,z) ale unei rețele rectangulare cu o anumită dimensiune a pătratului. Dar este posibil ca parametrii rețelei de elevație să difere de cei ai rețelei utilizate pentru calculul de zgomot. În această situație, poate fi folosită o interpolare liniară pentru a estima coordonatele z corespunzătoare în ultimul caz.

Analiza cuprinzătoare a efectelor solului semnificativ neuniform asupra propagării sunetului este complexă și în afara sferei de aplicare a acestei metode. Neregularitatea moderată poate fi redată prin estimarea solului „pseudouniform”; de exemplu simpla creștere sau scădere a planului uniform al solului la elevația locală a solului (în legătură cu planul de referință al solului) la fiecare punct receptor (a se vedea secțiunea 2.7.4).

Condiții de referință

Datele internaționale privind performanța și zgomotul aeronavei (ANP) sunt standardizate la condițiile standard de referință care sunt utilizate pe larg pentru studiile privind zgomotul aeroporturilor (a se vedea apendicele D).

1.

Presiunea atmosferică : 101,325 kPa (1 013,25 mb)

2.

Absorbția atmosferică : Ratele de atenuare enumerate în tabelul D-1 din apendicele D

3.

Precipitații : Nu există

4.

Viteza vântului : Mai mică de 8 m/s (15 noduri)

5.

Viteza la sol : 160 noduri

6.

Terenul local : Sol plat, moale fără structuri mari sau alte obiecte reflectorizante pe mai mulți kilometri de rute terestre aeriene.

Măsurătorile standardizate ale zgomotului aeronavelor se fac la 1,2 m deasupra suprafeței solului. Cu toate acestea, nu este necesară luarea sa în considerare în special deoarece, în scopul modelării, se poate presupune că nivelurile evenimentului sunt relativ insensibile la înălțimea receptorului ( 10 ).

Comparația dintre nivelurile de zgomot estimate și cele măsurate pe aeroporturi indică faptul că datele NPD pot fi considerate aplicabile atunci când condițiile medii ale suprafeței învecinate se află în următorul mediu:

 Temperatura aerului sub 30 oC

 Produsul temperaturii aerului (oC) și umiditatea relativă, (procent) mai mare de 500

 Viteza vântului mai mică decât 8 metri pe secundă (15 noduri)

Acest mediu se consideră că include condițiile întâlnite în majoritatea aeroporturilor mari ale lumii. Apendicele D prevede o metodă de transformare a datelor NPD pentru a face o medie a condițiilor locale care se înscriu în afara sa, dar, în cazuri extreme, se sugerează ca producătorii aeronavei relevante să fie consultați.

1.

Elevația pistei : Nivelul mării

2.

Temperatura aerului : 15 oC

3.

Greutate brută la decolare : Astfel cum a fost definită ca funcție a lungimii platformei din baza de date ANP

4.

Greutate brută la aterizare : 90 de procente din greutatea brută maximă la aterizare

5.

Motoarele de tracțiune : Toate

Deși datele privind aerodinamica și motorul se bazează pe aceste condiții, ele pot fi utilizate ca fiind catalogate pentru elevațiile pistei, altele decât cele de referință și temperaturile medii ale aerului înălțimile medii ale aerului în statele participante la CEAC, fără a afecta în mod semnificativ precizia contururilor calculate ale nivelului acustic mediu cumulativ. (a se vedea apendicele B)

Baza de date ANP cataloghează datele aerodinamice pentru greutățile brute de decolare și aterizare menționate la punctele 3 și 4 de mai sus. Deși, pentru calculul zgomotului cumulativ, datele privind aerodinamica nu trebuie să fie ajustate pentru alte greutăți brute, calcularea profilurilor de decolare și urcare, folosind procedurile descrise în apendicele B, se bazează pe greutățile brute de decolare operaționale adecvate.

2.7.7.    Descrierea traiectoriei de zbor

Modelul de zgomot presupune că fiecare mișcare diferită a aeronavei este descrisă prin intermediul traiectoriei sale de zbor tridimensionale și a puterii motorului și vitezei care variază de-a lungul acesteia. De regulă, o mișcare modelată reprezintă o serie intermediară a traficului aeroportuar total, de exemplu un număr de mișcări (presupus) identice, cu același tip de aeronavă, aceeași greutate și procedură de operare, pe o singură rută la sol. Această cale poate fi una dintre multele rute „secundare” dispersate utilizate pentru modelarea a ceea ce este cu adevărat un ansamblu de linii urmând o rută desemnată. Ansamblurile de rute terestre, profilurile verticale și parametrii operaționali ai aeronavei sunt toți determinați din datele scenariului de intrare – în legătură cu datele aeronavei din baza de date ANP.

Datele zgomot-putere-distanță (din baza de date ANP) definesc zgomotul produs de aeronave care traversează în mod ideal traiectoriile de zbor orizontale cu o lungime infinită la o viteză și putere constantă. Pentru a adapta aceste date la traiectoriile de zbor din zona terminală care sunt caracterizate de schimbările frecvente de putere și velocitate, fiecare traiectorie este împărțită în segmente delimitate drepte; contribuțiile de zgomot ale fiecărei dintre acestea sunt prin urmare însumate la poziția observatorului.

2.7.8.    Relații între traiectoria de zbor și configurația de zbor

Traiectoria de zbor tridimensională a unei mișcări a aeronavei determină aspectele geometrice ale propagării și radiației sunetului dintre aeronavă și observator. La o anumită greutate a aeronavei și în condiții atmosferice speciale, traiectoria de zbor este reglementată în întregime de succesiunea schimbării puterii, flapsurilor și altitudinii care sunt aplicate de pilot (sau sistemul automat de gestionare a zborului) pentru a urmări rutele și a menține altitudinile și vitezele specificate de către ATC — în conformitate cu procedurile standard de operare ale operatorului aeronavei. Aceste instrucțiuni și acțiuni împart traiectoria de zbor în faze distincte care formează segmente naturale. În planul orizontal acestea implică ramificații drepte, menționate ca distanța până la următorul viraj și virajele definite de raza și schimbarea direcției. În plan vertical, segmentele sunt definite de timpul și/sau distanța luate pentru realizarea schimbărilor necesare de mers înainte și/sau altitudinea la puterea specificată și configurația flapsurilor. Coordonatele verticale corespunzătoare sunt adesea menționate ca puncte de profil.

Pentru modelarea zgomotului, informațiile privind traiectoria de zbor sunt generate fie prin sinteză dintr-o serie de etape procedurale (și anume cele urmate de pilot) sau prin analiza informațiilor radar – măsurători fizice ale traiectoriilor de zbor actuale urmate. Indiferent de metoda utilizată, atât formele orizontale, cât și verticale ale traiectoriei de zbor, sunt reduse la forme segmentate. Forma sa orizontală (și anume proiecția bidimensională pe sol) este ruta terestră definită de sistemele de orientare pentru plecări și sosiri. Forma sa verticală, dată de punctele profilului, precum și viteza asociată parametrilor de zbor, unghiul de înclinare și configurația puterii, definesc împreună profilul de zbor care depinde de procedura de zbor care este în mod normal stabilită de constructorul aeronavei și/sau operator. Traiectoria de zbor este construită prin fuzionarea profilului de zbor bidimensional cu ruta la sol bidimensională pentru a forma o succesiune de segmente ale traiectoriei de zbor tridimensionale.

Trebuie să se aibă în vedere că, pentru o serie dată de etape procedurale, profilul depinde de ruta terestră; de exemplu la aceeași tracțiune și viteză rata de urcare a aeronavei are mai puține viraje decât în zbor drept. Deși aceste orientări explică modul de a lua în considerare această dependență, trebuie recunoscut faptul că acest lucru ar implica în mod normal un calcul foarte complex și utilizatorii pot prefera să presupună că, în scopul modelării acustice, profilul de zbor și ruta terestră pot fi tratate ca entități independente; și anume profilul de urcare nu este afectat de niciun viraj. Cu toate acestea, este importantă determinarea schimbărilor unghiului de înclinare pe care virajul le impune deoarece acest lucru are o influență semnificativă asupra direcționalității emisiilor sonore.

Zgomotul primit de la un segment de zbor depinde de geometria segmentului în raport cu observatorul și configurația de zbor a aeronavei. Dar acestea sunt interdependente – o schimbare a uneia produce o schimbare a celeilalte și este necesar să se asigure că, la toate punctele de pe traiectorie, configurația aeronavei este în conformitate cu deplasarea sa de-a lungul traiectoriei.

Pentru o sinteză a traiectoriei de zbor, adică atunci când se construiește o traiectorie de zbor de la o serie de „etape procedurale”, care descriu selecțiile pilotului în materie de putere a motorului, unghiul flapsurilor și accelerația/viteza verticală, deplasarea este cea care trebuie să fie calculată. Într-o analiză a traiectoriei de zbor, situația inversă este următoarea: configurația de putere a motorului trebuie să fie estimată din mișcarea observată a aeroplanului – determinată din datele radar sau, uneori, în studii speciale, din datele înregistratorului de date de zbor al aeronavei (deși în ultimul caz puterea motorului face, de obicei, parte din date). În orice caz, coordonatele și parametrii de zbor în toate punctele finale ale segmentului trebuie să fie incluse în calculul zgomotului.

Apendicele B prezintă ecuațiile care se referă la forțele care acționează asupra unei aeronave și deplasarea sa și explică modul în care sunt soluționate pentru a defini proprietățile segmentelor care compun traiectoriile de zbor. Diferitele tipuri de segmente (și secțiunile apendicelui B care acoperă acest subiect) sunt rularea la sol pentru decolare (B5), urcarea la viteză constantă (B6), reducerea puterii (B7), urcarea prin accelerare și refracția flapsurilor (B8), urcarea prin accelerare după refracția flapsurilor (B9), coborâre și decelerare (B10) și sosirea după aterizarea finală (B11).

În mod inevitabil, modelarea practică implică diferite grade de simplificare – cerința pentru acest lucru depinde de natura cererii, semnificația rezultatelor și resursele disponibile. O ipoteză generală simplificată, chiar și în cele mai elaborate aplicații, este că, atunci când se ia în calcul dispersia rutei, profilurile de zbor și configurațiile pe toate rutele secundare sunt aceleași cu cele de pe ruta magistrală. Deoarece cel puțin 6 rute secundare trebuie utilizate (a se vedea secțiunea 2.7.11), acest lucru reduce masiv calculul pentru o foarte mică scădere a fidelității.

2.7.9.    Sursele de date privind traiectoria de zbor

Datele radar

Deși înregistratoarele de date de zbor pot genera date de calitate foarte înaltă, acest lucru este dificil de obținut în scopul modelării acustice și datele radar sunt considerate ca fiind cea mai ușor accesibilă sursă de informații privind traiectoriile de zbor efective în aeroporturi ( 11 ). Deoarece sunt disponibile din sistemele de monitorizare a zgomotului aeroportului și a traiectoriei de zbor, acestea sunt folosite tot mai des pentru modelarea zgomotului.

În al doilea rând supravegherea pe radar prezintă traiectoria de zbor a unei aeronave ca succesiunea de coordonate ale poziției la intervale egale perioadei de rotație a scannerului radar, de obicei aproximativ 4 secunde. Poziția aeronavei pe sol este determinată în coordonate polare – distanță și azimut – de la reîntoarcerea radarului reflectat (deși sistemul de monitorizare transformă în mod normal aceste date în coordonate carteziene); înălțimea sa ( 12 ) este măsurată de propriul altimetru al aeroplanului și transmisă computerului ATC de un transponder declanșat de radar. Dar erorile poziționale inerente cauzate de interferența radio și rezoluția datelor limitate sunt semnificative (în ciuda lipsei consecințelor asupra scopului intenționat al controlului traficului aerian). Astfel, în cazul în care traiectoria de zbor a unei anumite mișcări a aeronavei este impusă, este necesară nivelarea datelor utilizând o tehnică de construcție a curbei corespunzătoare. Cu toate acestea, în scopul modelării zgomotului cerința uzuală este o descriere statistică a unui ansamblu de traiectorii de zbor; de exemplu pentru toate mișcările de pe o rută sau doar pentru cele ale unui tip specific de aeronavă. În acest caz, erorile de măsurare asociate cu statisticile relevante pot fi reduse astfel la insignifianță prin procesele de mediere.

Etapele procedurale

În majoritatea cazurilor, nu este posibilă modelarea traiectoriilor de zbor pe baza datelor radar – deoarece resursele necesare nu sunt disponibile sau pentru că scenariul este unul viitor pentru care nu există date radar relevante.

În absența unor date radar, sau atunci când utilizarea acestuia este necorespunzătoare, este necesar să se estimeze traiectoriile de zbor pe baza materialelor orientative operaționale, de exemplu instrucțiunile date echipajelor de zbor prin AIP și manualele de operare a aeronavelor – menționate aici ca etape procedurale. Consilierea cu privire la interpretarea acestui material trebuie solicitată de la autoritățile de control al traficului aerian și operatorii de aeronave, după caz.

2.7.10.    Sistemele de coordonate

Sistemul local de coordonate

Sistemul de coordonate local (x,y,z) este unul cartezian și își are originea (0,0,0) la punctul de referință al aerodromului (XARP,YARP,ZARP ), unde ZARP este altitudinea de referință a aeroportului și z = 0 definește planul solului nominal pe care sunt de obicei calculate contururile. Direcția aeronavei ξ în planul xy este măsurată în sensul acelor de ceasornic de la polul nord magnetic (a se vedea figura 2.7.b). Toate pozițiile observatorului, rețeaua de calcul de bază și punctele conturului de zgomot sunt exprimate în coordonate locale ( 13 ).

image

Sistemul de coordonate fix al rutei terestre

Această coordonată este specifică pentru fiecare rută terestră și reprezintă distanța s măsurată de-a lungul rutei în direcția de zbor. Pentru rutele de plecare s este măsurată de la începutul rulării, pentru căile de acces de la pragul de aterizare. Prin urmare s devine negativă în zonele

 din spatele punctului de începere a rulării pentru plecări; și

 înainte de trecerea pragului pistei de aterizare pentru sosiri.

Parametrii operaționali de zbor, cum ar fi înălțimea, viteza și configurația puterii sunt exprimate ca funcțiile lui s.

Sistemul de coordonate al aeronavei

Sistemul de coordonate fixe carteziene al aeronavei (x′,y′,z′) își are originea la poziția efectivă a aeronavei. Sistemul de axe este definit de unghiul de înălțare γ, direcția de zbor ξ și unghiul de înclinare ε (a se vedea figura 2.7.c).

image

Luarea în considerare a topografiei

În cazul în care topografia trebuie luată în considerare (a se vedea secțiunea 2.7.6), coordonata de înălțime a aeronavei z trebuie înlocuită cu z′ = z – zo (dacă zo este coordonata z a locației observatorului O) atunci când se estimează distanța de propagare d. Geometria dintre aeronavă și observator este ilustrată în figura 2.7.d. Pentru definițiile lui d și a se vedea secțiunile 2.7.142.7.19 ( 14 ).

image

2.7.11.    Traiectorii la sol

Traiectorii principale

Traiectoria principală definește centrul fâșiei de traiectorii urmate de aeronava care utilizează o anumită rută. În scopul modelării zgomotului produs de aeronavă, aceasta este definită fie: (i) prin date operaționale obligatorii, cum ar fi instrucțiunile date piloților în AIP; sau (ii) prin analiza statistică a datelor radar, explicată în secțiunea 2.7.9, în cazul în care acestea sunt disponibile și adecvate nevoilor studiului de modelare. Construirea traiectoriei din instrucțiuni operaționale este în mod normal destul de simplă, deoarece acestea descriu o succesiune de segmente, care sunt fie drepte – definite de lungime și cap-compas, fie arcuri de cerc definite de rata virajelor și schimbarea capului-compas; pentru exemplificare, a se vedea figura 2.7.e.

image

Corelarea unei traiectorii principale cu datele radar este o sarcină mai complexă, în primul rând pentru că virajele reale sunt executate cu o rată variabilă, și în al doilea rând pentru că linia sa este greu de decelat din cauza dispersării datelor. Astfel cum s-a explicat, nu au fost încă elaborate proceduri formalizate, astfel că în practica obișnuită se corelează segmentele, drepte și curbate, cu pozițiile medii calculate prin secționarea transversală a traiectoriilor radar la anumite intervale de-a lungul rutei. În viitor, este posibil să se elaboreze algoritmi informatici pentru realizarea acestei sarcini dar, pentru moment,decizia privind cel mai bun mod de utilizare a datelor revine modelatorilor. Un factor important este că viteza aeronavei și raza virajului dictează unghiul de înclinare și, așa cum se poate vedea în secțiunea 2.7.19, asimetriile de propagare a sunetului în jurul traiectului de zbor, precum și poziția traiectului de zbor în sine, determină zgomotul la sol.

În mod teoretic, tranziția dintr-o singură mișcare de la zborul drept la virajul cu rază fixă ar necesita o aplicare instantanee a unghiului de înclinare ε, care este fizic imposibilă. În realitate, este nevoie de o perioadă de timp finită pentru ca unghiul de înclinare să atingă valoarea necesară pentru a păstra o viteză specificată și o rază de viraj r, în timpul căreia raza virajului scade de la infinit la r. În scopul modelării, tranziția razei poate fi ignorată și se poate presupune că unghiul de înclinare crește constant de la zero (sau de la altă valoare inițială) la ε la începutul virajului și la următoarea valoare a ε la sfârșitul virajului ( 15 ).

Dacă este posibil, definiția dispersiei laterale și cea a subtraiectoriilor reprezentative se vor baza pe experiența anterioară relevantă a aeroportului studiat; în mod normal, pe analiza unor eșantioane de date radar. Prima etapă este gruparea datelor în funcție de rută. Traiectoriile de plecare se caracterizează printr-o dispersie laterală substanțială care, pentru o modelare precisă, trebuie luată în considerare. Rutele de sosire se unesc în mod normal într-o fâșie foarte îngustă de o parte și de alta a traiectului final de apropiere și, de obicei, este suficient să se reprezinte toate sosirile printr-o singură traiectorie. Dar dacă fâșiile de apropiere sunt largi în regiunea contururilor de zgomot, ar putea fi necesar ca acestea fie reprezentate prin subtraiectorii, în același mod ca rutele de plecare.

În practica comună, datele pentru o singură rută se tratează ca un eșantion dintr-o singură populație; și anume, aceasta este reprezentată printr-o singură traiectorie principală și un set de subtraiectorii dispersate. Cu toate acestea, dacă inspecția indică faptul că datele pentru diferite categorii de aeronave sau operațiuni diferă în mod semnificativ (de exemplu, aeronavele mari ar trebui să aibă raze de viraj substanțial diferite de cele mici), subdivizarea în continuare a datelor în mai multe fâșii poate fi de dorit. Pentru fiecare fâșie, dispersia laterală a traiectoriei se determină ca funcție a distanței de la origine; mișcările fiind apoi distribuite între traiectoria principală și un număr adecvat de traiectorii dispersate pe baza statisticilor de distribuție.

Deoarece este în mod normal imprudent să se ignore efectele dispersiei traiectoriei, în absența unor date măsurate ale fâșiei, se va defini o dispersie laterală nominală de-a lungul și perpendicular pe traiectoria principală, printr-o funcție de distribuție convențională. Valorile calculate ale indicilor de zgomot nu sunt în mod deosebit sensibile față de forma precisă a distribuției laterale: distribuția normală (gaussiană) furnizează o descriere adecvată a mai multor fâșii măsurate pe radar.

De obicei este folosită o aproximare discretă în șapte puncte (și anume, reprezentând dispersia laterală prin șase subtraiectorii dispuse la distanțe egale în jurul traiectoriei principale). Dispunerea subtraiectoriilor depinde de deviația standard a funcției de dispersie laterală.

Pentru traiectoriile distribuite normal cu o deviație standard S, 98,8 % din traiectorii se află într-un coridor cu limitele de ± 2,5 · S. Tabelul 2.7.a indică dispunerea celor șase subtraiectorii și procentul mișcărilor atribuite fiecăreia. Apendicele C prezintă valorile pentru alte subtraiectorii.



