02002L0049 — SK — 02.07.2015 — 002.002

---

Tento text slúži výlučne ako dokumentačný nástroj a nemá žiadny právny účinok. Inštitúcie Únie nenesú nijakú zodpovednosť za jeho obsah. Autentické verzie príslušných aktov vrátane ich preambúl sú tie, ktoré boli uverejnené v Úradnom vestníku Európskej únie a ktoré sú dostupné na portáli EUR-Lex. Tieto úradné znenia sú priamo dostupné prostredníctvom odkazov v tomto dokumente

►B	SMERNICA 2002/49/EC EURÓPSKEHO PARLAMENTU A RADY z 25. júna 2002, ktorá sa týka posudzovania a riadenia environmentálneho hluku (Ú. v. ES L 189 18.7.2002, s. 12)

Zmenené a doplnené:

		Úradný vestník
		Č.	Strana	Dátum
►M1	NARIADENIE EURÓPSKEHO PARLAMENTU A RADY (ES) č. 1137/2008 z 22. októbra 2008	L 311	1	21.11.2008
►M2	SMERNICA KOMISIE (EÚ) 2015/996 Text s významom pre EHP z 19. mája 2015,	L 168	1	1.7.2015

Opravené a doplnené:

►C1	Korigendum, Ú. v. ES L 005, 10.1.2018, s.  35 (2015/996)

---

▼B

SMERNICA 2002/49/EC EURÓPSKEHO PARLAMENTU A RADY

z 25. júna 2002,

ktorá sa týka posudzovania a riadenia environmentálneho hluku

Článok 1

Ciele

1.  Cieľom tejto smernice musí byť definovať spoločný prístup určený na zabránenie, prevenciu alebo zníženie škodlivých účinkov na základe priorít, vrátane obťažovania, spôsobených vystavením environmentálnemu hluku. K takému záveru sa musia pokrokovo realizovať nasledujúce činnosti:

2.  Táto smernica sa musí usilovať aj o poskytnutie základu pre vytvorenie opatrení spoločenstva na zníženie hluku emitovaného hlavnými zdrojmi, najmä cestnými a železničnými vozidlami a infraštruktúrou, lietadlami, vonkajšími a priemyselnými zariadeniami a pohyblivými strojmi. K tomuto záveru musí Komisia predložiť Európskemu parlamentu a Rade príslušné legislatívne návrhy najneskôr 18. júla 2006. Tieto návrhy by mali brať do úvahy výsledky správ uvedených v článku 10 ods. 1.

Článok 2

Predmet

1.  Táto smernica musí platiť pre environmentálny hluk, ktorému sú ľudia vystavení najmä v stavebných oblastiach, vo verejných parkoch alebo iných tichých oblastiach v aglomerácii, v tichých oblastiach v otvorenej krajine, v blízkosti škôl, nemocníc a iných budov a oblastí citlivých na hluk.

2.  Táto smernica nesmie platiť pre hluk, ktorý je spôsobený samotnou vystavenou osobou, hluk z domácich činností, hluk vytvorený susedmi, hluk na pracoviskách alebo hluk vo vnútri dopravných prostriedkov alebo spôsobený armádnymi činnosťami vo vojenských oblastiach.

Článok 3

Definície

Na účely tejto smernice:

Článok 4

Vykonávanie a zodpovednosti

1.  Členské štáty musia menovať na príslušných úrovniach príslušné orgány a orgány zodpovedné za vykonávanie tejto smernice vrátane orgánov zodpovedných za:

2.  Členské štáty sprístupnia informácie uvedené v odseku 1 Komisii a verejnosti najneskôr do 18. júla 2005.

Článok 5

Hlukové indikátory a ich aplikácia

1.  Členské štáty musia uplatniť hlukové indikátory Ldvn a Lnoc, ako je uvedené v prílohe I pre prípravu a revíziu strategických hlukových máp v zhode s článkom 7.

Pokiaľ sa spoločné metódy posudzovania pre určenie Ldvn a Lnoc nepoužívajú povinne, existujúce národné hlukové indikátory a súvisiace údaje môžu použiť členské štáty na tento účel a mali by sa previesť do indikátorov spomenutých vyššie. Tieto údaje nesmú byť staršie ako tri roky.

2.  Členské štáty môžu použiť doplňujúce hlukové indikátory pre špeciálne prípady, ako sú tie, ktoré sú uvedené v prílohe I (3).

3.  Čo sa týka akustického plánovania a hlukového územného plánovania, členské štáty môžu použiť iné hlukové indikátory ako Ldvn a Lnoc.

4.  Do 18. júla 2005 musia členské štáty oznámiť Komisii informácie o akýchkoľvek príslušných limitných hodnotách platných v rámci ich území alebo ktoré sa pripravujú, vyjadrené v podmienkach Ldvn a Lnoc, a ak je to vhodné, Ldeň a Lvečer, pre hluk cestnej dopravy, hluk železničnej dopravy, hluk lietadiel v okolí letísk a hluk na miestach priemyselnej činnosti, spolu s vysvetleniami o vykonávaní limitných hodnôt.

Článok 6

Metódy posudzovania

1.  Hodnoty Ldvn a Lnoc sa musia určiť prostredníctvom metód posudzovania definovaných v prílohe II.

▼M1

2.  Spoločné metódy posudzovania na určenie Ldvn a Lnoc stanoví Komisia prostredníctvom revízie prílohy II. Tieto opatrenia zamerané na zmenu nepodstatných prvkov tejto smernice sa prijmú v súlade s regulačným postupom s kontrolou stanoveným v článku 13 ods. 3. Až do prijatia týchto metód členské štáty môžu používať metódy posudzovania prispôsobené v súlade s prílohou II a založené na metódach stanovených v ich vlastných právnych predpisoch. V takomto prípade členské štáty musia preukázať, že tie metódy podávajú ekvivalentné výsledky k výsledkom získaným metódami stanovenými v odseku 2 bode 2 prílohy II.