Tabelul 2.7.a

Procentele mișcărilor pentru o funcție normală de distribuție cu deviația standard S pentru șapte subtraiectorii (traiectoria principală este subtraiectoria 1)

Numărul subtraiectoriei

Poziția subtraiectoriei

Procentul de mișcări pe subtraiectorie

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 %

Deviația standard S este o funcție a coordonatei s de-a lungul traiectoriei principale. Se poate specifica – împreună cu descrierea traiectoriei principale – în fișa de date ale traiectoriei de zbor prezentată în apendicele A3. În absența oricăror indicatori ai deviației standard – de exemplu, din datele radar care descriu traiectorii de zbor comparabile – următoarele valori sunt recomandate:

Pentru traiectoriile care implică viraje mai mici de 45 de grade:



S(s) = 0,055 · s – 150

for 2 700 m ≤ s ≤ 30 000 m

(2.7.1)

S(s) = 1 500

for s > 30 000 m

Pentru traiectoriile care implică viraje mai mari de 45 de grade:



S(s) = 0,128 · s – 420

for 3 300 m ≤ s ≤15 000 m

(2.7.2)

S(s) = 1 500 m

for s > 15 000 m

Din motive practice, S(s) se presupune a fi egală cu zero între punctul de început al rulării și s = 2 700 m sau s = 3 300 m, în funcție de mărimea virajului. Rutele care implică mai multe viraje vor fi tratate conform ecuației (2.7.2). Pentru sosiri, dispersia laterală poate fi neglijată pe o distanță de 6 000 m înainte de aterizare.

2.7.12.    Profilurile de zbor

Profilul de zbor este o descriere a mișcării aeronavei în plan vertical deasupra traiectoriei la sol, din punctul de vedere al poziției sale, al vitezei, al unghiului de înclinare și al setării de putere a motorului. Una din cele mai importante sarcini ale utilizatorului modelului este definirea profilurilor de zbor ale aeronavei care îndeplinesc în mod corespunzător cerințele privind aplicarea modelării – în mod eficient, fără consum excesiv de timp și resurse. În mod normal, pentru a obține o precizie mare, profilurile trebuie să reflecte îndeaproape operațiunile aeronavei care trebuie reprezentate. Aceasta necesită informații fiabile privind condițiile atmosferice, tipurile și variantele de aeronave, greutățile de operare și procedurile de operare – variațiile tracțiunii și ale setării flapsurilor și compromisurile dintre schimbările de altitudine și de viteză – pentru toate acestea fiind calculată o valoare medie adecvată pentru perioada (perioadele) de timp de interes. Adesea astfel de informații detaliate nu sunt disponibile, dar acest lucru nu este neapărat un obstacol; chiar dacă sunt disponibile, modelatorul trebuie să găsească echilibrul potrivit între precizia și detalierea informațiilor introduse și necesitatea de a obține rezultate sub formă de contururi și utilizările acestora.

Sinteza profilurilor de zbor din „etapele procedurale” obținute din baza de date ANP sau de la operatorii aeronavelor este descrisă în secțiunea 2.7.13 și în apendicele B. Acest proces, de obicei singurul la care modelatorul are acces atunci când datele radar nu sunt disponibile, pune la dispoziție atât geometria traiectului de zbor, cât și variațiile de viteză și de tracțiune asociate. S-ar presupune, în mod normal, că toate aeronavele (similare) dintr-o fâșie, atribuite fie traiectoriei principale, fie subtraiectoriilor, urmează profilul traiectoriei principale.

În afara bazei de date ANP, care furnizează informațiile implicite privind etapele procedurale, operatorii aeronavelor sunt cea mai bună sursă de informații fiabile, și anume procedurile pe care le folosesc și greutățile tipice de zbor. Pentru zborurile individuale, „cea mai bună sursă standard” este înregistratorul de date de zbor al aeronavei, din care pot fi obținute toate informațiile relevante. Dar chiar dacă astfel de date sunt disponibile, sarcina de preprocesare este considerabilă. Astfel, respectând economiile necesare de modelare, soluția practică normală este să se facă presupuneri documentate cu privire la greutățile medii și la procedurile de operare.

Trebuie să se acorde atenție înainte de adoptarea etapelor procedurale implicite din baza de date ANP (de obicei, presupuse atunci când procedurile efective nu sunt cunoscute). Acestea sunt proceduri standardizate care sunt urmate în general, dar care pot fi utilizate sau nu de către operatori în cazuri particulare. Un factor major este definirea tracțiunii motorului la decolare (și uneori, la urcare) care poate depinde într-o anumită măsură de circumstanțele care prevalează. În special, este o practică comună reducerea nivelurilor de tracțiune în timpul decolării (de la cele maxime disponibile) pentru a prelungi viața motorului. Apendicele B conține orientări privind practica normală; acestea vor conduce în general la contururi mai realiste decât ipoteza tracțiunii integrale. Cu toate acestea, dacă, de exemplu, pistele sunt scurte și/sau temperaturile medii ale aerului sunt ridicate, tracțiunea integrală este probabil o ipoteză mai realistă.

La modelarea scenariilor reale, se poate obține o precizie mai bună folosind datele radar pentru a completa sau înlocui aceste informații nominale. Profilurile de zbor pot fi determinate din datele radar într-un mod similar subtraiectoriilor laterale – dar numai după segregarea traficului în funcție de tipul și varianta de aeronavă și uneori în funcție de greutate sau de lungimea etapei (dar nu de dispersie) – pentru a produce pentru fiecare subgrupă un profil mediu de înălțime și viteză în raport cu distanța parcursă la sol. Mai mult, după convergența ulterioară cu traiectoriile la sol, acest profil unic este în mod normal atribuit atât traiectoriei principale, cât și subtraiectoriilor.

Cunoscând greutatea aeronavei, variația vitezei și tracțiunea cu reacție pot fi calculate prin soluția pas-cu-pas a ecuațiilor de mișcare. Înainte de aceasta, este utilă preprocesarea datelor pentru a reduce efectele erorilor radar care pot face ca estimările accelerației să fie nesigure. Prima etapă în fiecare caz este redefinirea profilului prin adaptarea segmentelor de linie drepte pentru a reprezenta etapele relevante de zbor; fiecare segment fiind clasificat în mod corespunzător; și anume ca rulare la sol, urcare sau coborâre la o viteză constantă, reducerea tracțiunii sau accelerarea/decelerarea cu sau fără schimbarea flapsurilor. Greutatea aeronavei și starea atmosferică sunt, de asemenea, date de intrare necesare.

Secțiunea 2.7.11 clarifică faptul că trebuie să se prevadă o dispoziție specială pentru fragmentarea laterală a traiectoriilor de zbor privind indicațiile nominale sau referitoare la ruta magistrală. Eșantioanele de date privind radarul sunt caracterizate de fragmentări similare ale traiectoriilor de zbor în planul vertical. Cu toate acestea, nu este o practică obișnuită pentru a modela fragmentarea verticală ca o variabilă independentă; aceasta apare în principal ca urmare a diferențelor greutăților aeronavei și procedurile de funcționare care sunt luate în considerare la preprocesarea datelor de intrare privind traficul.

2.7.13.    Construcția segmentelor de traiectorie de zbor

Fiecare traiectorie de zbor trebuie definită de o serie de coordonate (noduri) ale segmentului și parametrii de zbor. Punctul de început este determinarea coordonatelor segmentelor rutei terestre. Profilul de zbor este apoi calculat, având în vedere că pentru o serie dată de etape procedurale, profilul depinde de ruta terestră; de exemplu la aceeași tracțiune și viteză rata de urcare a aeronavei are mai puține viraje decât în zbor drept. În cele din urmă, segmentele 3D ale traiectoriei de zbor sunt construite prin unirea profilului de zbor 2D cu ruta terestră 2D ( 16 ).

Ruta terestră

O rută terestră, fie o rută magistrală sau o rută secundară fragmentată, este definită de o serie de coordonate (x,y) în plan terestru (de exemplu din informațiile radar) sau o succesiune de comenzi vectoriale care descriu segmente drepte și arcuri circulare (viraje cu raza definită r și schimbarea direcției Δξ).

Pentru modelarea segmentării, un arc este reprezentat de o succesiune de segmente drepte adaptate subarcurilor. Deși acestea nu apar în mod explicit în segmentele rutei terestre, înclinarea aeronavei în timpul virajelor influențează definiția acestora. Apendicele B4 explică modul de calcul al unghiurilor de înclinare în timpul unui viraj constant, dar bineînțeles că acestea nu sunt în realitate aplicate sau eliminate instantaneu. Modul de gestionare a tranzițiilor dintre zborul drept și virat sau între un viraj și unul secvențial imediat, nu este precizat. Ca regulă generală, detaliile care sunt lăsate la alegerea utilizatorului (a se vedea secțiunea 2.7.11). se presupune că au un efect neglijabil asupra contururilor finale; cerința este în principal evitarea întreruperilor la finalul virajului și aceasta poate fi îndeplinită cu ușurință, de exemplu, prin inserarea segmentelor scurte de tranziție pe care unghiul de înclinare se modifică proporțional cu distanța. Numai în cazul special în care un anumit viraj este posibil să aibă un efect dominant asupra contururilor finale ar fi necesar să se modeleze dinamica tranziției într-un mod mai realist, pentru a face legătura între unghiul de înclinare și anumite tipuri de aeronave și pentru a adopta viteze corespunzătoare de rulare. În acest caz este suficient să se afirme că subarcurile Δξtrans în orice viraj sunt dictate de cerințele de schimbare a unghiului de înclinare. Restul arcului cu schimbarea direcției Δξ – 2 · Δξtrans grade este împărțit în nsub subarcuri conform ecuației:



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

(2.7.3)

unde int(x) este o funcție care redă partea integrală a x. Apoi schimbarea direcției Δξ sub a fiecărui subarc este calculată ca



Δξsub = (Δξ – 2 · Δξtrans )/nsub

(2.7.4)

unde nsub trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura că Δξ sub ≤ 30 de grade. Segmentarea unui arc (cu excepția subsegmentelor de tranziție finale) este ilustrată în figura 2.7.f ( 17 ).

image

Profilul zborului

Parametrii care descriu fiecare segment al profilului de zbor la început (sufixul 1) și la final (sufixul 2) al segmentului sunt:

s1, s2

distanța de-a lungul traiectoriei terestre;

z1, z2

înălțimea aeroplanului;

V1 , V2

viteza la sol;

P1 , P2

parametrul puterii zgomotului (care corespunde celui pentru care sunt definite curbele NPD); și

ε1, ε2

unghiul de înclinare.

Pentru a construi un profil de zbor dintr-o serie de etape procedurale (sinteza traiectoriei zborului), segmentele sunt construite în succesiune pentru a îndeplini condițiile necesare la punctele finale. Parametrii punctului final pentru fiecare segment devin parametrii punctului de început pentru următorul segment. În orice calcul al segmentului, parametrii sunt cunoscuți la început; condițiile necesare la final sunt specificate de etapa procedurală. Etapele în sine sunt definite fie de parametrii standard ANP sau de utilizator (de exemplu din manualele de zbor ale aeronavei). Condițiile finale sunt de obicei altitudinea și viteza; sarcina de construcție a profilului este de a determina distanța rutei acoperite în îndeplinirea acestor condiții. Parametrii nedefiniți sunt determinați prin calculele performanței zborului descrise în apendicele B.

Dacă ruta terestră este dreaptă, punctele profilului și parametrii de zbor asociați pot fi determinați independent de ruta terestră (unghiul înclinării este întotdeauna zero). Cu toate acestea, rutele terestre sunt rareori drepte; acestea includ de obicei viraje și, pentru a atinge cele mai bune rezultate, acestea trebuie avute în vedere la determinarea profilului de zbor bidimensional, dacă este necesară împărțirea segmentelor profilului la intersecțiile rutei terestre pentru a introduce modificările unghiului de înclinare. Ca regulă generală, lungimea următorului segment este cunoscută la pornire și este calculată provizoriu presupunând nicio modificare a unghiului de înclinare. Dacă se constată apoi că segmentul provizoriu cuprinde unul sau mai multe intersecții ale rutei terestre, prima fiind la s, și anume, s1 < s < s2 , segmentul este trunchiat la s, calculând parametrii prin interpolare (a se vedea mai jos). Aceștia devin parametrii punctului final al segmentului actual și parametrii punctului de început al unui nou segment – care are încă aceleași condiții finale țintă. Dacă nu există nicio intersecție a rutei terestre segmentul provizoriu este confirmat.

Dacă efectele virajelor asupra profilului de zbor nu sunt luate în considerare, se adoptă soluția segmentului individual, zborul drept, deși informațiile privind unghiul de înclinare sunt reținute pentru utilizarea ulterioară.

Fie că efectele virajului sunt sau nu sunt complet modelate, fiecare traiectorie de zbor tridimensională este generată prin unirea profilului de zbor bidimensional cu ruta sa terestră bidimensională. Rezultatul este o succesiune de serii de coordonate (x,y,z), fiecare fiind fie o intersecție a rutei terestre segmentate, o intersecție a profilului de zbor sau ambele, punctele profilului fiind însoțite de valorile corespunzătoare ale înălțimii z, ale vitezei terestre V, a unghiului de înclinare ε și a puterii motorului P. Pentru un punct al rutei (x,y) care se află între punctele finale ale unui segment al profilului de zbor, parametrii de zbor sunt interpolați după cum urmează:



z = z1 + f · (z2 – z1)

(2.7.5)

image

(2.7.6)

ε = ε1 + f · (ε2 – ε1)

(2.7.7)

image

(2.7.8)

unde



f = (s – s1)/(s2 – s1)

(2.7.9)

De reținut că în timp ce z și ε se presupune că variază din punct de vedere liniar ca distanță V și P se presupune că variază din punct de vedere liniar ca timp [și anume, accelerarea constantă ( 18 )].

La ajustarea segmentelor profilului de zbor la datele radar (analiza traiectoriei de zbor) toate distanțele, altitudinile, vitezele și unghiurile de înclinare la punctul final sunt stabilite direct din date; numai configurațiile puterii trebuie calculate folosind ecuațiile de performanță. Deoarece ruta terestră și coordonatele profilului de zbor pot fi, de asemenea, ajustate corespunzător, aceasta este de încredere.

Segmentarea rulării la sol pentru decolare

La decolare, deoarece o aeronavă accelerează între punctul de deblocare a frânei (denumit alternativ punctul de începere a rulării SOR) și punctul de decolare, viteza se schimbă semnificativ pe o distanță de 1 500 -2 500 m, de la zero la între aproximativ 80 și 100 m/s.

Rularea pentru decolare este astfel împărțită în segmente cu lungimi variabile pe care viteza aeronavei se schimbă cu o creștere specifică ΔV de cel mult 10 m/s (aproximativ 20 kt). Deși în realitate variază în timpul rulării de decolare, o ipoteză a accelerației constante este adecvată în acest scop. În acest caz, pentru faza decolării, V1 este viteza inițială, V2 este viteza de decolare, nTO este numărul segmentului de decolare și sTO este distanța echivalentă de decolare. Pentru distanța echivalentă de decolare sTO (a se vedea apendicele B), viteza de pornire V1 și viteza de decolare V2 numărul nTO de segmente pentru rularea la sol este



nTO = int(1 + (V2 – V1 )/10)

(2.7.10)

și astfel schimbarea vitezei de-a lungul segmentului este



ΔV = (V2 – V1)/nTO

(2.7.11)

și timpul Δt pe fiecare segment este (accelerația constantă asumată)



image

(2.7.12)

Lungimea sTO,k a segmentului k (1 ≤ k ≤ nTO) a rulării de decolare este apoi:



image

(2.7.13)

Exemplu:

Pentru o distanță de decolare sTO = 1 600 m, V1 = 0m/s și V2 = 75 m/s, aceasta înseamnă nTO = 8 segmente cu lungimi care se înscriu în intervalul de la 25 la 375 de metri (a se vedea figura 2.7.g):

image

Similar modificărilor vitezei, tracțiunea aeronavei se modifică pe fiecare segment cu o creștere constantă ΔP, calculată ca



ΔP = (PTO – Pinit)/nTO

(2.7.14)

unde PTO și respectiv P init desemnează tracțiunea aeronavei la punctul de decolare și tracțiunea aeronavei la începutul rulării de decolare.

Utilizarea acestei creșteri constante a tracțiunii (în locul utilizării ecuației cuadratice 2.7.8) are ca scop consecvența cu relația liniară dintre tracțiune și viteză în cazul aeronavei cu motor cu reacție (ecuația B-1).

Segmentarea segmentului inițial de urcare

Pe segmentul inițial de urcare geometria se schimbă rapid în special cu privire la pozițiile observatorului pe partea traiectoriei de zbor, unde unghiul beta se va schimba rapid pe măsură ce aeronava urcă prin acest segment inițial. Comparațiile cu calculele segmentului foarte mic indică faptul că un singur segment de urcare rezultă într-o aproximare nesatisfăcătoare a zgomotului pe partea traiectoriei de zbor pentru indicatorii integrați. Precizia calculului este îmbunătățită de subsegmentarea primului segment de decolare. Lungimea fiecărui segment și numărul sunt puternic influențate de atenuarea laterală. Remarcând expresia atenuării laterale totale pentru aeronavele cu motoarele montate pe fuzelaj, se poate demonstra că pentru o schimbare limitată a atenuării laterale de 1,5 dB per subsegment, segmentul inițial de urcare va fi subsegmentat pe baza următoarei serii de valori privind altitudinea:

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

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

Altitudinile de mai sus sunt implementate prin identificarea cu altitudinea din seria de mai sus care este cea mai apropiată de punctul final al segmentului inițial. Altitudinile subsegmentului real ar fi astfel calculate folosind:



z′i = z [zi/zN] (i = 1…N)

(2.7.15)

dacă z este altitudinea finală a segmentului original, zi este membrul i al seriei de valori privind altitudinea și zN este cea mai apropiată limită superioară de z. Acest proces are ca rezultat modificarea atenuării laterale de-a lungul fiecărui subsegment care rămâne constant, producerea unor contururi mai precise, dar fără a utiliza segmente foarte scurte.

Exemplu:

Dacă punctul final al segmentului original este la z = 304,8 m, apoi din seria de valori privind altitudinea, 214,9 < 304,8 < 334.9 și limita superioară cea mai apropiată este la z = 304,8 m este z7 = 334,9 m. Altitudinile la punctul final al subsegmentului sunt apoi calculate:

zi′ = 304,8 [zi/334,9] (i = 1..N)

Astfel, z1′ ar fi 17,2 m și z2′ ar fi 37,8 m etc.

Valorile vitezei și a puterii motorului la punctele inserate sunt intrapolate folosind ecuația (2.7.11) și respectiv (2.7.13)

Segmentarea segmentelor aeropurtate

După ce traiectoria de zbor segmentată a fost derivată conform procedurii descrise în secțiunea 2.7.13 și subsegmentarea descrisă este aplicată, ajustări suplimentare ale segmentării pot fi necesare. Acestea includ

 eliminarea punctelor de pe traiectoria de zbor care sunt prea aproape una de cealaltă; și

 inserarea punctelor suplimentare atunci când viteza se schimbă de-a lungul segmentelor care sunt prea lungi.

Atunci când punctele adiacente sunt la 10 metri unul de celălalt și atunci când vitezele asociate și tracțiunile sunt identice, unul dintre puncte va fi eliminat.

Pentru segmentele aeropurtate unde există o modificare semnificativă a vitezei de-a lungul segmentului, acesta va fi subdivizat conform rulării la sol, și anume,



image

(2.7.16)

unde V1 și V2 sunt vitezele de început și de final ale segmentului. Parametrii corespunzători ai subsegmentului sunt calculați într-un mod similar conform rulării la sol pentru decolare, folosind ecuațiile 2.7.11-2.7.13.

Rularea la sol pentru aterizare

Deși rularea la sol pentru aterizare este în esență o inversare a rulării la sol pentru decolare, trebuie să se ia în considerare în special

  tracțiunea inversă care se aplică uneori pentru decelerarea aeronavei; și

 aeroplanele care părăsesc pista după decelerare (aeronava care părăsește pista nu mai contribuie la zgomotul ambiental, zgomotul rulării pe pistă nu este luat în considerare).