▼B

3.  Škodlivé účinky sa môžu posudzovať prostredníctvom vzťahov dávka-účinok uvedených v prílohe III.

Článok 7

Strategické hlukové mapy

1.  Členské štáty musia zabezpečiť, že najneskôr 30. júna 2007 boli strategické hlukové mapy ukazujúce situáciu v predošlom kalendárnom roku vytvorené, a ak je to vhodné, schválené príslušnými orgánmi pre všetky aglomerácie s viac ako 250 000 obyvateľmi a pre všetky väčšie cesty, ktoré majú viac ako šesť miliónov prejazdov vozidiel za rok, väčšie železničné trate, ktoré majú viac ako 60 000 prejazdov vlakov za rok a väčšie letiská v rámci ich území.

Do 30. júna 2005 a potom každých päť rokov budú členské štáty informovať Komisiu o väčších cestách, ktoré majú viac ako šesť miliónov prejazdov vozidiel za rok, väčších železničných tratiach, ktoré majú viac ako 60 000 prejazdov vlakov za rok, väčších letiskách a aglomeráciách s viac ako 250 000 obyvateľmi v rámci ich území.

2.  Členské štáty prijmú opatrenia potrebné pre zabezpečenie, že najneskôr 30. júna 2012 a potom každých päť rokov boli strategické hlukové mapy ukazujúce situáciu v predošlom kalendárnom roku vytvorené, a ak je to vhodné, schválené príslušnými orgánmi pre všetky aglomerácie a pre všetky väčšie cesty a väčšie železničné trate v rámci ich území.

Do 31. decembra 2008 členské štáty informujú Komisiu o všetkých aglomeráciách a o všetkých väčších cestách a väčších železničných tratiach v rámci ich území.

3.  Strategické hlukové mapy musia spĺňať minimálne požiadavky stanovené v prílohe IV.

4.  Susedné členské štáty musia spolupracovať na strategických hlukových mapách blízko hraníc.

5.  Strategické hlukové mapy sa musia preskúmavať a revidovať, ak je to potrebné, aspoň každých päť rokov po termíne ich prípravy.

Článok 8

Akčné plány

1.  Členské štáty musia zabezpečiť, že do 18. júla 2008 majú príslušné orgány spracované akčné plány určené na riadenie otázok a účinkov hluku v rámci ich území, vrátane znižovania hluku, ak je to potrebné pre:

Opatrenia v rámci plánov sú na zváženie príslušného orgánu, ale najmä by mali určovať priority, ktoré môžu byť identifikované prekročením akejkoľvek príslušnej limitnej hodnoty alebo inými kritériami, ktoré vyberú členské štáty a aplikujú najmä na najdôležitejšie oblasti, ako stanovuje strategická hluková mapa.

2.  Členské štáty zabezpečia, že do 18. júla 2013 budú mať príslušné orgány vypracované akčné plány najmä pre určenie priorít, ktoré môžu byť identifikované prekročením akejkoľvek príslušnej limitnej hodnoty alebo inými kritériami, ktoré vyberú členské štáty pre aglomerácie a pre väčšie cesty, ako aj väčšie železničné trate v rámci ich území.

3.  Členské orgány informujú Komisiu o iných príslušných kritériách uvedených v odsekoch 1 a 2.

4.  Akčné plány budú spĺňať minimálne požiadavky prílohy V.

5.  Akčné plány sa preskúmajú a revidujú, ak je to potrebné, keď sa vyskytne väčší rozvoj ovplyvňujúci existujúcu hlukovú situáciu a aspoň každých päť rokov po termíne ich schválenia.

6.  Susedné členské štáty budú spolupracovať na akčných plánoch pre hraničné regióny.

7.  Členské štáty zabezpečia, že s verejnosťou sa budú konzultovať návrhy na akčné plány podané zavčasu a efektívne možnosti na účasť na príprave a preskúmaní akčných plánov, že výsledky tej účasti sú zobraté do úvahy a že verejnosť je informovaná o prijatých rozhodnutiach. Zabezpečia sa náležité časové rámce poskytujúce dostatočný čas pre každé štádium účasti verejnosti.

Ak povinnosť uskutočniť postup účasti verejnosti vyplynie súčasne z tejto smernice a z akýchkoľvek iných právnych predpisov spoločenstva, členské štáty môžu zabezpečiť spojené postupy, aby sa zabránilo zdvojeniu.

Článok 9

Informácie pre verejnosť

1.  Členské štáty zabezpečia, aby strategické hlukové mapy, ktoré vytvorili, a ak je to vhodné, ktoré prijali, a akčné plány, ktoré vypracovali, boli rozšírené a sprístupnené verejnosti v zhode s príslušnými právnymi predpismi spoločenstva, najmä smernicou Rady 90/313/EEC zo 7. júna 1990 o voľnom prístupe k informáciám o životnom prostredí ( 2 ) a v zhode s prílohami IV a V k tejto smernici, vrátane prostredníctvom informačných technológií.

2.  Táto informácia musí byť jasná, zrozumiteľná a dostupná. Musí sa poskytnúť zhrnutie stanovujúce najdôležitejšie body.

Článok 10

Zber a uverejnenie údajov členskými štátmi a Komisiou

1.  Do 18. januára 2004 Komisia predloží správu Európskemu parlamentu a Rade obsahujúcu prehľad existujúcich opatrení spoločenstva týkajúcich sa zdrojov environmentálneho hluku.

2.  Členské štáty zabezpečia, aby boli informácie zo strategických hlukových máp a zhrnutia akčných plánov, ako je uvedené v prílohe VI, zaslané Komisii v rámci šiestich mesiacov od termínov stanovených v článkoch 7 a 8 v tomto poradí.