În opoziție cu distanța de rulare pentru decolare, care este derivată din parametrii de performanță ai aeronavei, distanța de oprire sstop (și anume, distanța de la punctul de aterizare la punctul în care aeronava părăsește pista) nu este în întregime specifică aeronavei. Deși o distanță minimă de oprire poate fi estimată din masa și performanța aeronavei (și tracțiunea inversă disponibilă), distanța de oprire actuală depinde, de asemenea, de locația pistei de rulare, de situația traficului și de regulamentele specifice aeroportului privind utilizarea tracțiunii inverse.

Utilizarea tracțiunii inverse nu este o procedură standard – este aplicată numai dacă decelerația necesară nu poate fi obținută prin utilizarea frânelor de roți. (Tracțiunea inversă poate fi în mod excepțional perturbatoare, deoarece o schimbare rapidă a puterii motorului de la ralanti la configurațiile inverse produce o apariție bruscă a zgomotului.)

Cu toate acestea, majoritatea pistelor de rulare sunt folosite pentru plecări, precum și pentru aterizări, astfel încât tracțiunea inversă are un efect foarte mic asupra curbelor zgomotului deoarece energia totală a sunetului din vecinătatea pistei este dominată de zgomotul produs de operațiunile de decolare. Contribuțiile tracțiunii inverse la contururi pot fi semnificative numai când utilizarea pistei este limitată la operațiunile de aterizare.

În mod fizic, zgomotul tracțiunii inverse este un proces foarte complex, dar ca urmare a importanței sale relativ minore la curbele de zgomot acesta poate fi modelat în mod simplist – modificarea rapidă a puterii motorului fiind luată în considerare de segmentarea corespunzătoare.

Este clar că modelarea rulării la sol pentru aterizare este mai puțin directă decât zgomotul rulării pentru decolare. Următoarele ipoteze privind modelarea simplificată sunt recomandate pentru utilizare generală, când informațiile detaliate sunt disponibile (a se vedea figura 2.7.h).

image

Aeroplanul atinge solul la 300 de metri după pragul de aterizare (care are coordonata s = 0 de-a lungul pistei terestre de sosire). Aeronava este decelerată pe o distanță de oprire sstop – valorile specifice ale aeronavei care sunt prezentate în baza de date ANP – din viteza finală de sosire Vfinal la 15 m/s. Datorită modificărilor rapide ale vitezei pe acest segment vor fi subsegmentate în același mod ca și pentru rularea la sol pentru decolare (sau segmentele aeropurtate cu schimbări rapide de viteză), folosind ecuațiile 2.7.10-2.7.13.

Puterea motorului se modifică de la o putere de sosire finală la punctul de aterizare la o configurație a puterii de tracțiune inversă Prev pe o distanță 0,1 · sstop , atunci aceasta scade la 10 % din puterea disponibilă maximă pe restul de 90 % din distanța de oprire. Până la finalul pistei (la s = – s RWY) viteza aeronavei rămâne constantă.

Curbele NPD pentru tracțiunea inversă nu sunt prezente în baza de date ANP și este prin urmare necesară bazarea pe curbele convenționale pentru modelarea acestui efect. În mod specific, puterea tracțiunii inverse Prev este de aproximativ 20 % din configurația de putere integrală și aceasta este recomandată atunci când informațiile operaționale nu sunt disponibile. Cu toate acestea, la o configurație de putere dată, tracțiunea inversă tinde să genereze în mod semnificativ mai mult zgomot decât tracțiunea directă și o creștere ΔL se aplică nivelului evenimentului derivat NPD, crescând de la zero la valoarea ΔLrev [5dB este valoarea recomandată provizoriu ( 19 )] de-a lungul 0,1 · sstop și apoi scăzând în mod liniar la zero de-a lungul restului distanței de oprire.

2.7.14.    Calculul zgomotului pentru un singur eveniment

Partea centrală a procesului de modelare, descrisă aici în întregime, este calculul nivelului de zgomot al evenimentului din informațiile privind traiectoria de zbor descrisă în secțiunile 2.7.7-2.7.13.

2.7.15.    Indicatorii individuali ai evenimentului

Sunetul generat de o deplasare a aeronavei la poziția observatorului este exprimată ca „un singur nivel sonor (sau de zgomot) al evenimentului”, o cantitate care este un indicator al impactului său asupra populației. Sunetul perceput este măsurat din punct de vedere al zgomotului folosind o scală de bază a decibelilor L(t) care aplică o ponderare a frecvenței (sau filtru) pentru a mima o caracteristică a auzului uman. Scala celei mai importante modelări a conturului zgomotului aeronavei este nivelul de presiune acustică ponderat pe curba A, LA .

Metrica utilizată de obicei pentru a rezuma evenimente întregi este „nivelurile de expunere la sunetul (sau zgomotul) unui singur eveniment”, LE , care are în vedere toată (sau aproape toată) energia sonoră a evenimentelor. Prevederea integrării timpului implicată de aceasta dă naștere principalelor complexități ale segmentării (sau simulării) modelării. Este mai simplă modelarea unui indicator alternativ Lmax care este nivelul maxim instantaneu care apare în timpul evenimentului; cu toate acestea este LE care este componenta de bază a indicilor de zgomot ai celor mai moderne aeronave, iar în viitor se pot anticipa modele practice care să includă atât Lmax , cât și LE . Orice indicator poate fi măsurat pe diferite scale de zgomot; în acest document este luat în considerare numai nivelul de presiune acustică ponderată pe curba A. În mod simbolic, scala este de obicei indicată prin extinderea sufixului indicatorului, și anume LAE , LAmax .

Nivelul de expunere la sunet (sau zgomot) al unui singur eveniment este exprimat exact ca



image

(2.7.17)

unde t 0 denotă un timp de referință. Intervalul de integrare [t1,t2] este ales pentru a asigura că (aproape) toate sunetele semnificative ale evenimentului sunt cuprinse. Foarte des, limitele t1 și t2 sunt alese pentru a împărți perioada pentru care nivelul L(t) se înscrie în limita de 10 dB a Lmax . Această perioadă este cunoscută ca perioada de timp „10-dB inferioară” Nivelurile de expunere la sunet zgomot din baza de date ANP sunt valori inferioare 10-dB ( 20 ).

Pentru modelarea curbei de zgomot a aeronavei, aplicarea principală a ecuației 2.7.17 este indicatorul standard Nivelul de expunere la sunet LAE (acronimul SEL):



image cu t0 = 1 secundă

(2.7.18)

Ecuațiile de mai sus privind nivelul de expunere pot fi utilizate pentru determinarea nivelurilor atunci când întregul istoric al L(t) este cunoscut. În cadrul metodologiei recomandate de modelare a zgomotului astfel de istorice nu sunt definite; nivelurile de expunere sunt calculate prin însumarea valorilor segmentului, fiecare dintre nivelurile parțiale definesc contribuția unui singur segment delimitat al traiectoriei de zbor.

2.7.16.    Determinarea nivelurilor evenimentului cu ajutorul datelor NPD

Sursa principală a datelor privind zgomotul aeronavei este baza de date privind performanța și zgomotul aeronavelor (ANP). Aceasta cataloghează Lmax și LE ca funcții ale distanței de propagare d – pentru tipuri specifice de aeronave, variante, configurații de zbor (apropiere, plecare și configurații ale flapsurilor) și configurațiile de putere P. Acestea sunt în legătură cu vitezele de referință specifice Vref de-a lungul traiectoriei drepte de zbor infinite virtual ( 21 ).

Modul în care variabilele independente P și d sunt specificate este descris mai jos. Într-o singură căutare, cu valorile de intrare P și d, valorile de ieșire necesare sunt nivelurile de bază Lmax(P,d) și/sauLE (P,d) (aplicabile traiectoriei de zbor infinite). Cu excepția cazului în care valorile se întâmplă să fie catalogate cu exactitate pentru P și/sau d, va fi în general necesar pentru a estima nivelul (nivelurile) de zgomot al (ale) evenimentului prin interpolare. O interpolare lineară este folosită între configurațiile de putere tabelate, întrucât interpolarea logaritmică este utilizată între distanțele catalogate (a se vedea figura 2.7.i).

Figura 2.7.i

Interpolarea în curbele de zgomot-putere-distanță

image

Dacă Pi și Pi + 1 sunt valori ale puterii motorului pentru care nivelul zgomotului versus datele privind distanța sunt catalogate, nivelul de zgomot L(P) la o distanță dată pentru puterea intermediară P, între Pi și Pi + 1 , este dat de:



image

(2.7.19)

Dacă, la orice configurație a puterii di și di + 1 sunt distanțe pentru care sunt catalogate datele privind zgomotul, nivelul zgomotului L(d) pentru o distanță intermediară d, între di și di + 1 este dat de



image

(2.7.20)

Prin utilizarea ecuațiilor (2.7.19) și (2.7.20), un nivel de zgomot L(P,d) poate fi obținut pentru orice configurație a puterii P și orice distanță d care se află în pachetul bazei de date NPD.

Pentru distanțele d din afara pachetului NPD, ecuația 2.7.20 este utilizată pentru a extrapola din ultimele două valori, și anume, spre interior de la L(d1) și L(d2) sau spre exterior de la L(dI – 1) și L(dI), unde I este numărul total al punctelor NPD pe curbă. Astfel



Spre interior:

image

(2.7.21)

Spre exterior:

image

(2.7.22)

Deoarece, la distanțe scurte d, nivelurile de zgomot cresc foarte rapid odată cu scăderea distanței de propagare, se recomandă ca o limită inferioară de 30 m să fie impusă distanței d, și anume, d = max(d, 30 m).

Ajustarea impedanței a datelor standard NPD

Datele NPD furnizate în baza de date ANP sunt standardizate la condițiile atmosferice specifice (temperatura de 25 oC și o presiune de 101,325 kPa). Înainte de aplicarea metodei de interpolare/extrapolare descrise anterior, o ajustare a impedanței acustice se va aplica acestor date standard NPD.

Impedanța acustică este în legătură cu propagarea undelor de sunet într-un mediu acustic și este definită ca produsul densității aerului și al vitezei sunetului. Pentru o intensitate a sunetului dată (putere per unitate de suprafață) percepută la o distanță specifică de la sursă, presiunea acustică asociată (utilizată pentru a defini metricile SEL și LAmax) depinde de impedanța acustică a aerului la locul de măsurare. Este o funcție a temperaturii, presiunii atmosferice (și indirect a altitudinii). Prin urmare există o necesitate de a ajusta datele standard NPD ale bazei de date ANP pentru a reda condițiile actuale de temperatură și presiune la punctul receptor, care sunt în general diferite de condițiile standardizate ale datelor ANP.

Ajustarea impedanței de aplicat la nivelurile standard NPD este exprimată după cum urmează:



image

(2.7.23)

unde:

Δ Impedanța

Ajustarea impedanței pentru condițiile atmosferice actuale la punctul receptor (dB)

ρ · c

Impedanța acustică (newton · secunde/m3) a aerului la punctul receptor (409,81 fiind impedanța aerului asociată condițiilor atmosferice de referință a datelor NPD din baza de date ANP).

Impedanța ρ · c este calculată după cum urmează:



image

(2.7.24)

δ

p/po , raportul presiunii aerului ambiental la altitudinea observatorului la presiunea standard a aerului la nivelul mării: po = 101,325 kPa (sau 1 013,25 mb)

θ

(T + 273,15)/(T0 + 273,15) raportul temperaturii aerului la altitudinea observatorului la temperatura standard a aerului la nivelul mării: T0 = 15,0 oC

Ajustarea impedanței acustice este de obicei mai mică de câteva zeci ale unui dB. În special, ar trebui menționat că în condițiile atmosferice standard (po = 101,325 kPa și T0 = 15,0 oC), ajustarea impedanței este mai mică de 0,1 dB (0,074 dB). Cu toate acestea, atunci când există o variație semnificativă a temperaturii și presiunii atmosferice cu privire la condițiile atmosferice de referință a datelor NPD, ajustarea poate fi mai substanțială.

2.7.17.    Expresii generale

Nivelul segmentului evenimentului Lseg

Valorile segmentului sunt determinate prin aplicarea ajustărilor la valorile de bază (ale traiectoriei infinite) citite din datele NPD. Nivelul maxim de zgomot de la un segment al traiectoriei de zbor Lmax,seg poate fi exprimat în general ca



image

(2.7.25)

și contribuția de la un segment al traiectoriei de zbor la LE ca



image

(2.7.26)

„Termenii de corecție” din ecuațiile 2.7.25 și 2.7.26 – care sunt descriși în detaliu în secțiunea 2.7.19 – redau următoarele efecte:

Δ V

Corecția duratei: datele NPD fac trimitere la o viteză de zbor de referință. Aceasta ajustează nivelurile de expunere la viteze, altele decât cele de referință. (Nu se aplică lungimii Lmax,seg .)

Δ I (φ)

Efectul instalării: descrie o variație a directivității laterale ca urmare a ecranării, refracției și reflexiei cauzate de fuzelaj, motoare și câmpurile de flux înconjurătoare.

Λ(β,)

Atenuarea laterală: semnificativă pentru propagarea sunetului la unghiuri mici la sol, aceasta reprezintă interacțiunea dintre undele de sunete directe și reflectate (efectul solului) și pentru efectele neconformităților atmosferice (în principal cauzate de sol) care refractă undele sonore pe măsură ce călătoresc spre observator către traiectoria de zbor.

Δ F

Corecția segmentului delimitat (fracția zgomotului): reprezintă lungimea delimitată a segmentului care contribuie mai puțin la expunerea la zgomot decât una infinită. Se aplică numai indicatorilor expunerii.

Dacă segmentul face parte din rularea la sol pentru decolare sau aterizare și observatorul este poziționat în spatele segmentului în cauză, se iau măsuri speciale pentru a reprezenta direcționalitatea pronunțată a zgomotului motoarelor cu reacție care este observat în spatele aeronavei pe cale să decoleze. Aceste măsuri speciale au ca urmare în special, utilizarea unei forme speciale de zgomot pentru nivelul de expunere:



image

(2.7.27)

image

(2.7.28)

Δ′ F

Formă particulară a Corecției segmentului

ΔSOR

Corecția directivității: reprezintă direcționalitatea pronunțată a zgomotului motorului cu reacție în spatele segmentului de rulare la sol

Tratamentul specific al segmentelor de rulare la sol este descris în secțiunea 2.7.19.

Secțiunile de mai jos descriu calculul nivelurilor de zgomot al segmentului.

Nivelul zgomotului evenimentului L al deplasării unei aeronave

Nivelul maxim Lmax este pur și simplu cea mai mare dintre valorile segmentului Lmax,seg (a se vedea ecuația 2.7.25 și 2.7.27)



Lmax = max(Lmax,seg )

(2.7.29)

unde fiecare valoare a segmentului este determinată cu ajutorul datelor NPD pentru puterea P și distanța d. Acești parametrii și coeficienți de modificare ΔI (φ) și Λ(β,) sunt explicați mai jos.

Nivelul de expunere LE este calculat ca suma decibelilor contribuțiilor LE,seg fiecărui segment semnificativ din punct de vedere al zgomotului al traiectoriei sale de zbor; și anume



image

(2.7.30)

Însumarea are loc pas cu pas prin segmentele traiectoriei de zbor.

Restul acestui capitol se referă la stabilirea nivelurilor de zgomot al segmentului Lmax,seg și LE,seg .

2.7.18.    Parametrii segmentului traiectoriei de zbor

Puterea P și distanța d, pentru care nivelurile de bază Lmax,seg(P,d) și LE∞(P,d) sunt interpolate din tabelele NPD, sunt stabilite din parametrii geometrici și operaționali care definesc segmentul. Modul în care se face acest lucru este explicat în cele ce urmează cu ajutorul ilustrațiilor planului care conține segmentul și observatorul.

Parametrii geometrici

Figurile 2.7.j-2.7.l indică geometriile sursă-receptor atunci când observatorul O este (a) în spatele; (b) de-a lungul; și (c) în fața segmentului S1S2 dacă direcția de zbor este de la S1 la S2 . În aceste figuri:

O

este locația observatorului

S1, S2

sunt începutul și sfârșitul segmentului

Sp

este punctul de apropiere perpendicular cel mai apropiat de observator pe segment sau pe prelungirea sa

d 1, d 2

sunt distanțele dintre începutul, sfârșitul segmentului și observator

ds

este cea mai scurtă distanță dintre observator și segment

dp

este distanța perpendiculară dintre observator și segmentul prelungit (distanță oblică minimă)

λ

este lungimea segmentului traiectoriei de zbor

q

este distanța de la S1 la Sp (negativă dacă poziția observatorului este în spatele segmentului)

image

image

image

Segmentul traiectoriei de zbor este reprezentat de o linie îngroșată, continuă. Linia punctată reprezintă prelungirea traiectoriei de zbor care se întinde la infinit în ambele direcții. Pentru segmentele aeropurtate, atunci când indicatorul evenimentului este un nivel de expunere LE , parametrul de distanță d este distanța dp dintre Sp și observator, denumită distanță oblică minimă (și anume, distanța perpendiculară de la observator la segment sau prelungirea sa, în alte cuvinte la traiectoria de zbor infinită (ipotetică) din care se consideră că face parte segmentul).

Cu toate acestea, pentru indicatorii nivelului de expunere, dacă pozițiile observatorului sunt în spatele segmentului solului în timpul rulării pentru decolare și în fața segmentului solului în timpul rulării pentru aterizare, parametrul de distanță NPD d devine distanța ds , cea mai scurtă distanță de la observator la segment (și anume, același pentru indicatorii nivelului maxim).

Pentru indicatorii nivelului maxim, parametrul distanței NPDd este ds , cea mai scurtă distanță de la observator la segment.

Puterea segmentului P

Datele NPD catalogate descriu zgomotul unei aeronave în zbor drept constant pe o traiectorie de zbor infinită, adică la o valoare constantă a puterii motorului P. Metodologia recomandată împarte traiectoriile de zbor actuale, de-a lungul căreia variază viteza și direcția, într-un număr de segmente finite, fiecare dintre acestea fiind apoi considerate ca făcând parte dintr-o traiectorie de zbor infinită pentru care sunt valabile datele NPD. Dar metodologia prevede modificări ale puterii de-a lungul unui segment; se consideră că se modifică linear cu distanța de la P1 la începutul său până la P2 la sfârșitul său. Prin urmare, este necesar să se definească o valoare echivalentă constantă a segmentului P. Aceasta este considerată a fi valoarea la punctul de pe segmentul cel mai apropiat de observator. În cazul în care observatorul este de-a lungul segmentului (figura 2.7.k) aceasta se obține prin interpolare conform ecuației 2.7.8 dintre valorile finale, și anume,



image

(2.7.31)

Dacă observatorul este în spatele sau în fața segmentului, este cea de la cel mai apropiat punct final P1 sau P2 .

2.7.19.    Coeficienți de corecție a nivelului segmentului unui eveniment

Datele NPD definesc nivelul de zgomot al unui eveniment ca o funcție a distanței perpendiculare sub o traiectorie idealizată dreaptă a nivelului cu o lungime infinită de-a lungul căreia zboară aeronava cu o putere constantă la o viteză de referință fixă ( 22 ). Nivelul interpolat al evenimentului din tabelul NPD pentru o setare specifică a puterii și distanța oblică este astfel descris ca un nivel de bază. Se aplică unei traiectorii de zbor infinite și trebuie să fie corectat pentru a reflecta efectele 1. viteza, alta decât cea de referință; 2. efectele instalării motorului (directivitatea laterală); 3. atenuarea laterală; 4. lungimea segmentului delimitat; 5. directivitatea longitudinală din spatele punctului de începere a rulării – a se vedea ecuațiile 2.7.25 și 2.7.26.