3.  Komisia založí databázu informácií o strategických hlukových mapách, aby sa uľahčila kompilácia správ uvedených v článku 11 a inej technickej a informačnej práce.

4.  Každých päť rokov Komisia uverejní súhrnnú správu o údajoch zo strategických hlukových máp a akčných plánov. Prvá správa sa predloží do 18. júla 2009.

Článok 11

Prehľad a podávanie správ

1.  Do 18. júla 2009 Komisia predloží Európskemu parlamentu a Rade správu o vykonávaní tejto smernice.

2.  Tá správa bude posudzovať najmä potrebu ďalšej činnosti spoločenstva ohľadne environmentálneho hluku, a ak je to vhodné, navrhovať vykonávaciu stratégiu ohľadne takých hľadísk, ako sú:

3.  Správa bude zahŕňať prieskum kvality akustického prostredia v spoločenstve na základe údajov uvedených v článku 10 a musí brať do úvahy vedecký a technický pokrok a akékoľvek iné príslušné informácie. Pomer znižovania škodlivých účinkov a cenovej efektívnosti má byť hlavným kritériom pre výber stratégií a navrhovaných opatrení.

4.  Keď Komisia dostane prvý súbor strategických hlukových máp, znovu zváži:

5.  Správa sa preskúma každých päť rokov alebo častejšie, ak je to vhodné. Má obsahovať posúdenie vykonávania tejto smernice.

6.  Správa, ak je to vhodné, bude sprevádzaná návrhmi na zmenu tejto smernice.

▼M1

Článok 12

Prispôsobenie technickému a vedeckému pokroku

Komisia prispôsobuje bod 3 prílohy I a prílohy II a III k tejto smernici technickému a vedeckému pokroku. Tieto opatrenia zamerané na zmenu nepodstatných prvkov tejto smernice sa prijmú v súlade s regulačným postupom s kontrolou uvedeným v článku 13 ods. 3.

▼B

Článok 13

Výbor

1.  Komisii pomôže výbor stanovený podľa článku 18 smernice 2000/14/ES.

2.  V prípade odkazu na tento odsek sa budú uplatňovať články 5 a 7 rozhodnutia 1999/468/ES so zreteľom na ustanovenia jeho článku 8.

Lehota stanovená v článku 5 ods. 6 rozhodnutia 1999/468/ES bude tri mesiace.

▼M1

3.  Ak sa odkazuje na tento odsek, uplatňuje sa článok 5a ods. 1 až 4 a článok 7 rozhodnutia 1999/468/ES so zreteľom na jeho článok 8.

▼B

Článok 14

Transpozícia

1.  Členské štáty uvedú do účinnosti zákony, iné právne predpisy a správne opatrenia potrebné na dosiahnutie súladu s touto smernicou do 18. júla 2004. Budú o tom informovať Komisiu.

Členské štáty uvedú priamo v prijatých ustanoveniach alebo pri ich úradnom uverejnení odkaz na túto smernicu. Podrobnosti o odkaze upravia členské štáty.

2.  Členské štáty oznámia Komisii texty ustanovení vnútroštátnych právnych predpisov, ktoré prijmú v oblasti pôsobnosti tejto smernice.

Článok 15

Nadobudnutie účinnosti

Táto smernica nadobúda účinnosť dňom jej uverejnenia v Úradnom vestníku Európskych spoločenstiev.

Článok 16

Adresáti

Táto smernica je adresovaná členským štátom.

---

PRÍLOHA I

HLUKOVÉ INDIKÁTORY

uvedené v článku 5

1.   Definícia hladiny deň-večer-noc Ldvn

Hladina deň-večer-noc Ldvn v decibeloch (dB) je definovaná nasledujúcim vzorcom:

v ktorom:

v ktorom:

a v ktorom:

Výška bodu posudzovania Ldvn závisí od aplikácie:

2.   Definícia hlukového indikátora nočnej doby

Hlukový indikátor nočnej doby Lnoc je A-vážená dlhodobá priemerná hladina hluku, ako je definované v ISO 1996-2: 1987, určená počas celej nočnej doby roka;

v ktorej:

3.   Doplňujúce hlukové indikátory

V niektorých prípadoch môže byť výhodné použiť okrem Ldvn a Lnoc, a ak je to vhodné, Ldeň a Lvečer, špeciálne hlukové indikátory a súvisiace limitné hodnoty. Niektoré príklady sú uvedené nižšie:

▼M2

---

PRÍLOHA II

METÓDY POSUDZOVANIA PRE HLUKOVÉ INDIKÁTORY

(Podľa článku 6 smernice 2002/49/ES)

1.   ÚVOD

Hodnoty Lden a Lnight sa určujú výpočtom v bodoch posudzovania podľa metódy uvedenej v kapitole 2 a údajov opísaných v kapitole 3. Meranie sa dá uskutočniť podľa postupu uvedeného v kapitole 4.

2.   SPOLOČNÉ METÓDY POSUDZOVANIA HLUKU

2.1.    Všeobecné ustanovenia – hluk cestnej a železničnej dopravy a priemyselný hluk

2.1.1.    Definície indikátorov, frekvenčných rozsahov a pásiem

Výpočty hluku sa definujú ►C1  v oktávových pásmach vo frekvenčnom rozsahu 63 Hz až 8 kHz ◄ . Výsledky pre frekvenčné pásmo sa uvádzajú v príslušnom frekvenčnom intervale.

Výpočty hluku cestnej a železničnej dopravy a priemyselného hluku sa realizujú v oktávových pásmach, okrem výpočtu akustického výkonu zdroja hluku železničnej dopravy, ktorý sa realizuje v tretinooktávových pásmach. Pre hluk cestnej a železničnej dopravy a priemyselný hluk sa na základe týchto výsledkov oktávového pásma vypočíta dlhodobá A-vážená priemerná hladina akustického tlaku pre deň, večer a noc, ktorá je definovaná v prílohe I a uvedená v článku 5 smernice 2002/49/ES, ako súčet všetkých týchto frekvenčných hodnôt.

kde:

Hlukové parametre:

Ďalšie fyzikálne parametre:

2.1.2.    Kvalitatívny rámec

Presnosť vstupných hodnôt

Všetky vstupné hodnoty ovplyvňujúce emisnú hladinu zdroja sa určia s minimálnou presnosťou zodpovedajúcou odchýlke ± 2dB(A) emisnej hladiny zdroja (ostatné parametre ostávajú nezmenené).

Používanie východiskových hodnôt

Pri uplatňovaní tejto metódy budú vstupné údaje odrážať skutočné používanie. Vo všeobecnosti sa nedá spoliehať na východiskové vstupné údaje ani na predpoklady. Východiskové vstupné hodnoty a predpoklady sa akceptujú vtedy, keď je zhromažďovanie skutočných údajov spojené s neprimerane vysokými nákladmi.

Kvalita softvéru používaného na výpočty

Softvérové aplikácie slúžiace na výpočty musia byť v preukázateľnej zhode s metódami opísanými v tomto dokumente. Táto zhoda sa preukazuje certifikáciou výsledkov na skúšobných prípadoch.

2.2.    Hluk cestnej dopravy

2.2.1.    Opis zdroja

Klasifikácia vozidiel

Hluk cestnej dopravy sa určuje ako súhrn hlukových emisií zo všetkých vozidiel tvoriacich dopravný tok. Tieto vozidlá sa na základe charakteristicky ich hlukových emisií delia na päť samostatných kategórií:

Kategória 1

:

Ľahké motorové vozidlá

Kategória 2

:

Stredne ťažké vozidlá

Kategória 3

:

Ťažké vozidlá

Kategória 4

:

Dvojkolesové motorové vozidlá

Kategória 5

:

Otvorená kategória

V prípade dvojkolesových motorových vozidiel sú vymedzené dve samostatné podkategórie, jedna pre mopedy a druhá pre silnejšie motocykle, pretože majú výrazne odlišné spôsoby pohonu a aj ich počty sa zvyčajne veľmi odlišujú.

Použijú sa prvé štyri kategórie, piata kategória je nepovinná. Tá je určená pre nové vozidlá, ktoré sa môžu vyvinúť v budúcnosti a svojimi emisnými hodnotami hluku sa môžu odlišovať natoľko, že si budú vyžadovať vymedzenie novej kategórie. Do tejto kategórie by mohli spadať napríklad elektrické alebo hybridné vozidlá, či akékoľvek iné vozidlá vyvinuté v budúcnosti, ktoré sa budú výrazne líšiť od vozidiel spadajúcich do kategórie 1 až 4.

Podrobné údaje o jednotlivých triedach vozidiel sú uvedené v tabuľke [2.2.a].

Počet a umiestnenie ekvivalentných zvukových zdrojov

V rámci tejto metódy predstavuje každé vozidlo (kategórie 1, 2, 3, 4 a 5) jeden bodový zdroj vyžarujúci rovnomerne do 2-π polpriestoru nad povrchom zeme. Prvý odraz na povrchu vozovky sa predpokladá implicitne. Podľa znázornenia na obrázku [2.2.a] sa tento bodový zdroj nachádza vo výške 0,05 m nad povrchom vozovky.

Dopravný tok je znázornený ako čiara pohybu zdroja zvuku. Pri modelovaní cesty s viacerými pruhmi by mal byť každý jazdný pruh v ideálnom prípade reprezentovaný čiarou pohybu zdroja umiestneného uprostred každého jazdného pruhu. Prijateľný je však aj model s jednou čiarou pohybu zdroja uprostred dvojprúdovej vozovky alebo jednou čiarou pohybu zdroja pre jeden smer jazdy vo vonkajšom jazdnom pruhu viacprúdovej vozovky.

Emisie akustického výkonu

Akustický výkon určitého zdroja je definovaný ako „čiastočné voľné pole“, čo znamená, že akustický výkon zahŕňa vplyv odrazu od povrchu bezprostredne pod modelovaným zdrojom, ak nie sú v jeho bezprostrednom okolí žiadne rušivé objekty okrem odrazu od povrchu vozovky, ktoré nie sú bezprostredne pod modelovaným zdrojom.

Hlukové emisie dopravného toku sú reprezentované čiarou pohybu zdroja, ktorá je charakterizovaná svojím akustickým výkonom smerového zdroja zvuku na meter a frekvenciu. Táto hodnota zodpovedá súčtu hlukových emisií z jednotlivých vozidiel v danom dopravnom toku, pričom sa započíta čas, ktorý tieto vozidlá strávia v predmetnom úseku vozovky. Znázornenie jednotlivého vozidla v dopravnom toku si vyžaduje uplatnenie modelu dopravného toku.

Za predpokladu rovnomerného dopravného toku Qm vozidiel kategórie m za hodinu, ktoré sa pohybujú priemernou rýchlosťou vm (v km/h), je akustický výkon smerového zdroja zvuku na meter vo frekvenčnom pásme i čiary pohybu zdroja LW′, eq,line,i,m definovaný ako:

kde LW,i,m je akustický výkon smerového zdroja zvuku jedného vozidla. LW′,m sa vyjadrí v dB (re. 10–12 W/m). Tieto hladiny akustického výkonu sa vypočítajú osobitne pre ►C1  každé oktávové pásmo i v rozsahu od 63 Hz do 8 kHz ◄ .

Údaje o dopravnom toku Qm sa vyjadria ako ročný priemer za hodinu, časové obdobie (deň-večer-noc), triedu vozidla a čiaru pohybu zdroja. Pre všetky kategórie sa ako vstupné údaje o dopravnom toku použijú údaje získané z merania premávky alebo z dopravných modelov.