Corecția pentru durată ΔV (Numai nivelurile de expunere LE)

Această corecție ( 23 ) reflectă o schimbare a nivelurilor de expunere dacă viteza la sol a segmentului actual diferă la viteza de referință a aeronavei Vref la care fac referire datele NPD. Asemenea puterii motorului, viteza variază de-a lungul segmentului (viteza la sol variază de la V1 la V2) și este necesar să se definească o viteză pe segmentul echivalent Vseg având în vedere că segmentul este înclinat spre sol; și anume,



Vseg = V/cosγ

(2.7.32)

unde în această situație V este o viteză la sol a segmentului echivalentă (pentru informații, a se vedea ecuația B-22 care exprimă V din punct de vedere al vitezei calibrate a aerului Vc și



image

(2.7.33)

Pentru segmentele aeropurtate, V se consideră a fi viteza la sol la cel mai apropiat punct de abordare S – interpolată între valorile finale ale segmentului presupunând că variază liniar cu timpul; și anume, dacă observatorul se află de-a lungul segmentului:



image

(2.7.34)

Dacă observatorul este în spatele sau în fața segmentului, este cea de la cel mai apropiat punct final V1 sau V2 .

Pentru segmentele pistei (părți ale rulărilor la sol pentru decolare sau aterizare pentru care γ = 0) Vseg se consideră a fi pur și simplu media vitezelor de la începutul și finalul segmentului; și anume,



Vseg = (V1 + V2 )/2

(2.7.35)

În oricare dintre cazuri corecția duratei suplimentare este atunci



ΔV = 10 · lg(Vref/Vseg )

(2.7.36)

Geometria propagării sunetului

Figura 2.7.l indică geometria de bază în plan perpendicular pe traiectul de zbor al aeronavei. Linia terestră este intersecția planului perpendicular cu planul orizontal al solului. (Dacă traiectul de zbor este orizontal, linia terestră este limita vizuală a planului terestru.) Aeronava este înclinată la un unghi ε măsurat în sens invers acelor de ceasornic în jurul axei sale de ruliu (și anume, aripa dreapta sus). Prin urmare, acesta este pozitiv pentru virajele la stânga și negativ pentru virajele la dreapta.

image

  Unghiul de elevație β (între 0 și 90°) dintre traiectoria directă de propagare a sunetului și linia orizontală a solului ( 24 ) determină, împreună cu înclinarea traiectoriei de zbor și deplasarea laterală a observatorului de la traiectoria la sol, atenuarea laterală.

  Unghiul de adâncime φ dintre planul aripilor și traiectoria de propagare, determină efectele de instalare a motorului. Cu privire la convenția pentru unghiul de înclinare φ = β ± ε cu semnul pozitiv pentru observatorii de la tribord (dreapta) și negativ pentru observatorii de la babord (stânga).

Corecția aferentă amplasării motoarelor ΔI

O aeronavă în zbor este o sursă sonoră complexă. Nu numai motorul (și fuzelajul) sunt surse complexe ca origine, dar și configurația fuzelajului, în special amplasarea motoarelor, influențează modelele de radiație a zgomotului, prin procesele de reflexie, refracție și dispersie pe suprafețe solide și câmpuri de flux aerodinamic. Acest lucru determină o direcționalitate neuniformă a sunetului radiat lateral în jurul axei de ruliu a aeronavei, denumită directivitate laterală.

Diferențele semnificative de directivitate laterală dintre aeronavele cu motoare montate pe fuzelaj și cele cu motoare montate sub aripi sunt exprimate prin următoarea formulă:



image

dB

(2.7.37)

unde Δ I (φ) este corecția, în dB, la unghiul de adâncime φ (a se vedea figura 2.7.m) și



a = 0,00384,

b = 0,0621,

c = 0,8786

pentru motoarele montate sub aripi și

a = 0,1225,

b = 0,3290,

c = 1

pentru motoarele montate pe fuzelaj.

Variațiile directivității aeronavelor cu elice sunt neglijabile, astfel încât pentru aceste aeronave se poate presupune că:



ΔI(φ) = 0

(2.7.38)

Figura 2.7.n indică variația Δ I (φ) în jurul axei de ruliu a aeronavei, pentru cele trei amplasări ale motoarelor. Aceste relații empirice au fost stabilite de SAE pe baza măsurătorilor experimentale efectuate, în principal, sub aripi. Până la analizarea datelor obținute din măsurătorile efectuate deasupra aripilor, se recomandă ca, pentru φ negativ, să se utilizeze ΔI(φ) = ΔI(0) indiferent de amplasarea motoarelor.

image

Se presupune că Δ I (φ) este bidimensional; și anume, nu depinde de niciun alt parametru – și, în special, că nu variază în funcție de distanța longitudinală a observatorului de la aeronavă. Aceasta înseamnă că unghiul de elevație β pentru Δ I (φ) este definit ca β = tan– 1(z/). Aceasta este în scopul modelării până la obținerea unei mai bune înțelegeri a mecanismelor; în realitate efectele instalării se presupun a fi în mod semnificativ tridimensionale. În ciuda acestui fapt, un model bidimensional este justificat de faptul că nivelurile evenimentului tind să fie dominate de părțile laterale radiate ale zgomotului de la cel mai apropiat segment.

Atenuare laterală Λ(β,) (traiectoria de zbor infinită)

Nivelurile evenimentului NPD catalogate fac referire la zborul orizontal constant și sunt în general bazate pe măsurătorile făcute la 1,2 m de la solul moale uniform de sub aeronavă; parametrul distanței este efectiv altitudinea de deasupra suprafeței. Orice efect al suprafeței asupra nivelurilor de zgomot ale evenimentului de sub aeronavă, care poate cauza nivelurile catalogate ca fiind diferite de valorile în câmp deschis ( 25 ), se presupune a fi inerent pentru date (și anume, sub forma nivelului versus relațiile privind distanța).

Pe partea traiectoriei de zbor, parametrul distanței este distanța oblică minimă – lungimea distanței normale de la receptor la traiectoria de zbor. În orice poziție laterală nivelul zgomotului va fi în general mai mic decât cel la aceeași distanță imediat sub aeronavă. Exceptând directivitatea laterală sau „efectele instalării” descrise mai sus, aceasta se datorează unei atenuări laterale în exces care face ca nivelul sonor să scadă mai rapid odată cu distanța decât conform curbelor NPD. O metodă anterioară, folosită des pentru modelarea propagării laterale a zgomotului aeronavei a fost dezvoltată de Societatea Inginerilor de Automobile (SAE) în AIR-1751 și algoritmii descriși mai jos se bazează pe îmbunătățirile pe care SAE le recomandă acum, AIR-5662. Atenuarea laterală este un efect de reflexie, ca urmare a interferenței dintre sunetul direct radiat și cel care se reflectă din suprafață. Aceasta depinde de natura suprafeței și poate cauza reduceri semnificative în nivelurile sonore observate la unghiuri de elevație joase. Aceasta este, de asemenea, afectată foarte puternic de refracția sunetului, constantă și neconstantă, cauzată de vânt și creșterile de temperatură și turbulențe, care sunt ele însele atribuibile prezenței suprafeței ( 26 ). Mecanismul reflexiei suprafeței este bine înțeles și, pentru condiții atmosferice și de suprafață uniforme, poate fi descris teoretic cu o oarecare precizie. Cu toate acestea, neregularitățile atmosferice și de suprafață – care nu pot fi supuse unei analize teoretice simple – au un efect profund asupra efectului de reflexie, având tendința de a-l „răspândi” către unghiuri de elevație mai mari; astfel teoria are o aplicabilitate limitată. Activitatea SAE de a dezvolta o mai bună înțelegere a efectelor suprafeței continuă și aceasta se așteaptă să conducă la modele mai bune. Până la dezvoltarea acestora, următoarea metodologie, descrisă în AIR-5662, este recomandată pentru calculul atenuării laterale. Aceasta este limitată la cazul propagării sunetului peste solul moale uniform care este corespunzător pentru marea majoritate a aeroporturilor civile. Ajustările pentru a avea în vedere efectele unei suprafețe dure a solului (sau, echivalentă din punct de vedere acustic, apa) sunt încă în curs de dezvoltare.

Metodologia se bazează pe cantitatea substanțială de date experimentale privind propagarea sunetului de la aeronavă cu motoarele montate pe fuzelaj în zborurile drepte (fără viraje), constante, uniforme raportate inițial în AIR-1751. Presupunând că, pentru zborul orizontal, atenuarea aer-sol depinde de (i) unghiul de elevație β măsurat în plan vertical; și (ii) deplasarea laterală de la traiectoria terestră a aeronavei , datele au fost analizate pentru a obține o funcție empirică pentru ajustarea laterală totală Λ T (β,) (= nivelul lateral al evenimentului minus nivelul la aceeași distanță sub aeronavă).

Asemenea coeficientului Λ T (β,) pentru directivitatea laterală precum și atenuare laterală, aceasta din urmă poate fi extrasă prin scădere. Descriind directivitatea laterală prin ecuația 2.7.37, cu coeficienții privind fuzelajul și cu φ înlocuiți cu β (corespunzători zborului fără viraje), atenuarea laterală devine:



image

(2.7.39)

unde β și se măsoară conform Figurii 2.7.m într-un plan perpendicular pe traiectoria de zbor infinită care, pentru zborul orizontal este, de asemenea, vertical.

Deși Λ(β,) s-ar putea calcula direct folosind ecuația 2.7.39 cu Λ T (β,) din AIR-1751, se recomandă o relație mai eficientă. Aceasta este aproximarea empirică următoare adaptată pornind de la AIR-5662:



image

(2.7.40)

unde Γ() este un factor al distanței dat de



image

pentru 0 ≤ ≤ 914 m

(2.7.41)

image

pentru > 914 m

(2.7.42)

și Λ(β) este atenuarea laterală aer-sol la mare distanță dată de



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

pentru 0° ≤ β ≤ 50°

(2.7.43)

Λ(β) = 0

pentru 50° ≤ β ≤ 90°

(2.7.44)

Formula pentru atenuarea laterală Λ(β,), ecuația 2.7.40, care se presupune că se aplică pentru toate aeronavele, aeronavele cu elice, precum și avioanele cu motoarele pe fuzelaj și pe aripi, este reprezentată grafic în figura 2.7.o.

În anumite circumstanțe (cu teren), este posibil ca β să fie mai mic decât zero. În astfel de cazuri, se recomandă ca Λ(β) = 10,57.

image

Atenuarea laterală a segmentului finit

Ecuațiile 2.7.41-2.7.44 descriu atenuarea laterală Λ(β,) a sunetului care ajunge la observator de la un aeroplan în zborul constant de-a lungul unei traiectorii de zbor orizontale infinite. Atunci când acestea sunt aplicate segmentelor finite ale traiectoriei care nu sunt orizontale, atenuarea trebuie calculată pentru o traiectorie orizontală echivalentă – deoarece cel mai apropiat punct pe o prelungire simplă a segmentului înclinat (care trece prin suprafața solului la un punct) de obicei nu produce un unghi de elevație corespunzător β.

Determinarea atenuării laterale pentru segmentele finite diferă semnificativ pentru indicatorii Lmax și LE . Nivelurile maxime ale segmentului Lmax sunt stabilite cu ajutorul datelor NPD ca o funcție a distanței de propagare d de la cel mai apropiat punct de pe segment; nu sunt necesare corecții pentru dimensiunile segmentului. De asemenea, atenuarea laterală a Lmax se presupune că depinde doar de unghiul de elevație al aceluiași punct, și distanța de la sol la acesta. Astfel, numai coordonatele punctului respectiv sunt necesare. Dar pentru LE , procesul este mai complicat.

Nivelul de bază al evenimentului LE(P,d) care este stabilit cu ajutorul datelor NPD, chiar și pentru parametrii segmentului finit, se aplică totuși unei traiectorii de zbor infinite. Nivelul de expunere al evenimentului care provine de la un segment LE,seg , este desigur mai mic decât nivelul de bază – prin valoarea corecției segmentului delimitat definit ulterior în secțiunea 2.7.19. Corecția, o funcție a geometriei triunghiurilor OS1S2 din figurile 2.7.j-2.7.l, definește ce proporție din energia sonoră a traiectoriei infinite percepută la O provine de la un segment; aceeași corecție se aplică, fie că există sau nu orice atenuare laterală. Dar orice atenuare se calculează pentru traiectoria de zbor infinită, și anume, ca o funcție a deplasării și elevației acesteia, și nu cele ale segmentului delimitat.

Adăugarea corecțiilorΔ V și Δ I și scăderea atenuării laterale Λ(β,) din nivelul de bază NPD contribuie la obținerea nivelului de zgomot ajustat al evenimentului pentru un zbor constant orizontal pe traiectoria adiacentă dreaptă infinită. Dar fiind modelate segmentele traiectoriei de zbor actuale, cele care afectează curbele de zgomot sunt rar orizontale; aeronavele de obicei iau altitudine sau coboară.

Figura 2.7.p ilustrează un segment de plecareS1S2 – aeronava ia altitudine la un unghi γ – dar considerațiile rămân foarte similare pentru o sosire. Restul traiectoriei de zbor „reale” nu este prezentat; este suficient să se afirme că S1S2 reprezintă doar o parte a întregii traiectorii (care în general va fi curbată). În acest caz, observatorul O este de-a lungul, și spre stânga, segmentului. Aeronava este înclinată (în sens invers acelor de ceasornic în raport cu traiectoria de zbor) la un unghi de ε față de axa orizontală. Unghiul de adâncime φ de la planul aripilor, al cărui efect de instalare este Δ I este o funcție (ecuația 2.7.39), se situează în planul perpendicular pe traiectoria de zbor pe care ε este definit. Astfel φ = β – ε unde β = tan– 1(h/) și este distanța perpendiculară OR de la observator la linia terestră; și anume deplasarea laterală a observatorului ( 27 ). Cel mai apropiat punct al aeroplanului de apropiere de observator S, este definit de perpendiculara OS, cu lungimea (distanța înclinată) dp . Triunghiul OS1S2 este în conformitate cu figura 2.7.k, geometria pentru calculul corecției segmentului Δ F .

image

Pentru a calcula atenuarea laterală folosind ecuația 2.7.40 (unde β este măsurat în plan vertical), o traiectorie de zbor orizontală echivalentă este definită în plan vertical prin S1S2 și cu aceeași distanță oblică perpendiculară dp de la observator. Acesta este vizualizat rotind triunghiul ORS, și traiectoria sa de zbor atașată în apropiere de OR (a se vedea figura 2.7.p) prin unghiul γ, formând astfel triunghiul ORS′. Unghiul de elevație al acestei traiectorii orizontale echivalente (acum în plan vertical) este β = tan– 1(h/) ( rămâne neschimbat). În acest caz, alături de observator, atenuarea laterală Λ(β,) este aceeași pentru indicatorii LE și Lmax .

Figura 2.7.q ilustrează situația în care punctul observatorului O se află în spatele segmentului finit, nu alături. Aici segmentul este observat ca o parte mai distantă a unei traiectorii infinite; o perpendiculară poate fi trasată la punctul Sp pe prelungirea sa. Triunghiul OS1S2 este în conformitate cu figura 2.7.j care definește corecția segmentului Δ F . Însă, în acest caz, parametrii pentru atenuarea și directivitatea laterală sunt mai puțin evidente.

image

Ținând seama de faptul că, așa cum a fost concepută în scopul modelării, directivitatea laterală (efectul instalării) este bidimensională, unghiul de adâncime determinant φ este măsurat în continuare lateral față de planul aripilor aeronavei. (Nivelul de bază al evenimentului este în continuare cel generat de aeronava care traversează traiectoria de zbor infinită reprezentată de segmentul prelungit.) Unghiul de adâncime este stabilit la cel mai apropiat punct de apropiere, și anume, φ = β p – ε, unde βp este unghiul SpOC.

Pentru indicatorii nivelului maxim, parametrul distanței NPD este considerat distanța cea mai scurtă până la segment, și anume, d = d 1. Pentru indicatorii nivelului de expunere, este distanța cea mai scurtă dp de la O la Sp pe traiectoria de zbor prelungită; și anume, nivelul interpolat de la tabelul NPD este LE ∞ (P 1, dp ).

Parametrii geometrici de atenuare laterală diferă, de asemenea, pentru calculele nivelului de expunere și cel maxim. Pentru indicatorii nivelului maxim ajustarea este Λ(β,) dată de ecuația 2.7.40 cu β = β 1 = sin– 1(z1/d1) și image, unde β 1 și d1 sunt definite de triunghiul OC1S1 în plan vertical prin O și S1 .

Atunci când se calculează atenuarea laterală numai pentru segmentele aeropurtate și indicatorii nivelului de expunere, rămâne cea mai scurtă deplasare laterală de la prelungirea segmentului (OC). Dar pentru a defini o valoare adecvată a β, este din nou necesară vizualizarea unui nivel echivalent al traiectoriei de zbor (infinite) din care se poate considera că segmentul face parte. Acesta este tras prin S1, înălțimea h deasupra suprafeței, unde h este egal cu lungimea RS1 perpendiculara de la linia terestră la segment. Acesta este echivalent cu rotirea traiectoriei de zbor actuale prelungite prin unghiul γ lângă punctul R (a se vedea figura 2.7.q). În măsura în care R este pe linia perpendiculară lui S1 , punctul de pe segment care este cel mai apropiat de O, construcția traiectoriei orizontale echivalente este aceeași ca și când O este de-a lungul segmentului.

Cel mai apropiat punct de apropiere al traiectoriei orizontale echivalente de observator O este la S′, distanța oblică d, astfel încât triunghiul OCS′ astfel format în plan vertical definește apoi unghiul de elevație β = cos– 1(d). Deși această transformare ar putea părea oarecum întortocheată, trebuie reținut că geometria sursei de bază (definită de d1 , d2 și φ) rămâne neatinsă, sunetul traversând de la segment către observator este pur si simplu ceea ce s-ar întâmpla dacă întregul zbor de-a lungul segmentului înclinat prelungit la infinit (din care face parte segmentul în scopul modelării) ar fi la viteza constantă V și puterea P1 . Atenuarea laterală a sunetului de la segmentul perceput de observator, pe de o parte, nu este în legătură cu βp , unghiul de elevație al traiectoriei prelungite, ci cu β, cel al traiectoriei orizontale echivalente.

Cazul unui observator în fața segmentului nu este descris separat; este evident că este în esență similar cazului în care observatorul se află în spatele segmentului.

Cu toate acestea, pentru indicatorii nivelului de expunere în care pozițiile observatorului sunt în spatele segmentelor terestre în timpul rulării pentru decolare și pozițiile din fața segmentelor terestre în timpul rulării pentru aterizare valoarea β devine similară celei pentru indicatorii nivelului maxim, și anume, β = β1 = sin– 1(z1/d1) șiimage

Corecția segmentului finit Δ F (Numai nivelurile de expunere LE )

Nivelurile de bază ajustate de expunere la zgomot fac trimitere la o aeronavă cu un zbor continuu, drept, constant orizontal (deși cu un unghi de înclinare ε care este incompatibil cu zborul drept). Aplicarea corecției (negative a) segmentului delimitat Δ F = 10×lg(F), unde F este fracția energetică, ajustează în continuare nivelul a ceea ce s-ar întâmpla dacă aeronava ar fi traversat doar segmentul delimitat (sau ar fi fost complet silențioasă pentru restul traiectoriei de zbor infinite.

Coeficientul fracției energiei reprezintă directivitatea longitudinală pronunțată a zgomotului aeronavei și unghiul subîntins de segment la poziția observatorului. Deși procesele care cauzează direcționalitatea sunt foarte complexe, studiile au arătat că contururile rezultate sunt relativ insensibile la caracteristicile direcționale precise asumate. Formula pentru Δ F de mai jos se bazează pe un model dipolar de radiație a sunetului la a patra putere la 90 de grade. Se presupune a fi neafectată de directivitatea și atenuarea laterală. Modul în care această corecție este derivată este descris în detaliu în apendicele E.

Fracția energiei F este o funcție a triunghiului „vizualizării”OS1S2 definit în figurile 2.7.j-2.7.l, astfel încât:



image

(2.7.45)

unde:



image

;

image

;

image

;

image

.

unde dλ este cunoscută ca „distanța oblică” (a se vedea apendicele E). Trebuie menționat că Lmax(P, dp) este nivelul maxim, din datele NPD, pentru distanța perpendiculară dp , NU segmentul Lmax .

Se recomandă aplicarea unei limite inferioare de – 150 dB la Δ F.

În cazul particular al pozițiilor observatorului în spatele fiecărui segment de rulare la sol pentru decolare și fiecare segment de rulare la sol pentru aterizare, este utilizată o formă redusă a fracției zgomotului exprimată în ecuația 2.7.45, care corespunde cazului specific al q = 0. Aceasta se calculează folosind



image

(2.7.46)

unde α2 = λ/dλ și ΔSOR este funcția directivității începutului rulării definită de ecuațiile 2.7.51 și 2.7.52.

Motivația utilizării acestei forme speciale a fracției zgomotului este ulterior explicată în secțiunea de mai jos, ca parte a metodei de aplicare a directivității punctului de început al rulării.

Tratamentele specifice ale segmentelor de rulare la sol, inclusiv funcția directivității punctului de început al rulării Δ SOR

În cazul segmentelor de rulare la sol, atât pentru decolare, cât și pentru aterizare, se aplică tratamentele specifice, care sunt descrise mai jos.

Funcția directivității punctului de începere a rulării Δ SOR

Zgomotul avioanelor cu reacție – în special cele echipate cu motoare cu coeficient de diluare inferior – prezintă un model de radiație lobată în arcul din spate, care este caracteristic zgomotului efuzorului. Acest model este mai pronunțat pe măsură ce viteza avionului cu reacție este mai mare, iar viteza aeronavei este mai mică. Acesta are o importanță specială pentru locațiile observatorului din spatele punctului de începere a rulării, dacă sunt îndeplinite ambele condiții. Acest efect este luat în considerare de o funcție a directivității Δ SOR .

Funcția Δ SOR a fost derivată din mai multe campanii de măsurare a zgomotului folosind microfoane poziționate corespunzător în spatele și în lateralul SOR al aeronavelor cu reacție care decolează.

Figura 2.7.r indică geometria relevantă. Unghiul de azimut ψ dintre axa longitudinală a aeronavei și vectorul observatorului este definit de



image

.

(2.7.47)

Distanța relativă q este negativă (a se vedea figura 2.7.j), astfel încât ψ pornește de la 0° în direcția de deplasare a aeronavei care se îndreaptă spre 180° în direcția inversă.

image

Funcția Δ SOR reprezintă variația zgomotului total care reiese din rularea la sol în scopul decolării măsurată în urma începerii rulării, relativ zgomotului total care reiese din rularea la sol în scopul decolării măsurată pe partea SOR, la aceeași distanță:



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

(2.7.48)

unde LTGR (dSOR ,90°) este nivelul sonor total al rulării la sol în scopul decolării generat de toate segmentele de rulare la sol în scopul decolării la punctul de distanță dSOR pe partea SOR. La distanțele dSOR mai mici decât o distanță de standardizare dSOR,0 , funcția privind directivitatea SOR este dată de



image

if 90° ≤ ψ < 148,4°

(2.7.49)

image

if 148,4° ≤ ψ ≤ 180°

(2.7.50)

Dacă distanța dSOR depășește distanța de standardizare dSOR,0 , corecția directivității este multiplicată cu un factor de corecție pentru a reprezenta faptul că directivitatea devine mai puțin pronunțată pentru distanțe mai mari de la aeronavă; și anume,



image

if dSOR dSOR,0

(2.7.51)

image

if dSOR > dSOR,0

(2.7.52)

Distanța de standardizare dSOR,0 este egală cu 762 m (2 500 ft).

Tratarea recipientelor amplasate în spatele segmentului de rulare la sol pentru decolare și aterizare

Funcția Δ SOR descrisă mai sus capturează mai ales efectul pronunțat al directivității porțiunii inițiale a rulării pentru decolare la locațiile din urma SOR (deoarece se află cel mai aproape de receptori, cu cel mai mare raport viteza motorului-viteza aeronavelor). Cu toate acestea, utilizarea valorii Δ SOR stabilite este „generalizată” pentru pozițiile din spatele fiecărui segment de rulare la sol – atât de decolare, cât și de aterizare –, deci nu numai în spatele punctului de începere a rulării (în cazul decolării).

Parametrii ds și ψ sunt calculați relativ la începutul fiecărui segment de rulare la sol.

Nivelul evenimentului Lseg pentru o locație din spatele unui segment dat de rulare la sol pentru decolare sau aterizare este calculat astfel încât să îndeplinească formalismul funcției Δ SOR : este calculat în mod esențial pentru punctul de referință amplasat pe partea punctului de plecare al segmentului, la aceeași distanță dS ca punct actual și este ulterior ajustat cu Δ SOR pentru a obține nivelul evenimentului la punctul actual.

Aceasta înseamnă că diferiții coeficienți de corecție din ecuațiile de mai jos vor folosi parametrii geometrici care corespund acestui punct de referință amplasat pe partea punctului de pornire:



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)

unde Δ′ F este forma redusă a fracției exprimate în ecuația (2.7.46) pentru cazul q = 0 (deoarece punctul de referință este amplasat pe partea punctului de pornire) și având în vedere că dλ se va calcula folosind dS (și nu dp ):



image

(2.7.55)

2.7.20.    Nivelul de zgomot L de eveniment al deplasării unei aeronave de aviație generală

Metoda descrisă în secțiunea 2.7.19 este aplicabilă aeronavei de aviație generală cu elice atunci când sunt tratate ca aeronave cu elice cu privire la efectele instalării motorului.

Baza de date ANP include intrările pentru mai multe aeronave de aviație generală. În timp ce acestea sunt adesea cele mai comune aeronave de aviație generală care funcționează, pot exista ocazii când este adecvată utilizarea datelor suplimentare.

În cazul în care aeronava specifică de aviație generală este necunoscută sau nu se află în baza de date ANP, se recomandă utilizarea datelor mai generice privind aeronava, GASEPF și, respectiv, GASEPV. Aceste seturi de date reprezintă o aeronavă mai mică de aviație generală cu un singur motor cu elice cu pas constant și cu elice cu pas variabil. Tabelele cu înregistrări sunt prezentate în anexa I (tabelele I-11 I-17).

2.7.21.    Metoda de calcul a zgomotului elicopterului

Pentru calculul zgomotului elicopterului, aceeași metodă de calcul folosită pentru aeronavele cu aripă fixă (evidențiată în secțiunea 2.7.14) poate fi folosită, cu condiția ca elicopterele să fie tratate ca nave cu elice și efectele instalării motorului, asociate cu aeronavele cu motor, să nu fie aplicate. Tabelele cu înregistrări pentru două serii diferire de date sunt prezentate în anexa I (tabelele I-18 I-27).

2.7.22.    Zgomotul asociat cu operațiunile de testare a motorului (pregătire), unitățile de rulare pe pistă și de putere auxiliare

În astfel de cazuri în care se consideră că zgomotul asociat cu testarea motorului și unitățile de putere auxiliare trebuie modelat, acesta este modelat conform capitolului privind zgomotul industrial. Deși nu este cazul în mod normal, zgomotul provenit din testele motorului (menționate uneori ca „operațiuni de pregătire a motorului”) la aeroporturi poate aduce o contribuție la impacturile zgomotului. De obicei realizat în scopuri inginerești pentru a verifica performanța motorului, aeronavele sunt poziționate în siguranță în afara clădirilor, aeronavelor, operațiunilor vehiculelor și/sau personalului pentru a evita orice daune în legătură cu explozia motorului.

Din motive suplimentare de siguranță și control al zgomotului, aeroporturile, în special cele cu instalații de întreținere care pot conduce la teste frecvente ale motorului, pot instala așa-numitele „spații de zgomot”, spații închise cu trei cartere special proiectate pentru a deforma și disipa explozia motorului și zgomotul. Investigarea zgomotului de impact al unor astfel de facilități, care poate fi ulterior atenuat și redus prin folosirea digurilor de pământ sau a barierelor substanțiale în calea zgomotului, este cel mai bine realizată prin tratarea spațiilor de zgomot ca o sursă de zgomot industrial și folosind un model corespunzător de propagare a zgomotului și a sunetului.

2.7.23.    Calculul nivelurilor cumulative

Secțiunile 2.7.14-2.7.19 descriu calculul nivelului zgomotului unei singure deplasări a aeronavei la o locație individuală a observatorului. Expunerea totală a zgomotului la acea locație este calculată prin acumularea nivelurilor evenimentului tuturor mișcărilor aeronavei semnificative din punct de vedere al zgomotului, și anume toate mișcările, sosirile și plecările care influențează nivelul cumulativ.

2.7.24.    Nivelurile acustice echivalente ponderate

Nivelurile acustice echivalente ponderate în timp, care reprezintă toată energia sonoră semnificativă primită a aeronavei, vor fi exprimate în mod generic de formula



image

(2.7.56)

Se face însumarea tuturor evenimentelor de zgomot N din intervalul de timp T 0 căruia i se aplică indicele de zgomot. LE,i este nivelul de expunere al unui singur eveniment sonor al evenimentul sonor i. gi este un factor de ponderare pe timp de zi (definit de obicei pentru zi, seară și noapte). În mod efectiv gi este un coeficient pentru numărul de zboruri care au loc în timpul perioadelor specifice. Constanta C poate avea diferite înțelesuri (constantă de standardizare, ajustare sezonieră etc.).

Utilizarea relației

image

unde Δi este ponderarea decibelilor pentru perioada i, ecuația 2.7.56 poate fi rescrisă ca



image

(2.7.57)

și anume, ponderarea pe timp de zi este exprimată de o compensare suplimentară a nivelului.

2.7.25.    Numărul ponderat de operațiuni

Nivelul cumulativ de zgomot este estimat prin însumarea contribuțiilor din toate tipurile sau categoriile diferite de aeronave care folosesc diferite rute de zbor care cuprind scenariul aeroportului.

Pentru a descrie acest proces de însumare se introduc următorii indici:

i

indice pentru tipul sau categoria aeronavei

j

indice pentru traiectoria sau subtraiectoria zborului (dacă subtraiectoriile sunt definite)

k

indice pentru segmentul liniei de zbor

Majoritatea indicilor de zgomot – în special nivelurile acustice echivalente – includ factorii de ponderare pe timp de zi gi în definiția lor (ecuația 2.7.56 și 2.7.57).

Procesul de însumare poate fi simplificat prin introducerea unui „număr ponderat de operațiuni”



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

(2.7.58)

Valorile Nij reprezintă numărul de operațiuni ale tipului/categoriei de aeronavă i pe traiectorie (sau subtraiectorie) j în timpul perioadelor de zi, seară și respectiv de noapte ( 28 ).

Din ecuația (2.7.57) nivelul sonor echivalent cumulativ (generic) Leq la punctul de observare (x,y) este



image

(2.7.59)

T 0 este perioada de timp de referință. Aceasta depinde – asemenea factorilor de ponderare gi – de definiția specifică a indicelui ponderat folosit (de exemplu LDEN ). LE,ijk este contribuția nivelului sonor al unui singur eveniment din segmentul k al traiectoriei sau subtraiectoriei j pentru o operațiune a aeronavei din categoria i. Estimarea LE,ijk este descrisă în detaliu în secțiunile 2.7.14-2.7.19.

2.7.26.    Calculul și afinarea rețelei standard

La obținerea contururilor de zgomot prin interpolarea valorilor indicilor în punctele din rețea spațiate rectangular, acuratețea acestora depinde de spațierea rețelei (sau de latura pătratului) Δ G , în special în celulele în care gradientele mari ale distribuției spațiale a indicilor determină raze mici de curbură ale contururilor (a se vedea figura 2.7.s). Erorile de interpolare se reduc prin micșorarea spațierii rețelei, dar deoarece astfel se mărește numărul de puncte ale acesteia, timpul de calcul este mai mare. Optimizarea spațierii unei rețele obișnuite implică atingerea unui echilibru între acuratețea modelării și timpul de calcul.

Figura 2.7.s

Rețeaua standard și afinarea rețelei

image

O îmbunătățire marcată a eficienței de calcul care asigură rezultate mai precise este utilizarea unei grile neregulate pentru perfecționarea interpolării în celulele critice. Tehnica, descrisă în figura 2.7.s, constă în îngustarea locală a grilei, lăsând restul acesteia neschimbat. Acest lucru este foarte evident și obținut prin următoarele etape:

1. Definirea unei diferențe a limitei de perfecționare ΔLR pentru indicele de zgomot.

2. Calculul rețelei de bază pentru o spațiere Δ G .

3. Verificarea diferențelor ΔL ale valorilor indicelui dintre nodurile adiacente ale rețelei.

4. Dacă există orice diferențe ΔL > ΔLR , se definește o nouă rețea cu o spațiere Δ G /2 și se estimează nivelurile pentru noile noduri în următorul mod:



Dacă left accolade

ΔL ≤ ΔLR

se calculează noua valoare left accolade

prin interpolare lineară utilizând valorile adiacente.

ΔL > ΔLR

cu ajutorul datelor de intrare de bază.

5. Se repetă pașii 1-4 până ce toate diferențele sunt mai mici decât diferența limită.

6. Se estimează curbele prin interpolare liniară.

Dacă gama de valori ale indicelui urmează să fie agregată cu altele (de exemplu, la calculul indicilor ponderați prin însumarea contururilor separate pentru zi, seară și noapte) este necesar să se asigure faptul că rețelele separate sunt identice.

2.7.27.    Utilizarea rețelelor rotite

În majoritatea cazurilor practice, adevărata formă a unui contur de zgomot tinde să fie simetrică față de o traiectorie la sol. Dacă direcția acestei traiectorii nu este însă aliniată cu rețeaua de calcul, rezultatul poate fi un contur asimetric.

Figura 2.7.t

Utilizarea unei rețele rotite

image

Modul cel mai simplu de a evita acest efect este îngustarea rețelei. Acest lucru mărește însă timpul de calcul. O soluție mai elegantă este rotirea rețelei de calcul, astfel încât direcția sa să fie paralelă cu traiectoriile la sol principale (și anume, de obicei paralelă cu pista principală). Figura 2.7.t arată efectul unei astfel de rotiri a rețelei pe forma conturului.

2.7.28.    Trasarea contururilor

Un algoritm eficient din punctul de vedere al timpului, care elimină necesitatea de a calcula întregul set de indici ai rețelei, dar presupune, în schimb, o mai mare complexitate a calculului constă în trasarea conturului, punct cu punct. Această opțiune necesită realizarea și repetarea a două etape de bază (a se vedea figura 2.7.u):

Figura 2.7.u

Concept de algoritm de trasare

image

Etapa 1 constă în găsirea primului punct P1 pe contur. Pentru aceasta se calculează nivelurile indicelui de zgomot L la intervale echidistante de-a lungul „razei de căutare” care se presupune că traversează conturul cerut al nivelului LC . Atunci când conturul este traversat, diferența δ = LC L își schimbă semnul. În acest caz, lungimea intervalului pe rază se înjumătățește și direcția de căutare se inversează. Această operație se efectuează până când δ este mai mic decât un prag de precizie predefinit.

Etapa 2, care se repetă până când conturul este suficient de bine definit, constă în găsirea următorului punct pe conturul LC – care se află la o distanță în linie dreaptă specificată r de punctul actual. În interiorul intervalelor angulare consecutive, nivelurile indicilor și diferențele δ sunt calculate la capetele vectorilor care descriu un arc cu raza r. Reducând la jumătate și inversând în mod similar creșterile, de această dată în direcția vectorului, următorul punct al conturului este determinat cu o precizie predefinită.

Figura 2.7.v

Parametrii geometrici care definesc condițiile algoritmului de trasare

image

Anumite constrângeri trebuie să fie impuse pentru a garanta estimarea curbei cu un grad satisfăcător de precizie (a se vedea figura 2.7.v)

1. Lungimea corzii Δc (distanța dintre două puncte ale curbei) se va înscrie într-un interval [Δcmin , Δcmax ], de exemplu [10 m, 200 m].

2. Raportul lungimii dintre două corzi adiacente cu lungimile Δcn și Δcn + 1 va fi limitat, de exemplu 0,5 < Δcn cn + 1 < 2.

3. În ceea ce privește o bună ajustare a lungimii corzii la curbura conturului, trebuie îndeplinită următoarea condiție:

Φn · max(Δcn – 1 , Δcn ) ≤ ε (ε ≈ 15 m)

în cazul în care Φ n este diferența direcției corzii.

Experiența cu acest algoritm a demonstrat că, în medie, între 2 și 3 valori ale indicelui trebuie să fie calculate pentru a stabili un punct al conturului cu o precizie mai mare de 0,01 dB.

În special în cazul în care contururile mari trebuie să fie calculate, acest algoritm accelerează semnificativ timpul de calcul. Cu toate acestea, ar trebui remarcat faptul că implementarea acestuia necesită experiență, în special atunci când un contur este împărțit în segmente separate.

2.8.    Atribuirea nivelurilor de zgomot și a populației clădirilor

Pentru evaluarea expunerii la zgomot a populației sunt luate în considerare numai clădirile rezidențiale. Nu se vor atribui persoane altor clădiri nerezidențiale, cum ar fi școlile, clădirile de birouri, spitalele sau fabricile. Repartizarea populației la clădirile rezidențiale se bazează pe cele mai recente date oficiale (în funcție de reglementările relevante ale statului membru respectiv).

Deoarece calculele se efectuează pe o rețea de rezoluție 100 m × 100 m, în cazul specific al zgomotului aeronavelor, nivelurile se interpolează pornind de la cele mai apropiate niveluri de zgomot ale rețelei.

Determinarea numărului de locuitori ai unei clădiri

Numărul de locuitori ai unei clădiri rezidențiale este un parametru intermediar important pentru estimarea expunerii la zgomot. Din nefericire, datele referitoare la acest parametru nu sunt întotdeauna disponibile. În continuare se precizează modul în care acest parametru poate fi derivat din date mai ușor accesibile.

Simboluri utilizate în cele ce urmează sunt:

BA

=

suprafața de bază a clădirii

DFS

=

suprafața locuinței

DUFS

=

suprafața unitară a locuinței

H

=

înălțimea clădirii

FSI

=

suprafața locuinței pe cap de locuitor

Inh

=

numărul de locuitori

NF

=

numărul de etaje

V

=

volumul clădirilor rezidențiale

Pentru calcularea numărului de locuitori, se utilizează fie procedura următoare pentru cazul 1, fie procedura pentru cazul 2, în funcție de disponibilitatea datelor.

CAZUL 1: datele privind numărul de locuitori sunt disponibile

1A :

Numărul de locuitori este cunoscut sau a fost estimat pe baza unităților locative. În acest caz, numărul de locuitori ai unei clădiri reprezintă suma dintre numărul de locuitori din toate unitățile locative din clădire:



image

(2.8.1)

1B :

Numărul de locuitori este cunoscut numai pentru entitățile mai mari de o clădire, de exemplu, părți ale unor cartiere, cartiere, districte sau chiar o întreagă municipalitate. În acest caz, numărul de locuitori dintr-o clădire este estimat pe baza volumului clădirii:



image

(2.8.2)

Indicele „total” se referă aici la respectivele entități luate în considerare. Volumul clădirii este produsul dintre suprafața de bază și înălțimea sa:



Vbuilding = BAbuilding × Hbuilding

(2.8.3)

În cazul în care înălțimea clădirii nu este cunoscută, ea se estimează în funcție de numărul etajelor NFbuilding , presupunând o înălțime medie pentru fiecare etaj de 3 m:



Hbuilding = NFbuilding × 3 m

(2.8.4)

În cazul în care numărul de etaje nu este cunoscut, se utilizează o valoare implicită pentru numărul de etaje reprezentativ pentru district sau cartier.

Volumul total de clădiri rezidențiale din entitatea în cauză Vtotal se calculează ca suma volumelor tuturor clădirilor rezidențiale din entitate:



image

(2.8.5)

CAZUL 2: nu sunt disponibile date privind numărul de locuitori

În acest caz, numărul de locuitori este estimat pe baza suprafeței medii a locuinței per locuitor FSI. În cazul în care acest parametru nu este cunoscut, se utilizează o valoare implicită națională.

2A :

Suprafața locuinței este cunoscută pe baza unităților locative. În acest caz, numărul de locuitori din fiecare unitate locativă este estimat după cum urmează:



image

(2.8.6)

Numărul de locuitori din clădire poate fi estimat ca și în CAZUL 1A de mai sus.