Rýchlosť vm je reprezentatívna rýchlosť danej kategórie vozidiel: vo väčšine prípadov ide o hodnotu najvyššej povolenej rýchlosti v danom úseku vozovky alebo najvyššiu povolenú rýchlosť pre danú kategóriu vozidiel, podľa toho, ktorá z týchto hodnôt je nižšia. Ak nie sú dostupné údaje z merania miestnych podmienkach, použije sa maximálna povolená rýchlosť pre danú kategóriu vozidiel.

Predpokladá sa, že všetky vozidlá kategórie m jazdia v dopravnom toku rovnakou rýchlosťou, t. j. vm , priemernou rýchlosťou toku vozidiel danej kategórie.

Cestné vozidlo sa modeluje súborom matematických rovníc, ktoré predstavujú dva hlavné zdroje hluku:

Aerodynamický hluk sa považuje za súčasť hluku valenia.

V kategórii ľahkých, stredných a ťažkých vozidiel (kategórie 1, 2 a 3) zodpovedá celkový akustický výkon súčtu energií hluku valenia a hluku pohonu. Hladina celkového akustického výkonu čiar pohybu zdroja pre m = 1, 2 alebo 3 sa teda definuje ako:

kde LWR,i,m je hladina akustického výkonu vyjadrujúca hluk valenia a LWP,i,m je hladina akustického výkonu vyjadrujúca hluk pohonu. Tento vzorec platí pre všetky rýchlostné rozmedzia. Pre rýchlosti nižšie ako 20 km/h je hladina akustického výkonu definovaná rovnakým vzorcom ako pre vm = 20 km/h.

Pri dvojkolesových vozidlách (kategória 4) sa za zdroj považuje len hluk pohonu:

Tento vzorec platí pre všetky rýchlostné rozmedzia. Pre rýchlosti nižšie ako 20 km/h je hladina akustického výkonu definovaná rovnakým vzorcom ako pre vm = 20 km/h.

2.2.2.    Referenčné podmienky

Zdrojové rovnice a koeficienty platia pre nasledujúce referenčné podmienky:

2.2.3.    Hluk valenia

Všeobecná rovnica

Hladina akustického výkonu valenia vo frekvenčnom pásme i pre vozidlo triedy m = 1, 2 alebo 3 sa definuje ako:

Koeficienty AR,i,m a BR,i,m sa udávajú v oktávových pásmach pre každú kategóriu vozidiel a pre referenčnú rýchlosť vref = 70 km/h. Hodnota ΔLWR,i,m zodpovedá súčtu korekčných koeficientov, ktoré sa použijú na emisie hluku valenia pre konkrétne podmienky vozovky či vozidla, ktoré sa odchyľujú od referenčných podmienok:

Hodnota ΔLWR,road,i,m vyjadruje vplyv povrchu vozovky na hluk valenia v prípade, keď má povrch vozovky akustické vlastnosti odlišné od akustických vlastností pomyselného referenčného povrchu, ktoré sú definované v kapitole 2.2.2. Zahŕňa vplyv na šírenie hluku, a rovnako aj na jeho vytváranie.

Hodnota ΔLstudded tyres,i,m je korekčným koeficientom vyjadrujúcim vyššiu hladinu hluku valenia v prípade ľahkých vozidiel s pneumatikami s kovovými hrotmi.

Hodnota ΔLWR,acc,i,m vyjadruje vplyv svetelnej križovatky alebo kruhového objazdu na hluk valenia. Zahŕňa sebe vplyv na hluk pri zmenách rýchlosti.

Hodnota ΔLW,temp je korekčným faktorom priemernej teploty τ, ak sa líši od referenčnej teploty τref = 20 °C.

Korekcia pre pneumatiky s kovovými hrotmi

Ak významný počet ľahkých vozidiel v dopravnom toku používa počas niekoľkých mesiacov v každom roku pneumatiky s kovovými hrotmi, pri výpočte sa zohľadní indukovaný vplyv na hluk valenia. Pre každú kategóriu vozidiel m = 1 vybavených pneumatikami s kovovými hrotmi sa zvýšenie emisií hluku valenia v závislosti od rýchlosti určí pomocou vzorca:

kde koeficienty ai a bi sa udávajú osobitne pre každé oktávové pásmo.

Emisie hluku valenia sa môžu zvýšiť len úmerne k množstvu ľahkých vozidiel s pneumatikami s kovovými hrotmi a na obmedzené obdobie Ts (v mesiacoch) počas roka. Ak je Qstud,ratio priemerný podiel ľahkých vozidiel vybavených pneumatikami s kovovými hrotmi na celkovom množstve vozidiel prechádzajúcich za hodinu v danom období Ts (v mesiacoch), potom sa ročný priemerný podiel vozidiel s pneumatikami vybavenými kovovými hrotmi ps vyjadrí ako:

Výsledná korekcia, ktorá sa použije na emisie akustického výkonu hluku valenia spôsobené používaním pneumatík s kovovými hrotmi v prípade vozidiel kategórie m = 1 vo frekvenčnom pásme i sa vyjadrí ako:

V prípade vozidiel všetkých ostatných kategórií sa žiadna korekcia nepoužije:

Vplyv teploty vzduchu na korekciu hluku valenia

Na emisie hluku valenia má vplyv aj teplota vzduchu; hladina akustického výkonu hluku valenia s narastajúcou teplotou vzduchu klesá. Tento vplyv je zohľadnený v korekcii povrchu vozovky. Korekcie povrchu vozovky sa zvyčajne určujú pre teplotu vzduchu τref = 20 °C. V prípade odlišnej ročnej priemernej teploty vzduchu v °C sa na výpočet hluku z povrchu vozovky použije táto korekcia:

Pre teploty nižšie ako 20 °C je tento korekčný faktor kladný (t. j., hluk sa zosilňuje), pre vyššie teploty je záporný (t. j., hluk slabne). Hodnota koeficientu K závisí od povrchu vozovky a vlastností pneumatiky a vo všeobecnosti vykazuje určitú frekvenčnú závislosť. Pre všetky povrchy vozovky sa v kategórii ľahkých vozidiel (kategória 1) použije všeobecný koeficient Km = 1 = 0,08 dB/°C a v kategórii ťažkých vozidiel (kategórie 2 a 3) Km = 2 = Km = 3 = 0,04 dB/°C. Korekčný koeficient sa použije rovnakým spôsobom vo všetkých oktávových pásmach v rozsahu od 63 do 8 000 Hz.