2B :

Suprafața locuinței este cunoscută pentru întreaga clădire, adică suma tuturor suprafețelor unităților locative din clădire este cunoscută. În acest caz, numărul de locuitori este estimat după cum urmează:



image

(2.8.7)

2C :

Suprafața locuinței este cunoscută numai pentru entitățile mai mari de o clădire, de exemplu, părți ale unor cartiere, cartiere, districte sau chiar o întreagă municipalitate.

În acest caz, numărul de locuitori dintr-o clădire este estimat pe baza volumului clădirii descris în CAZUL 1B de mai sus cu numărul total al locuitorilor estimat după cum urmează:



image

(2.8.8)

2D :

Suprafața locuinței este necunoscută. În acest caz, numărul de locuitori dintr-o clădire este estimat conform celor descrise la CAZUL 2B de mai sus cu suprafața locuinței estimată după cum urmează:



DFSbuilding = BAbuilding × 0,8 × NFbuilding

(2.8.9)

Factorul 0,8 este factorul de conversie suprafața brută → suprafața locuinței. În cazul în care un alt factor este cunoscut a fi reprezentativ pentru zonă, acesta va fi utilizat și documentat în mod clar.

În cazul în care numărul de etaje ale clădirii nu este cunoscut, acesta se estimează în funcție de înălțimea clădirii, Hbuilding , conducând de regulă la un număr cu zecimale:



image

(2.8.10)

În cazul în care nu se cunoaște nici înălțimea clădirii, și nici numărul de etaje, se va utiliza o valoare implicită pentru numărul reprezentativ pentru district sau municipalitate.

Atribuirea punctelor receptoare la fațadele clădirilor

Evaluarea expunerii populației la zgomot se bazează pe nivelurile punctului receptor la 4 m deasupra nivelului solului din fața fațadelor clădirilor rezidențiale.

Pentru calculul numărului de locuitori, se utilizează fie procedura pentru cazul 1, fie procedura pentru cazul 2, pentru sursele de zgomot terestre. Pentru zgomotul produs de aeronave, calculat în conformitate cu secțiunea 2.6, întreaga populație a unei clădiri este asociată celui mai apropiat punct de calcul al zgomotului de pe rețea.

CAZUL 1

image

(a) Segmente cu o lungime de peste 5 m sunt împărțite în intervale regulate cu lungimea cea mai mare posibilă, dar mai mică sau egală cu 5 m. Punctele receptoare sunt poziționate în mijlocul fiecărui interval regulat.

(b) Segmentele rămase care depășesc o lungime de 2,5 m sunt reprezentate de un punct receptor în mijlocul fiecărui segment.

(c) Segmentele adiacente rămase cu o lungime totală de peste 5 m sunt tratate ca obiecte poligonale într-o manieră similară cu cea descrisă la literele (a) și (b).

(d) Numărul de locuitori alocat unui punct receptor trebuie ponderat în funcție de lungimea fațadei reprezentate, astfel încât suma tuturor punctelor receptoare să reprezinte numărul total de locuitori.

(e) Doar în cazul clădirilor cu o suprafață care indică o singură locuință pe etaj, fațada cea mai expusă nivelului de zgomot este utilizată direct pentru statistici și asociată cu numărul de locuitori.

CAZUL 2

image

(a) Fațadele sunt luate în considerare separat sau divizate până la fiecare 5 m de la poziția de pornire, cu o poziție a receptorului la jumătatea distanței de fațadă sau a segmentului de 5 m.

(b) Secțiunea rămasă are punctul său receptor în mijlocul său.

(c) Numărul de locuitori alocat unui punct receptor trebuie ponderat în funcție de lungimea fațadei reprezentate, astfel încât suma tuturor punctelor receptoare să reprezinte numărul total de locuitori.

(d) Doar în cazul clădirilor cu o suprafață care indică o singură locuință pe etaj, fațada cea mai expusă nivelului de zgomot este utilizată direct pentru statistici și asociată cu numărul de locuitori.

3.   DATE DE INTRARE

Datele de intrare de utilizat în mod corespunzător în legătură cu metodele descrise mai sus sunt prezentate în apendicele de la F la I.

În cazul în care datele de intrare furnizate prevăzute în apendicele de la F la I nu sunt aplicabile sau pot provoca abateri de la valoarea reală care nu îndeplinesc condițiile prezentate la punctele 2.1.2 și 2.6.2, pot fi utilizate alte valori, cu condiția ca valorile utilizate și metodologia utilizată pentru determinarea lor să fie documentate suficient, inclusiv demonstrând caracterul adecvat al acestora. Aceste informații sunt puse la dispoziția publicului.

4.   METODE DE MĂSURARE

Dacă, din orice motiv, se efectuează măsurători, acestea trebuie să respecte principiile care guvernează măsurătorile medii pe termen lung, definite în ISO 1996-1:2003 și ISO 1996-2:2007 sau, pentru zgomotul produs de aeronave, în ISO 20906:2009.




Apendicele A

Cerințe privind datele

Secțiunea 2.7.6 din textul principal prezintă în termeni generali cerințele aferente datelor specifice care descriu un aeroport și operațiunile sale și care sunt necesare pentru calcularea contururilor de zgomot. Următoarele fișe de date conțin date cu titlu de exemplu pentru un aeroport ipotetic. Formatele datelor specifice vor depinde, în general, de cerințele și nevoile sistemului de modelare a zgomotului utilizat, precum și de scenariul de studiu.

Notă: Se recomandă ca informațiile geografice (punctele de referință etc.) să fie exprimate în coordonate carteziene. Alegerea unui anumit sistem de coordonate depinde, de obicei, de hărțile disponibile.

A1   DATE GENERALE PRIVIND AEROPORTUL

image

A2   DESCRIEREA PISTEI

image

Pentru pragurile deplasate se poate repeta descrierea pistei sau acestea pot fi descrise în secțiunea aferentă traiectoriei la sol.

A3   DESCRIEREA TRAIECTORIEI LA SOL

În absența unor date radar, următoarele informații sunt necesare pentru a descrie traiectoriile la sol.

image

image

A4   DESCRIEREA TRAFICULUI AERIAN

image

image

A5   FIȘA CU DATE PRIVIND PROCEDURA DE ZBOR

Exemplu pentru o aeronavă Boeing 727-200 clasificată conform capitolului 3, astfel cum reiese din datele radar prelucrate conform orientărilor cuprinse în secțiunea 2.7.9 din textul principal.

image

Exemplu de profil procedural bazat pe datele A/C stocate în baza de date ANP:

image




Apendicele B

Calculul performanței de zbor

Termeni și simboluri

Termenii și simbolurile utilizate în prezentul apendice corespund celor folosite în mod obișnuit de inginerii de aeronave. În cele ce urmează sunt explicați pe scurt câțiva termeni de bază, pentru utilizatorii care nu sunt familiarizați cu aceștia. Pentru a reduce la minimum inadvertențele față de corpul principal al metodei, simbolurile sunt, în cea mai mare parte, definite separat în prezentul apendice. Pentru mărimile menționate în corpul principal al metodei au fost utilizate simbolurile obișnuite; cele câteva simboluri utilizate în mod diferit în prezentul apendice sunt marcate cu un asterisc (*). Există o oarecare suprapunere a unităților de măsură SUA și SI; din nou, acest lucru urmărește să păstreze convențiile cu care sunt familiarizați utilizatorii din diferite discipline.

Termeni

Punct de rupere

A se vedea Limitarea puterii

Viteza față de aer calibrată

(Denumită și viteza față de aer echivalentă sau indicată.) Viteza aeronavei față de aer, indicată de un instrument calibrat de la bord. Viteza reală față de aer, care este, în mod normal, mai mare, poate fi calculată pornind de la viteza față de aer calibrată, cunoscând densitatea aerului.

Tracțiunea netă corectată

Tracțiunea netă este forța propulsoare exercitată de un motor asupra corpului aeronavei. La o setare a puterii dată (EPR sau N 1), aceasta scade odată cu densitatea aerului, pe măsură ce altitudinea crește; tracțiunea netă corectată este tracțiunea la nivelul mării.

Limitarea puterii

La anumite temperaturi maxime ale componentelor, tracțiunea produsă de motor scade pe măsură ce temperatura aerului ambiant crește – și invers. Acest lucru înseamnă că există o temperatură critică a aerului, peste care tracțiunea nominală nu mai poate fi atinsă. În cazul majorității motoarelor moderne, aceasta este denumită „temperatura limită” deoarece, la temperaturi mai scăzute ale aerului, tracțiunea este limitată automat la tracțiunea nominală pentru a crește la maximum durata de viață a motorului. Tracțiunea scade oricum la temperaturi mai mari decât temperatura limită – care este denumită adesea punct de rupere sau temperatură de rupere.

Viteza

Mărimea vectorului viteză al aeronavei (în sistemul de coordonate al aerodromului)

Tracțiunea nominală

Durata de viață a unui motor de aeronavă depinde foarte mult de temperaturile la care funcționează componentele sale. Temperaturile sunt cu atât mai ridicate și durata de viață este cu atât mai scurtă, cu cât puterea sau tracțiunea generată este mai mare. În vederea realizării unui echilibru între cerințele de performanță și cele privind durata de viață, pentru motoarele cu limitatoare de putere au fost stabilite valori ale tracțiunii pentru decolare, urcare și croazieră, care definesc setările normale de putere maximă.

Parametrul de setare a tracțiunii

Pilotul nu poate selecta o anumită tracțiune a motorului; acesta alege în schimb setarea corespunzătoare a acestui parametru, care este afișată în carlingă. De obicei, este vorba fie de raportul de compresie al motorului (EPR), fie de viteza de rotație a rotorului de joasă presiune (sau a ventilatorului) (N 1).

Simboluri

Mărimile sunt adimensionale, dacă nu se precizează altfel. Simbolurile și abrevierile care nu sunt indicate mai jos sunt utilizate exclusiv local și definite în text. Indicii 1 și 2 desemnează condițiile la începutul și, respectiv, la sfârșitul unui segment. Barele superioare desemnează valorile medii ale segmentului, respectiv media dintre valorile de la început și cele de la sfârșit.

a

accelerația medie ft/s2

amax

accelerația maximă posibilă ft/s2

A, B, C, D

coeficienții flapsurilor

E, F, GA,B, H

coeficienții de tracțiune ai motorului

Fn

tracțiunea netă per motor, lbf

Fn/δ

tracțiunea netă corectată per motor, lbf

G

panta de urcare

G′

panta de urcare cu un motor inoperant

GR

declivitatea medie a pistei, pozitivă în sens ascendent

g

accelerația gravitațională, ft/s2

ISA

atmosfera standard internațională

N *

numărul de motoare care asigură tracțiunea

R

raportul dintre rezistența la înaintare și portanță (drag-to-lift ratio) CD/CL

ROC

rata de urcare pe segment (ft/min)

s

distanța la sol acoperită de-a lungul traiectoriei la sol, ft

sTO8

distanța de decolare cu vânt din față de 8 kt, ft

sTOG

distanța de decolare corectată în funcție de w și GR , ft

sTOw

distanța de decolare cu vânt din față w, ft

T

temperatura aerului, °C

TB

temperatura punctului de rupere, °C

V

viteza față de sol, kt

VC

viteza față de aer calibrată, kt

VT

viteza reală față de aer, kt

W

greutatea avionului, lb

w

viteza vântului din față, kt

Δs

lungimea segmentului în condiții de atmosferă calmă, proiectată pe traiectoria la sol, ft

Δsw

proiecția la sol a lungimii segmentului, corectată în funcție de vântul din față, ft

δ

p/po , raportul dintre presiunea aerului ambiant din jurul avionului și presiunea standard a aerului la nivelul mediu al mării: po = 101,325 kPa (sau 1 013,25 mb)

ε

unghiul de înclinare, radiani

γ

unghiul de urcare/coborâre, radiani

θ

(T + 273,15)/(T0 + 273,15) raportul dintre temperatura aerului la altitudine și temperatura standard a aerului la nivelul mediu al mării: T0 = 15,0 °C

σ *

ρ/ρ0 = raportul dintre densitatea aerului la altitudine și densitatea aerului la nivelul mediu al mării (de asemenea, σ = δ/θ)

B1   INTRODUCERE

Sinteza traiectului de zbor

Prezentul apendice recomandă, în principal, procedurile de calcul al profilului de zbor al unui avion pe baza unor parametri aerodinamici și ai propulsiei specificați, a greutății aeronavei, a condițiilor atmosferice, a traiectoriei la sol și a procedurii de operare (configurația zborului, setarea de putere, viteza de înaintare, viteza verticală etc.). Procedura de operare este descrisă printr-un set de etape procedurale care definesc modul de zbor corespunzător profilului respectiv.

Profilul de zbor pentru decolare sau apropiere este reprezentat de o serie de segmente liniare, ale căror extremități sunt denumite puncte de profil. Acesta se calculează utilizând ecuații de aerodinamică și tracțiune, care conțin numeroși coeficienți și constante ce trebuie să fie disponibili pentru combinația specifică corp de aeronavă-motor. Acest proces de calcul este descris în text ca proces de sinteză a traiectului de zbor.

Pe lângă parametrii de performanță ai aeronavei, care pot fi obținuți din baza de date ANP, pentru aceste ecuații trebuie să se specifice: 1. greutatea brută a avionului; 2. numărul de motoare; 3. temperatura aerului; 4. elevația pistei; și 5. etapele procedurale (exprimate ca setări de putere, poziția flapsurilor, viteza față de aer și, în cursul accelerării, rata medie de urcare/coborâre) pentru fiecare segment din cursul decolării și apropierii. Fiecare segment este apoi clasificat ca rulare la sol, decolare sau aterizare, urcare cu viteză constantă, reducerea puterii, urcare accelerată cu sau fără retragerea flapsurilor, coborâre cu sau fără decelerare și/sau utilizarea flapsurilor sau apropiere finală pentru aterizare. Profilul de zbor este construit pas cu pas, parametrii de la începutul fiecărui segment fiind egali cu cei de la sfârșitul segmentului precedent.

Se presupune că utilizând parametrii de performanță aerodinamică din baza de date ANP se obține reprezentarea, cu o acuratețe rezonabilă, a traiectului real de zbor al unui avion în condițiile de referință specificate (a se vedea secțiunea 2.7.6 din textul principal). Însă parametrii aerodinamici și coeficienții motorului s-au dovedit a fi adecvați pentru temperaturi ale aerului de până la 43 °C, pentru o altitudine a aerodromului de până la 4 000 ft și pentru gama de greutăți specificate în baza de date ANP. Ecuațiile permit astfel calcularea traiectului de zbor în alte condiții, și anume pentru greutăți ale avioanelor, viteze ale vântului, temperaturi ale aerului și elevații ale pistei (presiuni ale aerului) care nu se încadrează în valorile de referință, în mod normal cu suficientă acuratețe pentru calcularea contururilor corespunzătoare nivelurilor medii de zgomot din jurul unui aeroport.

Secțiunea B-4 explică modul în care efectele zborului în viraj sunt luate în considerare pentru plecări. Astfel, se poate ține seama de unghiul de înclinare la calcularea efectelor directivității laterale (efecte datorate amplasării motoarelor). De asemenea, în cursul zborului în viraj, gradienții de urcare vor fi, în general, reduși în funcție de raza de viraj și de viteza avionului. (Efectele virajelor din cursul apropierii pentru aterizare sunt mai complexe și nu sunt abordate în prezent. Acestea vor avea însă rareori un impact semnificativ asupra contururilor de zgomot.)

Secțiunile B-5-B-9 descriu metodologia recomandată pentru generarea profilurilor de zbor la plecare, pe baza coeficienților din baza de date ANP și a etapelor procedurale.

Secțiunile B-10 și B-11 descriu metodologia utilizată pentru generarea profilurilor de zbor la apropiere, pe baza coeficienților din baza de date ANP și a procedurilor de zbor.

Secțiunea B-12 oferă exemple de calcul.

Sunt furnizate seturi separate de ecuații pentru a determina tracțiunea netă produsă de motoarele cu reacție și, respectiv, de motoarele cu elice. Cu excepția cazului în care se menționează altfel, ecuațiile care determină performanța aerodinamică a unui avion se aplică în egală măsură avioanelor cu reacție și celor cu elice.

Simbolurile matematice utilizate sunt definite la începutul prezentului apendice și/sau atunci când sunt introduse pentru prima dată. În toate ecuațiile, coeficienții și constantele trebuie exprimate, bineînțeles, în aceleași unități ca și parametrii și variabilele corespunzătoare. Pentru coerența cu baza de date ANP, în prezentul apendice sunt respectate convențiile privind performanța tehnică a aeronavei; distanțele și înălțimile sunt exprimate în picioare (ft), viteza în noduri (kt), masa în livre (lb), forța în livre-forță (tracțiunea netă corectată pentru temperatură înaltă) și așa mai departe – chiar dacă unele mărimi (de exemplu, cele referitoare la atmosferă) sunt exprimate în unități SI. Specialiștii în modelare care folosesc alte sisteme de unități de măsură trebuie să acorde o atenție deosebită aplicării factorilor de conversie adecvați atunci când utilizează ecuațiile pentru modelele lor.

Analiza traiectului de zbor

În unele modele, informațiile privind traiectul de zbor nu se furnizează ca etape procedurale, ci sub formă de coordonate de poziție și timp, care sunt determinate, de obicei, prin analiza datelor radar. Acest aspect este examinat în secțiunea 2.7.7 din textul principal. În acest caz, ecuațiile din prezentul apendice sunt utilizate „în sens invers”; parametrii privind tracțiunea motorului rezultă din modul de deplasare al aeronavei și nu invers. În general, după ce se calculează o medie a datelor privind traiectul de zbor și aceasta se reduce la forma de segment, fiecare segment fiind clasificat ca urcare sau coborâre, accelerare sau decelerare și tracțiune și modificarea poziției flapsurilor, acest model este relativ mai simplu decât sinteza, care implică adesea procese iterative.

B2   TRACȚIUNEA PRODUSĂ DE MOTOR

Forța propulsoare produsă de fiecare motor este una dintre cele cinci mărimi care trebuie definite la sfârșitul fiecărui segment al traiectului de zbor (celelalte fiind înălțimea, viteza, setarea de putere și unghiul de înclinare). Tracțiunea netă este componenta tracțiunii brute produse de motor, care este disponibilă pentru propulsie. Pentru calculele aerodinamice și acustice, tracțiunea netă se exprimă la presiunea atmosferică standard de la nivelul mediu al mării. Aceasta este cunoscută sub denumirea de tracțiune netă corectată, Fn /δ.

Aceasta va fi fie tracțiunea netă disponibilă atunci când aeronava funcționează la o valoare a tracțiunii specificată, fie tracțiunea netă care rezultă atunci când parametrul de setare a tracțiunii este setat la o anumită valoare. În cazul unui turboreactor sau al unui turboventilator care funcționează la o valoare specifică a tracțiunii, tracțiunea netă corectată este dată de ecuația:



Fn = E + F · Vc + GA· h + GB· h2 + H · T

(B-1)

unde:

Fn

este tracțiunea netă per motor, lbf

δ

este raportul dintre presiunea aerului ambiant din jurul avionului și presiunea standard a aerului la nivelul mediu al mării, care este de 101,325 kPa (sau 1 013,25 mb) [ref. 1]

Fn/δ

este tracțiunea netă corectată per motor, lbf

VC

este viteza față de aer calibrată, kt

T

este temperatura aerului ambiant în care zboară avionul, °C și

E, F, GA, GB, H

sunt constantele sau coeficienții de tracțiune ai motorului la temperaturi sub temperatura limită a motorului și la valoarea curentă a tracțiunii (pe segmentul curent de decolare/urcare sau apropiere al traiectului de zbor), lb.s/ft, lb/ft, lb/ft2, lb/°C. Pot fi obținute din baza de date ANP.

În baza de date ANP sunt furnizate și date care permit calculul tracțiunii nenominale, ca funcție a parametrului de setare a tracțiunii. Acesta este definit de unii producători ca fiind raportul de compresie al motorului, EPR, iar de alții ca fiind viteza rotorului de joasă presiune sau viteza ventilatorului, N1 . Atunci când parametrul respectiv este EPR, ecuația B-1 se înlocuiește cu:



Fn = E + F · VC + GA · h + GB · h2 + H · T + K1 · EPR + K2 · EPR2

(B-2)

unde K 1 și K 2 sunt coeficienți din baza de date ANP care corelează tracțiunea netă corectată cu raportul de compresie al motorului din vecinătatea raportului de compresie de interes pentru numărul Mach specificat al avionului.

Atunci când viteza de rotație N1 a motorului este parametrul utilizat de echipajul din carlingă pentru setarea tracțiunii, ecuația generalizată a tracțiunii devine:



image

(B-3)

unde:

N 1

este viteza de rotație a compresorului de joasă presiune al motorului (sau a ventilatorului) și a treptelor turbinei, %

θ

= (T + 273)/288,15, raportul dintre temperatura totală absolută la admisia în motor și temperatura standard absolută a aerului la nivelul mediu al mării [ref. 1]

image

este viteza corectată a rotorului de joasă presiune, % și

K 3, K 4

sunt constante obținute din datele motoarelor instalate, învecinate cu vitezele N1 de interes.

A se observa că, pentru același avion, E, F, GA , GB și H pot avea în ecuațiile B-2 și B-3 alte valori decât în ecuația B-1.

Nu toți termenii din ecuație vor fi întotdeauna semnificativi. De exemplu, pentru motoarele cu limitarea puterii, care funcționează la temperaturi ale aerului aflate sub punctul de rupere (de regulă, 30 °C), termenul care reprezintă temperatura poate să nu fie necesar. Pentru motoarele fără limitarea puterii, trebuie să se țină seama de temperatura ambiantă la stabilirea tracțiunii nominale. Peste temperatura limită a motorului, trebuie utilizat un alt set de coeficienți de tracțiune ai motorului (E, F, GA , GB și H) high pentru a determina nivelul de tracțiune disponibil. În mod normal, se calculează apoi Fn /δ utilizând atât coeficienții pentru temperatură joasă, cât și cei pentru temperatură înaltă și se utilizează cel mai mare nivel de tracțiune pentru temperaturi sub temperatura limită și cel mai mic nivel calculat de tracțiune pentru temperaturi peste temperatura limită.

Dacă nu sunt disponibili decât coeficienții de tracțiune la temperatură joasă, se poate utiliza următoarea ecuație:



(Fn/δ)high = F · VC + (E + H · TB )·(1 – 0,006 · T)/(1 – 0,006 · TB )

(B-4)

unde:

(Fn /δ) high

este tracțiunea netă corectată la temperatură înaltă (lbf),

TB

este temperatura punctului de rupere (în absența unei valori stabilite, se poate utiliza o valoare implicită de 30 °C).

În baza de date ANP se găsesc valorile constantelor și coeficienților din ecuațiile B-1-B-4.

Pentru avioanele cu elice, tracțiunea netă corectată per motor se preia din grafice sau se calculează cu ajutorul ecuației:



Fn = (326 · η · Pp/VT )/δ

(B-5)

unde:

η

este randamentul elicei pentru o anumită amplasare a acesteia și este o funcție a vitezei de rotație a elicei și a vitezei de zbor a avionului

VT

este viteza reală față de aer, kt

Pp

este puterea netă de propulsie pentru o anumită etapă a zborului, de exemplu, puterea maximă la decolare sau puterea maximă la urcare, cp

Parametrii din ecuația B-5 se găsesc în baza de date ANP pentru tracțiunea maximă la decolare și pentru setările maxime de tracțiune la urcare.

Viteza reală față de aer VT se obține din viteza față de aer calibrată VC , utilizând ecuația:



image

(B-6)

unde σ este raportul dintre densitatea aerului din jurul avionului și densitatea aerului la nivelul mediu al mării.

Îndrumări privind operarea cu tracțiune redusă la decolare

Deseori, greutatea la decolare a aeronavei este mai mică decât greutatea maximă admisibilă și/sau lungimea pistei disponibile depășește lungimea minimă necesară în cazul utilizării tracțiunii maxime la decolare. În aceste cazuri, practica obișnuită constă în reducerea tracțiunii motorului sub nivelurile maxime pentru a prelungi durata de viață a motorului și, uneori, pentru a reduce zgomotul. Tracțiunea motorului poate fi redusă numai până la niveluri care păstrează marja de siguranță necesară. Procedura de calcul utilizată de operatorii de aeronave pentru a determina valoarea cu care se poate reduce tracțiunea este reglementată în consecință: este o procedură complexă, care ia în considerare numeroși factori printre care se numără greutatea la decolare, temperatura aerului ambiant, distanțele declarate ale pistei, elevația pistei și criteriile de trecere peste obstacolele de pe pistă. Prin urmare, valoarea cu care se reduce tracțiunea diferă de la un zbor la altul.

Specialiștii în modelare trebuie să ia în mod rezonabil în considerare operațiunile cu tracțiune redusă, deoarece acestea pot avea un efect profund asupra contururilor de zgomot la plecare și, pentru a obține cele mai bune rezultate, trebuie să ceară sfaturi practice din partea operatorilor.

Dacă o astfel de consiliere nu este disponibilă, se recomandă efectuarea unor estimări prin mijloace alternative. Pentru modelarea acustică, nu este practic să se recurgă la aceleași calcule ca și operatorii; acestea nici nu sunt compatibile cu simplificările și aproximările convenționale efectuate la calcularea nivelurilor medii de zgomot pe termen lung. Următoarele îndrumări sunt furnizate cu titlul de alternativă fezabilă. Trebuie subliniat faptul că în prezent se desfășoară cercetări aprofundate în domeniu și, prin urmare, aceste îndrumări pot fi modificate.

Analiza datelor din înregistratorul de date de zbor a arătat că nivelul de reducere a tracțiunii este strâns corelat cu raportul dintre greutatea reală la decolare și greutatea reglementară la decolare (RTOW), până la o limită inferioară fixată ( 29 ), și anume:



Fn = (Fn) max · W/WRTOW

(B-7)

unde (Fn /δ) max este tracțiunea nominală maximă, W este greutatea reală brută la decolare și WRTOW este greutatea reglementară la decolare.

RTOW este greutatea maximă cu care se poate decola în siguranță, satisfăcând în același timp cerințele privind lungimea câmpului de decolare, urcarea cu un motor inoperant și trecerea peste obstacole. Aceasta depinde de lungimea disponibilă a pistei de decolare, elevația aerodromului, temperatură, vântul din față și unghiul flapsurilor. Informațiile respective pot fi obținute de la operatori și ar trebui să fie mai accesibile decât datele privind nivelurile reale ale tracțiunii reduse. În mod alternativ, poate fi calculată utilizând datele din manualul de zbor al aeronavei.

Tracțiunea redusă la urcare

Atunci când decolează cu tracțiune redusă, deseori, dar nu întotdeauna, operatorii reduc tracțiunea la urcare sub nivelurile maxime ( 30 ). Acest lucru împiedică apariția situațiilor în care, la finalul urcării inițiale cu tracțiunea de decolare, puterea trebuie mărită și nu redusă. Este însă mai dificil să se stabilească o justificare comună în acest caz. Unii operatori utilizează tracțiuni fixate sub tracțiunea maximă la urcare, denumite uneori Urcarea 1 și Urcarea 2, reducând, de regulă, tracțiunea la urcare cu 10 și, respectiv, 20 de procente sub tracțiunea maximă. Atunci când se utilizează o tracțiune redusă la decolare, se recomandă să se reducă și nivelurile de tracțiune la urcare cu 10 procente.

B3   PROFILURILE VERTICALE ALE TEMPERATURII, PRESIUNII ȘI DENSITĂȚII AERULUI ȘI ALE VITEZEI VÂNTULUI

Pentru scopurile prezentului document, se consideră că variațiile temperaturii, presiunii și densității aerului în funcție de înălțimea măsurată de la nivelul mediu al mării sunt cele ale atmosferei standard internaționale. Metodele descrise în continuare au fost validate pentru aerodromuri aflate la altitudini de până la 4 000 ft deasupra nivelului mării și pentru temperaturi ale aerului de până la 43 °C (109 °F).

Deși, în realitate, viteza medie a vântului variază atât în funcție de înălțime, cât și în timp, de obicei nu este posibil să se țină seama de acest aspect la modelarea contururilor de zgomot. În schimb, ecuațiile performanțelor de zbor prezentate în continuare se bazează pe presupunerea că avionul zboară în orice moment cu un vânt din față având viteza (implicită) de 8 kt – indiferent de indicația compasului (deși în calculele privind propagarea sunetului nu se ține seama în mod explicit de viteza medie a vântului). Pentru alte viteze ale vântului se furnizează metode de ajustare a rezultatelor.

B4   EFECTELE VIRAJELOR

În restul prezentului apendice se explică modul de calcul al proprietăților cerute ale segmentelor care intersectează profilul în punctele s și z, ce definesc traiectul bidimensional de zbor în plan vertical deasupra traiectoriei la sol. Segmentele sunt definite succesiv în direcția de deplasare. La sfârșitul fiecărui segment (sau la începutul rulării în cazul în care primul segment corespunde plecării), dacă parametrii operaționali și următoarea etapă procedurală sunt definite, trebuie calculat unghiul de urcare și distanța parcursă pe traiectorie până la punctul în care sunt atinse înălțimea și/sau viteza dorită.

Dacă traiectoria este dreaptă, aceasta va fi acoperită de un singur segment de profil, a cărui geometrie poate fi apoi determinată direct (deși, uneori, cu un anumit grad de iterație). Dar dacă începe sau se încheie un viraj, sau are loc o schimbare a razei sau a direcției acestuia înainte de atingerea condițiilor de sfârșit cerute, un singur segment nu este suficient, deoarece portanța și rezistența la înaintare a aeronavei se modifică odată cu unghiul de înclinare. Pentru a lua în considerare efectele virajului asupra urcării, sunt necesare segmente de profil suplimentare pentru a implementa etapa procedurală - după cum urmează.

Trasarea traiectoriei la sol este descrisă în secțiunea 2.7.13 din text. Acest lucru se efectuează independent de profilul de zbor al aeronavei (având însă grijă să nu fie definite viraje care nu pot fi executate în zbor în condițiile unor constrângeri operaționale normale). Dar deoarece profilul de zbor – înălțimea și viteza ca funcții ale distanței parcurse pe traiectorie – este influențat de viraje, acesta nu poate fi determinat independent de traiectoria la sol.

În scopul menținerii vitezei într-un viraj, portanța aripii trebuie mărită pentru a echilibra forța centrifugă și greutatea aeronavei. Acest lucru mărește la rândul său rezistența la înaintare și, în consecință, tracțiunea propulsoare necesară. Efectele virajului sunt exprimate în ecuațiile de performanță ca funcții ale unghiului de înclinare ε care, pentru o aeronavă în zbor orizontal ce virează la viteză constantă pe o traiectorie circulară, este dat de:



 

image

(B-8)

unde:

V

este viteza față de sol, kt

 

r

este raza virajului, ft

și

g

este accelerația gravitațională, ft/s2

Se consideră că toate virajele au o rază constantă și se neglijează efectele de ordin secundar asociate traiectului de zbor neorizontal; unghiurile de înclinare sunt bazate numai pe raza de viraj r de pe traiectoria la sol.

Pentru a implementa o etapă procedurală, se calculează mai întâi un segment provizoriu de profil utilizând unghiul de înclinare ε la punctul de început, definit de ecuația B-8 pentru raza r a segmentului de traiectorie. Dacă lungimea calculată a segmentului provizoriu nu intersectează începutul sau sfârșitul unui viraj, segmentul provizoriu este confirmat și se trece la următoarea etapă.

Dacă segmentul provizoriu intersectează însă unul sau mai multe începuturi sau sfârșituri de viraj (în care ε se modifică) ( 31 ), parametrii de zbor la primul astfel de punct sunt estimați prin interpolare (a se vedea secțiunea 2.7.13) și salvați împreună cu coordonatele punctului ca valori de punct final, iar segmentul este divizat. A doua parte a etapei procedurale este apoi aplicată din acel punct – presupunând încă o dată în mod provizoriu că aceasta poate fi finalizată cu ajutorul unui singur segment care are același condiții de sfârșit, însă un nou punct de început și un nou unghi de înclinare. Dacă acest al doilea segment trece apoi peste o altă schimbare de rază/direcție de viraj, va fi necesar un al treilea segment – și așa mai departe, până când sunt atinse condițiile de sfârșit.

Metoda aproximativă

Este evident că luarea pe deplin în considerare a efectelor virajelor, astfel cum s-a descris mai sus, implică un calcul de o complexitate considerabilă, deoarece profilul de urcare al aeronavelor trebuie calculat separat pentru fiecare traiectorie la sol urmată. Însă modificările profilului vertical cauzate de viraje au, de obicei, o influență semnificativ mai mică asupra contururilor de zgomot decât modificările unghiului de înclinare, iar unii utilizatori pot prefera să evite complexitatea – cu prețul unor pierderi de precizie – neglijând efectele virajelor asupra profilurilor, dar luând în considerare unghiul de înclinare la calculul emisiilor sonore laterale (a se vedea secțiunea 2.7.19). Conform acestei aproximări, punctele profilului corespunzătoare unei anumite operări a aeronavei se calculează numai o singură dată, presupunând că traiectoria la sol este o linie dreaptă (pentru care ε = 0).

B5   RULAREA LA SOL PENTRU DECOLARE

Tracțiunea la decolare accelerează avionul pe pistă, până la ridicarea de la sol. Se presupune apoi că viteza față de aer calibrată este constantă pe toată partea inițială a urcării. Se presupune că trenul de aterizare, dacă este escamotabil, este escamotat la scurt timp după ridicarea de la sol.

Pentru scopurile prezentului document, rularea efectivă la sol pentru decolare se aproximează printr-o distanță echivalentă de decolare (cu un vânt din față având viteza implicită de 8 kt), sTO8 , definită conform figurii B-1 ca fiind distanța parcursă pe pistă de la eliberarea frânelor până la punctul în care prelungirea în linie dreaptă a traiectului de zbor corespunzător urcării inițiale cu trenul de aterizare escamotat intersectează pista.

Figura B-1

Distanța echivalentă de decolare

image

Pe o pistă orizontală, distanța echivalentă de rulare la sol pentru decolare, sTO8 , exprimată în picioare, se determină cu ajutorul ecuației:



image

(B-9)

unde:

B8

este un coeficient corespunzător unei combinații specifice de avion/poziție a flapsurilor pentru condițiile de referință ale ISA, incluzând vântul din față de 8 kt, ft/lbf

W

este greutatea brută a avionului la eliberarea frânelor, lbf

N

este numărul de motoare care asigură tracțiunea.

Notă: Deoarece ecuația B-9 ia în considerare variația tracțiunii în funcție de viteza față de aer și de elevația pistei, pentru un avion dat, coeficientul B8 depinde numai de poziția flapsurilor.

Pentru viteze ale vântului din față diferite de viteza implicită de 8kt, distanța de rulare la sol pentru decolare se corectează utilizând ecuația:



image

(B-10)

unde:

STOw

este distanța de rulare la sol corectată pentru vântul din față cu viteza w, ft

VC

(în această ecuație) este viteza calibrată la decolare, kt

w

este viteza vântului din față, kt

Distanța de rulare la sol pentru decolare se corectează, de asemenea, pentru declivitatea pistei, după cum urmează:



image

(B-11)

unde:

STOG

este distanța de rulare la sol (ft) corectată pentru vântul din față și declivitatea pistei,

a

este accelerația medie de-a lungul pistei, egală cu
image , ft/s2

GR

este declivitatea pistei, pozitivă la decolarea în susul pantei

B6   URCAREA LA VITEZĂ CONSTANTĂ

Acest tip de segment este definit de viteza față de aer calibrată a avionului, de setarea flapsurilor, de înălțimea și de unghiul de înclinare înregistrate la sfârșitul său, precum și de viteza (implicită de 8 kt) a vântului din față. Ca în cazul oricărui segment, parametrii de la începutul segmentului, inclusiv tracțiunea netă corectată, sunt egali cu cei de la sfârșitul segmentului precedent, neexistând discontinuități (cu excepția unghiului flapsurilor și a unghiului de înclinare, care, în aceste calcule, pot varia în trepte). Tracțiunile nete la sfârșitul segmentului se calculează mai întâi utilizând ecuația adecvată dintre ecuațiile B-1 - B-5. Unghiul de urcare geometric mediu γ (a se vedea figura B-1) este apoi dat de ecuația:



image

(B-12)

în care barele superioare desemnează valorile de la mijlocul segmentului (= media valorilor de la punctul de început și cel de sfârșit - în general, valorile de la mijlocul segmentului) și

K

este o constantă care depinde de viteză, egală cu 1,01 dacă VC ≤ 200 kt și cu 0,95 în caz contrar. Această constantă ține seama de efectele produse de urcarea cu un vânt din față de 8 kt asupra gradientului de urcare și de accelerația inerentă urcării cu viteza față de aer calibrată constantă (viteza reală crește pe măsură ce densitatea aerului scade odată cu creșterea înălțimii).

R

este raportul dintre coeficientul de rezistență la înaintare și cel de portanță al avionului, corespunzător unei setări date a flapsurilor. Se consideră că trenul de aterizare este escamotat.

ε

este unghiul de înclinare, radiani

Unghiul de urcare se corectează pentru vântul din față w utilizând ecuația:



image

(B-13)

unde γ w este unghiul de urcare mediu corectat pentru vântul din față.

Distanța parcursă de avion pe traiectoria la sol, Δs, în timpul urcării cu unghiul γ w de la altitudinea inițială h 1 la altitudinea finală h 2, este dată de ecuația:



image

(B-14)

Ca regulă generală, există două faze distincte ale profilului de plecare, care implică urcarea cu viteza față de aer constantă. În prima fază, denumită uneori segmentul de urcare inițială, care urmează imediat după ridicarea de la sol, cerințele de siguranță impun ca viteza minimă față de aer a avionului să fie cel puțin egală cu viteza de siguranță la decolare. Aceasta este o viteză reglementată și trebuie atinsă până la înălțimea de 35 ft deasupra pistei, în condiții de operare normală. Cu toate acestea, este uzual să se mențină o viteză de urcare inițială ușor mai mare decât viteza de siguranță la decolare, de obicei cu 10-20 kt, deoarece acest lucru tinde să îmbunătățească gradientul de urcare inițială realizat. A doua fază începe după retragerea flapsurilor și accelerarea inițială și este denumită continuarea urcării.

În timpul urcării inițiale, viteza față de aer depinde de setarea flapsurilor la decolare și de greutatea brută a avionului. Viteza calibrată de urcare inițială VCTO se calculează utilizând aproximarea de gradul unu:



image

(B-15)

unde C este un coeficient corespunzător setării flapsurilor (kt/√lbf), disponibil în baza de date ANP.

Pentru continuarea urcării după accelerare, viteza față de aer calibrată este un parametru introdus de utilizator.

B7   REDUCEREA PUTERII (SEGMENT DE TRANZIȚIE)

La un anumit moment după decolare, puterea este redusă (cut back) față de setarea de la decolare, pentru a prelungi durata de viață a motorului și, deseori, pentru a reduce zgomotul în anumite zone. În mod normal, tracțiunea este redusă fie în cursul segmentului de urcare cu viteză constantă (secțiunea B6), fie în cursul segmentului de accelerare (secțiunea B8). Deoarece este un proces relativ scurt, care durează, de obicei, numai 3-5 secunde, acesta este modelat prin adăugarea la segmentul principal a unui segment de „tranziție”. Se consideră că acesta acoperă, de regulă, o distanță orizontală la sol de 1 000 ft (305 m).