2.2.4.    Hluk pohonu

Všeobecná rovnica

Emisie hluku pohonu zahŕňajú všetky hlukové príspevky z motora, výfuku, radenia rýchlostí nasávania vzduchu atď. Hladina akustického výkonu hluku pohonu vo frekvenčnom pásme i vozidla triedy m sa definuje ako:

Koeficienty AP,i,m a BP,i,m sa udávajú v oktávových pásmach pre každú kategóriu vozidiel a pre referenčnú rýchlosť vref = 70 km/h.

Hodnota ΔLWP,i,m zodpovedá súčtu korekčných koeficientov, ktoré sa použijú na emisie hluku pohonu pre konkrétne jazdné či regionálne podmienky, ktoré sa odchyľujú od referenčných podmienok:

Hodnota ΔLWP,road,i,m určuje vplyv povrchu vozovky na hluk pohonu prostredníctvom pohlcovania hluku. Výpočet sa uskutoční v súlade s postupom uvedeným v kapitole 2.2.6.

Hodnoty ΔLWP,acc,i,m a ΔLWP,grad,i,m zohľadňujú vplyv sklonu vozovky a zrýchľovania a spomaľovania vozidiel na križovatkách. Vypočítajú sa v súlade s postupom uvedeným v kapitolách 2.2.4 a 2.2.5.

Vplyv sklonu vozovky

Sklon vozovky má na emisie hluku vozidla dvojaký vplyv: jednak ovplyvňuje rýchlosť vozidla, a tým aj jeho emisie hluku valenia a pohonu; a jednak prostredníctvom radenia rýchlostí ovplyvňuje zaťaženie a otáčky motora, a tým aj emisie hluku pohonu príslušného vozidla. V tomto oddiele sa zohľadňuje len vplyv na hluk pohonu, pričom sa predpokladá stála rýchlosť.

Vplyv sklonu vozovky na hluk pohonu sa zohľadňuje pomocou korekčného faktora ΔLWP,grad,m , ktorý je funkciou zvažovania svahu s (v %), rýchlosti vozidla vm (v km/h) a triedy vozidla m. V prípade obojsmerného dopravného toku je nevyhnutné tento tok rozdeliť na dve zložky a vypočítať korekciu osobitne pre stúpanie a osobitne pre klesanie. Tento korekčný faktor sa potom rovnakým spôsobom použije vo všetkých oktávových pásmach:

Korekcia ΔLWP,grad,m v sebe implicitne zahŕňa vplyv zvažovania svahu na rýchlosť.

2.2.5.    Vplyv zrýchlenia a spomalenia vozidiel

Pred svetelnými križovatkami a kruhovými objazdmi a za nimi sa nižšie opísaným spôsobom použije korekcia vplyvu zrýchlenia a spomalenia.

Korekčné faktory hluku valenia ΔLWR,acc,m,k a hluku pohonu ΔLWP,acc,m,k sú lineárnymi funkciami vzdialenosti x (v m) bodového zdroja k najbližšiemu kríženiu príslušnej čiary pohybu zdroja s ďalšou čiarou pohybu zdroja. Tieto korekčné faktory sa použijú rovnakým spôsobom vo všetkých oktávových pásmach:

Hodnota koeficientov CR,m,k a CP,m,k závisí od druhu križovatky k (k = 1 pre svetelnú križovatku; k = 2 pre kruhový objazd) a udáva sa osobitne pre každú kategóriu vozidiel. Korekcia v sebe zahŕňa aj vplyv zmeny rýchlosti pri dojazde ku križovatke alebo kruhovému objazdu alebo pri výjazde z nich.

Upozornenie: Pri vzdialenosti |x| ≥ 100 m, ΔLWR,acc,m,k = ΔLWP,acc,m,k = 0.

2.2.6.    Vplyv typu povrchu vozovky

Všeobecné zásady

Ak sa akustické vlastnosti povrchu vozovky líšia od akustických vlastností referenčného povrchu, použije sa pre hluk valenia i hluk pohonu spektrálny korekčný faktor.

Korekčný faktor povrchu vozovky pre emisie hluku valenia je daný týmto vzťahom:

kde

Korekčný faktor povrchu vozovky pre emisie hluku pohonu je daný týmto vzťahom:

Absorpčné povrchy hluk pohonu znižujú, neabsorpčné povrchy ho nezvyšujú.

Vplyv veku vozovky na hlukové vlastnosti jej povrchu

Hlukové vlastnosti povrchov vozoviek sa menia s ich vekom a úrovňou údržby, pričom postupom času sa ich hlučnosť spravidla zvyšuje. V rámci tejto metódy sa odvodené parametre povrchu vozoviek, ktoré sú reprezentatívne pre akustický výkon daného typu povrchu vozovky, vypočítajú ako priemerná hodnota zohľadňujúca jeho reprezentatívnu životnosť a predpokladanú riadnu údržbu.