Valoarea cu care se reduce tracțiunea

În condiții de operare normală, tracțiunea motorului este redusă la tracțiunea maximă de urcare. Spre deosebire de tracțiunea de decolare, tracțiunea de urcare poate fi susținută pe o durată de timp nedeterminată, de obicei, în practică, până când avionul atinge altitudinea inițială de croazieră. Nivelul maxim al tracțiunii de urcare se determină cu ajutorul ecuației B1, utilizând coeficienții de tracțiune maximă furnizați de producător. Cerințele de reducere a zgomotului pot impune însă o reducere suplimentară a tracțiunii, denumită uneori „reducere accentuată” (deep cutback). Din motive de siguranță, reducerea maximă a tracțiunii este limitată ( 32 ) la o valoare determinată de performanțele avionului și de numărul de motoare.

Nivelul minim al „tracțiunii reduse” este uneori denumit „tracțiunea redusă corespunzătoare unui motor inoperant”:



image

(B-16)

unde:

δ2

este raportul de compresie la altitudinea h2

G′

este gradientul de urcare, în procente, cu un motor inoperant:

= 0 % pentru avioanele cu sisteme de refacere automată a tracțiunii; sau

= 1,2 % pentru avioane cu două motoare

= 1,5 % pentru avioane cu trei motoare

= 1,7 % pentru avioane cu patru motoare

Segmentul de urcare cu viteză constantă și cu reducerea puterii

Gradientul segmentului de urcare se calculează cu ajutorul ecuației B-12, în care se introduce tracțiunea calculată utilizând fie ecuația B-1 cu coeficienții de urcare maximă, fie ecuația B16 pentru tracțiune redusă. Segmentul de urcare este apoi divizat în două subsegmente, ambele având același unghi de urcare. Acestea sunt ilustrate în figura B-2.

Figura B-2

Segmentul de urcare cu viteză constantă și cu reducerea puterii (ilustrație neefectuată la scară)

image

Primului subsegment i se atribuie o distanță la sol de 1 000 ft (304 m), iar tracțiunea netă corectată per motor la sfârșitul celor 1 000 ft se fixează la valoarea tracțiunii reduse. (Dacă distanța orizontală inițială este mai mică de 2 000 ft, o jumătate din segment se utilizează pentru reducerea tracțiunii.) Tracțiunea la sfârșitul celui de al doilea subsegment se fixează, de asemenea, la valoarea tracțiunii reduse. Astfel, zborul pe al doilea subsegment se efectuează la tracțiune constantă.

B8   URCAREA ACCELERATĂ ȘI RETRAGEREA FLAPSURILOR

Aceasta urmează, de obicei, după urcarea inițială. Ca în cazul tuturor segmentelor zborului, altitudinea h1 , viteza reală față de aer VT1 și tracțiunea (Fn /δ)1 de la punctul de început sunt cele de la sfârșitul segmentului precedent. Viteza față de aer calibrată VC2 de la punctul de sfârșit și rata medie de urcare ROC sunt introduse de utilizator (unghiul de înclinare ε este o funcție a vitezei și a razei virajului). Deoarece acestea sunt interdependente, altitudinea h 2, viteza reală față de aer VT2 , și tracțiunea (Fn /δ) 2 de la sfârșit, precum și lungimea segmentului pe traiectorie Δs trebuie calculate prin iterație; altitudinea de la sfârșit h 2 se estimează inițial și apoi se recalculează în mod repetat utilizând ecuațiile B-16 și B-17, până când diferența dintre două estimări succesive este mai mică decât o toleranță specificată, de exemplu 1 ft. O estimare inițială practică este h 2 = h 1 + 250 ft.

Lungimea segmentului pe traiectorie (distanța orizontală acoperită) se estimează ca:



image

(B-17)

unde:

0,95

este un factor care ține seama de efectul vântului din față de 8 kt asupra urcării cu 160 kt

k

este o constantă de conversie a nodurilor în ft/sec = 1,688 ft/s per kt

VT2

= viteza reală față de aer la sfârșitul segmentului, kt:

image

unde σ2 = raportul densității aerului la altitudinea de la sfârșit h 2

amax

= accelerația maximă în zbor orizontal (ft/s2)

=image

G

= gradientul de urcareimage

unde ROC = rata de urcare, ft/min

Utilizând această estimare a Δs, altitudinea de la sfârșit h 2′ este apoi reestimată cu ajutorul ecuației:



h2 = h 1 + s · G/0,95

(B-18)

Atât timp cât eroarea
image nu se încadrează în toleranța specificată, etapele B-17 și B-18 se repetă, utilizând valorile iterației curente pentru altitudinea h 2, viteza reală față de aer VT2 și tracțiunea netă corectată per motor (Fn /δ)2 de la sfârșitul segmentului. Atunci când eroarea se încadrează în toleranță, ciclul iterativ se încheie, iar segmentul de accelerare este definit de valorile finale de la sfârșitul său.

Notă: Dacă în cursul procesului de iterație (amax – G · g) < 0,02 g, accelerația poate fi prea mică pentru a atinge, după o distanță rezonabilă, viteza VC2 dorită. În acest caz, gradientul de urcare poate fi limitat la G = amax/g – 0,02, reducând astfel rata de urcare dorită pentru a menține o accelerație acceptabilă. Dacă G < 0,01, trebuie trasă concluzia că nu există tracțiune suficientă pentru a obține accelerația și rata de urcare specificate; calculul trebuie încheiat, iar etapele procedurale trebuie revizuite ( 33 ).

Lungimea segmentului de accelerare se corectează pentru vântul din față cu viteza w, utilizând ecuația:



image

(B-19)

Segmentul de accelerare cu reducerea tracțiunii

Reducerea tracțiunii se introduce într-un segment de accelerare la fel ca într-un segment de viteză constantă, prin transformarea primei părți a acestuia într-un segment de tranziție. Nivelul de reducere a tracțiunii se calculează conform procedurii de reducere a tracțiunii la viteză constantă, utilizând numai ecuația B-1. A se observa că, în general, nu se poate accelera și urca menținând setarea de tracțiune minimă corespunzătoare unui motor inoperant. Pentru tranziția tracțiunii se alocă o distanță la sol de 1 000 ft (305 m), iar tracțiunea netă corectată per motor la sfârșitul celor 1 000 ft se fixează la valoarea tracțiunii reduse. Viteza la sfârșitul segmentului se determină prin iterație pentru o lungime a segmentului de 1 000 ft. (Dacă distanța orizontală inițială este mai mică de 2 000 ft, o jumătate din segment se utilizează pentru modificarea tracțiunii.) Tracțiunea la sfârșitul celui de al doilea subsegment se fixează, de asemenea, la valoarea tracțiunii reduse. Astfel, zborul pe al doilea subsegment se efectuează la tracțiune constantă.

B9   SEGMENTELE SUPLIMENTARE DE URCARE ȘI ACCELERARE DUPĂ RETRAGEREA FLAPSURILOR

Dacă în traiectul de zbor în urcare se includ segmente de accelerare suplimentare, trebuie utilizate din nou ecuațiile B-12-B-19 pentru a calcula distanța parcursă pe traiectoria la sol, unghiul de urcare mediu și câștigul de înălțime pentru fiecare dintre acestea. La fel ca mai sus, înălțimea de la sfârșitul segmentului final trebuie estimată prin iterație.

B10   COBORÂREA ȘI DECELERAREA

În mod normal, în zborul de apropiere, avionul trebuie să coboare și să decelereze ca pregătire pentru segmentul de apropiere finală, în care configurația avionului include flapsurile de apropiere și trenul de aterizare scos. Mecanica zborului rămâne neschimbată față de cazul plecării; principala diferență este că înălțimea și profilul de viteză sunt, în general, cunoscute, nivelurile de tracțiune ale motorului fiind cele care trebuie estimate pentru fiecare segment. Ecuația de bază a echilibrului de forțe este:



image

(B-20)

Ecuația B-20 poate fi utilizată în două moduri diferite. În primul mod, viteza avionului la începutul și la sfârșitul unui segment poate fi definită, împreună cu unghiul de coborâre (sau distanța orizontală corespunzătoare segmentului) și cu altitudinea la începutul și la sfârșitul segmentului. În acest caz, decelerația poate fi calculată utilizând ecuația:



image

(B-21)

unde Δs este distanța la sol acoperită, iar V 1 și V 2 sunt viteza la sol inițială și, respectiv, finală, calculate cu ajutorul ecuației:



image

(B-22)

Ecuațiile B-20, B-21 și B-22 confirmă faptul că, la decelerarea pe o distanță specificată cu rată constantă de coborâre, în cazul unui vânt din față mai puternic va fi necesară o tracțiune mai mare pentru a menține aceeași decelerație, în timp ce în cazul unui vânt din spate va fi necesară o tracțiune mai mică pentru a menține aceeași decelerație.

În practică, majoritatea, dacă nu toate decelerările din cursul zborului de apropiere se efectuează la tracțiune minimă. Astfel, în al doilea mod de aplicare a ecuației B-20, tracțiunea este definită la un nivel minim, iar ecuația se rezolvă iterativ pentru a determina: 1. decelerația; și 2. înălțimea la sfârșitul segmentului de decelerare – la fel ca în cazul segmentelor de accelerare de la plecare. În acest caz, distanța de decelerare cu vânt din față poate fi foarte diferită de cea cu vânt din spate și uneori este necesar să se reducă unghiul de coborâre pentru a obține rezultate rezonabile.

Pentru majoritatea avioanelor, tracțiunea minimă nu este zero și, pentru multe avioane, aceasta depinde și de viteza de zbor. Prin urmare, ecuația B-20 se rezolvă pentru determinarea decelerației, introducând tracțiunea minimă; aceasta se calculează utilizând o ecuație de forma:



(Fn /δ) idle = Eidle + Fidle · VC + GA,idle · h + GB,idle · h2 + Hidle · T

(B-23)

unde (Eidle, Fidle, GA,idle, GB,idle și Hidle ) sunt coeficienți de tracțiune minimă ai motorului, disponibili în baza de date ANP.

B11   APROPIEREA PENTRU ATERIZARE

Viteza față de aer calibrată din timpul apropierii pentru aterizare, VCA , este corelată cu greutatea brută la aterizare printr-o ecuație de aceeași formă cu ecuația B-11, și anume:



image

(B-24)

unde coeficientul D (kt/√lbf) corespunde setării de aterizare a flapsurilor.

Tracțiunea netă corectată per motor în timpul coborârii pe panta de apropiere se calculează rezolvând ecuația B-12 pentru greutatea la aterizare W și raportul R dintre rezistența la înaintare și portanță corespunzător setării flapsurilor cu trenul de aterizare scos. Setarea flapsurilor trebuie să fie cea utilizată de obicei în operarea curentă. În cursul apropierii pentru aterizare, unghiul pantei de coborâre γ poate fi considerat constant. Pentru avioanele cu reacție și avioanele cu elice cu mai multe motoare, γ este în mod obișnuit – 3°. Pentru avioanele cu elice cu un singur motor, γeste în mod obișnuit – 5°.

Tracțiunea netă corectată medie se calculează inversând ecuația B-12 și utilizând K = 1,03 pentru a ține seama de decelerarea inerentă în zborul pe traiect descendent cu un vânt din față de referință de 8 kt, la viteza față de aer calibrată constantă dată de ecuația B-24, și anume:



image

(B-25)

Pentru viteze ale vântului din față diferite de 8kt, tracțiunea netă corectată medie devine:



image

(B-26)

Distanța orizontală acoperită se calculează cu ecuația:



image

(B-27)

(și este pozitivă deoarece h1 > h2 , iar γeste negativ).




Apendicele C

Modelarea dispersiei laterale a traiectoriei la sol

Se recomandă ca, în absența datelor radar, dispersia laterală a traiectoriei la sol să fie modelată pornind de la ipoteza că dispersia traiectoriilor perpendicular pe traiectoria principală respectă o distribuție gaussiană normală. Experiența a demonstrat că aceasta este o ipoteză rezonabilă în majoritatea cazurilor.

Considerând o distribuție gaussiană cu deviația standard S, ilustrată în figura C-1, aproximativ 98,8 % din totalul mișcărilor se încadrează în limitele de ± 2,5 · S (respectiv, într-o fâșie cu lățimea de 5 · S).

Figura C-1

Divizarea unei traiectorii la sol în 7 subtraiectorii.

Lățimea fâșiei este de 5 ori mai mare decât deviația standard a dispersiei traiectoriei la sol

image

În mod normal, o distribuție gaussiană poate fi adecvat modelată utilizând 7 subtraiectorii discrete, dispuse la distanțe egale între limitele de ± 2,5 · S ale fâșiei, astfel cum se arată în figura C-1.

Cu toate acestea, gradul de adecvare al aproximării depinde de relația dintre modul de dispunere a subtraiectoriilor și înălțimile la care se găsește aeronava. Pot exista situații (subtraiectorii foarte apropiate sau foarte dispersate) în care un alt număr de subtraiectorii este mai adecvat. Dacă subtraiectoriile sunt prea puține, pot apărea „degete” în contur. Tabelele C-1 și C-2 indică parametrii pentru o divizare în 5 până la 13 subtraiectorii. Tabelul C-1 indică dispunerea subtraiectoriilor, iar tabelul C-2 indică procentul de mișcări pe fiecare subtraiectorie.



Tabelul C-1

Dispunerea a 5, 7, 9, 11 sau 13 subtraiectorii.

Lățimea totală a fâșiei (care conține 98 % din totalul mișcărilor) este de 5 ori mai mare decât deviația standard

Numărul subtraiectoriei

Dispunerea subtraiectoriilor pentru divizarea în

5 subtraiectorii

7 subtraiectorii

9 subtraiectorii

11 subtraiectorii

13 subtraiectorii

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



Tabelul C-2

Procentul de mișcări pentru 5, 7, 9, 11 sau 13 subtraiectorii.

Lățimea totală a fâșiei (care conține 98 % din totalul mișcărilor) este de 5 ori mai mare decât deviația standard

Numărul subtraiectoriei

Procentul de mișcări pe subtraiectorie pentru divizarea în

5 subtraiectorii

7 subtraiectorii

9 subtraiectorii

11 subtraiectorii

13 subtraiectorii

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 %




Apendicele D

Recalcularea datelor NPD pentru alte condiții decât cele de referință

Contribuțiile fiecărui segment al traiectului de zbor la nivelul de zgomot sunt obținute cu ajutorul datelor NPD stocate în baza de date ANP internațională. Trebuie să se observe însă că aceste date au fost standardizate utilizând ratele medii de atenuare atmosferică definite în SAE AIR-1845. Ratele respective sunt mediile valorilor determinate în cursul testelor de certificare de zgomot a aeronavelor, desfășurate în Europa și SUA. Variația amplă a condițiilor atmosferice (temperatura și umiditatea relativă) în cursul acestor teste este reprezentată în figura D-1.

Figura D-1

Condiții meteorologice înregistrate în cursul testelor de certificare de zgomot

image

Curbele suprapuse din figura D-1, calculate utilizând modelul standard de atenuare atmosferică al industriei aerospațiale, prevăzut de ARP 866A, ilustrează faptul că în condiții variate de testare este de așteptat să se înregistreze o variație substanțială a absorbției sunetului de înaltă frecvență (8 kHz) (deși variația absorbției totale este, mai degrabă, mai mică).

Deoarece ratele de atenuare indicate în tabelul D-1 sunt medii aritmetice, setul complet nu poate fi asociat cu o atmosferă de referință unică (respectiv, cu valori specifice ale temperaturii și umidității relative). Acestea nu pot fi considerate decât ca proprietăți ale unei atmosfere pur noționale – denumită „atmosfera AIR-1845”.



Tabelul D-1

Ratele medii de atenuare atmosferică, utilizate pentru standardizarea datelor NPD din baza de date ANP

Frecvența centrală a unei benzi de o treime de octavă [Hz]

Rata de atenuare [dB/100m]

Frecvența centrală a unei benzi de o treime de octavă [Hz]

Rata de atenuare [dB/100m]

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

Coeficienții de atenuare din tabelul D-1 pot fi considerați valabili pentru o gamă rezonabilă de valori ale temperaturii și umidității. Cu toate acestea, pentru a verifica dacă sunt necesare ajustări, trebuie calculați coeficienții medii de absorbție atmosferică pentru temperatura medie T și umiditatea relativă medie RH a aeroportului, utilizând ARP-866A. Dacă, în urma comparării acestora cu cei din tabelul D-1, se apreciază că este necesară o ajustare, trebuie utilizată următoarea metodologie.

Baza de date ANP furnizează următoarele date NPD pentru fiecare setare de putere:

 nivelul maxim al sunetului în funcție de distanța oblică, Lmax(d)

 nivelul integrat în timp în funcție de distanță pentru viteza de referință față de aer, LE(d), și

 spectrul de sunet de referință neponderat la distanța oblică de 305 m (1 000 ft), Ln,ref(dref), unde n = banda de frecvență (de la 1 la 24, pentru benzi de o treime de octavă cu frecvențe centrale cuprinse între 50 Hz și 10 kHz),

toate datele fiind standardizate pentru atmosfera AIR-1845.

Ajustarea curbelor NPD la valorile T și RH specificate de utilizator se efectuează în trei etape:

1. În primul rând, spectrul de referință se corectează pentru a elimina atenuarea atmosferică corespunzătoare SAE AIR-1845 α n,ref :



Ln(dref) = Ln,ref(dref) + αn,ref · dref

(D-1)

unde Ln(dref) este spectrul neatenuat la dref = 305 m și α n,ref este coeficientul de absorbție atmosferică pentru banda de frecvență n, care se ia din tabelul D-1 (dar se exprimă în dB/m).

2. Spectrul corectat se ajustează apoi la fiecare dintre cele zece distanțe NPD standard di, utilizând ratele de atenuare pentru: (i) atmosfera SAE AIR-1845; și (ii) atmosfera specificată de utilizator (pe baza SAE ARP-866A).

(i) pentru atmosfera SAE AIR-1845:



Ln,ref(di) = Ln(dref) – 20,lg(di/dref) – αn,ref · di

(D-2)

(ii) pentru atmosfera specificată de utilizator:



Ln,866A(T,RH,di) = Ln(dref) – 20,lg(di/dref) – αn,866A(T,RH) · di

(D-3)

unde α n,866A este coeficientul de absorbție atmosferică pentru banda de frecvență n (exprimat în dB/m), calculat pentru temperatura T și umiditatea relativă RH utilizând SAE ARP-866A.

3. La fiecare distanță NPD di , cele două spectre se ponderează pe curba A, iar decibelii se însumează pentru a determina nivelurile corespunzătoare LA,866A și LA,ref ponderate pe curba A, cu care se efectuează apoi o scădere aritmetică:



image

(D-4)

Creșterea ΔL este diferența dintre valorile NPD pentru atmosfera specificată de utilizator și pentru atmosfera de referință. Aceasta se adaugă la valorile datelor NPD din baza de date ANP, pentru a obține datele NPD ajustate.

Utilizarea ΔL pentru a ajusta valorile NPD Lmax și LE presupune efectiv că variația condițiilor atmosferice afectează numai spectrul de referință, fără a avea vreun impact asupra formei în care evoluează nivelul în timp. Acest lucru poate fi considerat valabil pentru distanțele de propagare tipice și pentru condițiile atmosferice tipice.




Apendicele E

Corecția segmentului finit

Prezentul apendice expune modul de calcul al corecției segmentului finit și al algoritmului asociat al fracției energiei, descrise în secțiunea 2.7.19.

E1   GEOMETRIA

Algoritmul fracției energiei se bazează pe radiația acustică a unei surse sonore dipol de 90 de grade de „puterea a patra”. Aceasta are caracteristici direcționale apropiate de cele ale sunetului produs de un avion cu reacție, cel puțin în regiunea unghiulară care influențează cel mai mult nivelurile sunetului evenimentelor sub traiectul de zbor al aeronavei și în lateral față de acesta.

Figura E-1

Geometria între traiectul de zbor și poziția O a observatorului

image

Figura E-1 ilustrează geometria propagării sunetului între traiectul de zbor și poziția O a observatorului. Aeronava de la punctul P zboară în atmosferă calmă uniformă, cu viteză constantă, pe un traiect drept, orizontal. Punctul în care aceasta se apropie cel mai mult de observator este Pp . Parametrii sunt:

d

distanța de la observator la aeronavă

dp

distanța de la observator la traiectul de zbor, perpendiculară pe acesta (distanța oblică)

q

distanța de la P la P