2.3.    Hluk železničnej dopravy

2.3.1.    Opis zdroja

Klasifikácia vozidiel

Na účely tejto metódy výpočtu hluku sa vozidlo definuje ako akákoľvek čiastková jednotka vlaku (typicky lokomotíva, vozeň s vlastným pohonom, ťahaný vozeň alebo nákladný vagón), ktorá sa môže samostatne posúvať a dá sa odpojiť od zvyšku vlaku. V prípade čiastkových jednotiek vlaku, ktoré sú súčasťou nerozpojiteľnej súpravy, napríklad jednotky so spoločným podvozkom, môžu nastať osobitné okolnosti. Na účely tejto metódy výpočtu sa všetky tieto čiastkové jednotky považujú za jediné vozidlo.

Na účely tejto metódy výpočtu je vlak súpravou spojených vozidiel.

Tabuľka [2.3.a] definuje spoločné názvoslovie pre opis typov vozidiel uvedených v databáze zdrojov. Uvádza všetky príslušné deskriptory, ktoré slúžia na úplnú klasifikáciu vozidiel. Tieto deskriptory zodpovedajú vlastnostiam vozidla, ktoré majú vplyv na akustický výkon smerového zdroja pripadajúci na dĺžku jedného metra modelovej ekvivalentnej čiary pohybu zdroja.

Počet vozidiel sa pre každý typ určí osobitne pre každý úsek koľaje a každé časové obdobie, s ktorými sa pri výpočte hluku počíta. Vyjadrí sa ako priemerný počet vozidiel za hodinu, pričom táto hodnota sa vypočíta tak, že sa celkový počet vozidiel prechádzajúcich sa dané časové obdobie vydelí dobou trvania tohto časového obdobia vyjadrenou v hodinách (napr. 24 vozidiel za 4 hodiny znamená 6 vozidiel za hodinu). Započítajú sa všetky typy vozidiel prechádzajúcich na každom úseku koľaje.

Klasifikácia koľají a nosnej konštrukcie

Existujúce koľaje sa môžu líšiť, pretože ich akustické vlastnosti ovplyvňuje a určuje niekoľko faktorov. Typy koľají, ktoré sa používajú v rámci tejto metódy, sú uvedené nižšie v tabuľke [2.3.b]. Niektoré tieto faktory majú na akustické vlastnosti veľký vplyv, zatiaľ čo iné majú len druhotné vplyvy. Najdôležitejšími faktormi, ktoré ovplyvňujú emisie hluku železničnej dopravy, sú vo všeobecnosti tieto: drsnosť hlavy koľajnice, tuhosť podložky pod pätou koľajnice, podvalové podložie, spoje koľajníc a polomer zakrivenia koľaje. Alternatívnou možnosťou je definovať celkové vlastnosti koľají a v tom prípade sú z akustického hľadiska najvýznamnejšie dva parametre – drsnosť hlavy koľajnice a stupeň dynamického útlmu podľa normy ISO 3095 a spolu s nimi aj polomer zakrivenia koľaje.

Úsek koľaje sa definuje ako časť jednotlivej koľaje na železničnej trati alebo v stanici či v železničnom depe, pri ktorej sa nemenia fyzikálne vlastnosti koľaje ani jej základné súčasti.

Tabuľka [2.3.b] definuje spoločné názvoslovie na opis typov koľají uvedených v databáze zdrojov.

Počet a umiestnenie ekvivalentných zdrojov hluku

V rôznej výške trate a v strede koľaje sa nachádzajú rôzne ekvivalentné čiary pohybu zdroja zvuku. Všetky výšky sa vzťahujú k rovine dotýkajúcej sa horných plôch oboch koľajníc.

Ekvivalentné zdroje zahŕňajú rôzne fyzikálne zdroje (index p). Tieto fyzikálne zdroje sa delia do rôznych kategórií podľa mechanizmu ich vzniku. Ide o tieto zdroje: 1. hluk valenia (zahŕňajúci nielen chvenie koľajníc a podvalového podložia a vibráciu kolies, ale v príslušných prípadoch aj hluk nadstavby nákladných vozidiel); 2. hluk trakcie; 3. aerodynamický hluk; 4. nárazový hluk (z priecestí, výhybiek a križovatiek); 5. hluk škrípania a 6. hluk v dôsledku ďalších vplyvov, napríklad mostov a viaduktov.

Z tohto dôvodu sa v rámci tejto metódy počíta s dvoma výškami zdrojov, t. j. 0,5 m (zdroj A) a 4,0 m (zdroj B), pričom ekvivalentný akustický výkon, ktorý je s každou z nich spojený, sa rozdelí medzi tieto dve výšky podľa konkrétnej konfigurácie zdrojov na danom type jednotky.

2.3.2.    Emisie akustického výkonu

Všeobecné rovnice

Model pre hluk železničnej dopravy opisuje podobne ako v prípade hluku cestnej dopravy hlukové emisie akustického výkonu konkrétnej kombinácie typu vozidla a typu koľají, ktoré spĺňajú určitý súbor požiadaviek opísaných v rámci klasifikácie vozidiel a koľají v podobe súboru akustického výkonu pre každé vozidlo (LW,0).

Hlukové emisie dopravného toku na každej koľaji sú reprezentované súborom dvoch čiar pohybu zdroja, ktorý je charakterizovaný svojím akustickým výkonom smerového zdroja zvuku na meter a frekvenčné pásmo. Táto metóda zodpovedá súčtu emisií zvuku z jednotlivých vozidiel prechádzajúcich v rámci dopravného toku a v konkrétnom prípade stacionárnych vozidiel aj so započítaním času, ktorý tieto vozidlá strávia v predmetom úseku železničnej trate.

Akustický výkon smerového zdroja zvuku na meter a frekvenčné pásmo zo všetkých vozidiel prechádzajúcich cez každý úsek koľají na koľaji typu (j) je definovaný:

a zodpovedá súčtu energií hlukových príspevkov zo všetkých vozidiel, ktoré jazdia na konkrétnom j-tom úseku koľaje. Ide o hlukové príspevky:

Na výpočet akustického výkonu smerového zdroja zvuku na meter (vstup do časti umožňujúcej šírenie hluku) vznikajúceho v dôsledku priemernej skladby premávky na j-tom úseku koľaje sa použije vzorec:

kde:

Tref

=

referenčné časové obdobie, pre ktoré sa počíta s daným priemerom premávky.

X

=

celkový počet existujúcich kombinácií i, t, s, c a p pre každý j-tý úsek koľaje.

t

=

index typov vozidiel na j-tom úseku koľají.

S

=

index rýchlosti vlaku: počet indexov zodpovedá počtu rôznych priemerných rýchlostí vlakov na j-tom úseku koľaje.

c

=

index prevádzkových podmienok: 1 (pre konštantnú rýchlosť); 2 (voľnobeh).

p

=

index typov fyzických zdrojov: 1 (pre hluk valenia a nárazový hluk), 2 (škrípanie v zatáčkach), 3 (hluk trakcie), 4 (aerodynamický hluk), 5 (ďalšie vplyvy).

LW′,eq,line,x

=

x-tý akustický výkon smerového zdroja zvuku na meter pre čiaru pohybu zdroja jednej kombinácie t, s, c, p na každom j-tom úseku koľají.

Za predpokladu rovnomerného toku Q vozidiel za hodinu, ktoré sa pohybujú priemernou rýchlosťou v, bude v každom časovom okamihu priemerný počet Q/v vozidiel na jednotku dĺžky v danom traťovom úseku ekvivalentný. Emisie hluku z toku vozidiel chápané ako akustický výkon smerového zdroja zvuku na meter LW′,eq,line [vyjadrený v dB/m (re. 10– 12 W)] sa integrujú pomocou vzorca:

kde:

V prípade stacionárneho zdroja, napríklad pri voľnobehu, sa predpokladá, že vozidlo ostane po celú dobu T idle na určitom mieste úseku koľaje s dĺžkou L. Ak je teda Tref referenčným časovým obdobím na posudzovanie hluku (napr. 12 hodín, 4 hodiny, 8 hodín), akustický výkon smerového zdroja zvuku na jednotku dĺžky na tomto úseku koľaje bude definovaný ako:

Akustický výkon smerového zdroja zvuku pre každý konkrétny zdroj sa všeobecne vypočíta takto:

kde:

a kde LW,0,dir,i(ψ,φ) sa po derivácii v tretinooktávových pásmach vyjadrí v oktávových pásmach pridaním energií všetkých príslušných tretinooktávových pásiem do zodpovedajúceho oktávového pásma.

Na účely výpočtov sa potom sila zdroja vyjadrí konkrétne ako akustický výkon smerového zdroja zvuku na 1 m koľaje LW′,tot,dir,i tak, aby bola formou dodatočných korekcií zohľadnená smerovosť zdrojov vo vertikálnom i horizontálnom smere.

Pre každú kombináciu podmienok vozidlo-koľaj-rýchlosť-prevádzka sa uvažuje s niekoľkými LW,0,dir,i (ψ,φ):

Pre každú kombináciu podmienok vozidlo-koľaj-rýchlosť-prevádzka, každý úsek koľaje, pre výšky zodpovedajúce h = 1 a h = 2 a pre smerovosť sa uvažuje so súborom LW,0,dir,i (ψ,φ).

Hluk valenia

Hlukový príspevok vozidla a hlukový príspevok koľají prispievajúci k hluku valenia sú rozdelené do štyroch základných faktorov: drsnosť kolies, drsnosť koľají, prenosová funkcia vozidla na kolesá a na nadstavbu (karoséria) a prenosová funkcia koľají. Drsnosť kolies a drsnosť koľají sú príčinou generovania vibrácií, ku ktorým dochádza na styku koľajnice a kolesa. Prenosové funkcie sú dve empirické alebo modelované funkcie, ktoré predstavujú celý zložitý jav mechanickej vibrácie a vytvárania hluku na povrchu kolesa, koľajnice, podvalu a spodnej časti železničnej konštrukcie. Oddelenie týchto faktorov odráža fyzický dôkaz, že drsnosť koľajnice môže generovať vibrácie koľajnice, zároveň však generuje aj vibrácie kolesa a naopak. Pokiaľ by sa niektorý z týchto štyroch parametrov nezohľadnil, nebola by možná oddelená klasifikácia koľají a vlakov.

Drsnosť kolies a drsnosť koľajníc

Hluk valenia vzniká najmä následkom drsnosti koľajníc a kolies a jeho vlnová dĺžka sa nachádza v rozpätí od 5 do 500 mm.

Hladina drsnosti Lr sa definuje ako desaťnásobok dekadického logaritmu štvorca so strednou kvadratickou hodnotou r2 drsnosti prevádzkového povrchu koľajnice alebo kolesa v smere pohybu (pozdĺžna úroveň), ktorá sa meria v μm na určitú dĺžku koľajnice alebo celkový priemer kolesa vydelený druhou mocninou referenčnej hodnoty
:

kde:

r0

=

1 μm,

r

=

stredná kvadratická hodnota rozdielu vo vertikálnom posunutí styčného povrchu oproti strednej úrovni.

Hladina drsnosti Lr sa zvyčajne vypočíta ako spektrum vlnových dĺžok λ a prevedie sa na frekvenčné spektrum f = v/λ, kde f je stredná frekvencia daného tretinooktávového pásma vyjadrená v Hz, λ je vlnová dĺžka v m ►C1  a v je rýchlosť vlaku v m/s ◄ . Spektrum drsnosti sa ako funkcia frekvencie pri rôznych rýchlostiach posúva pozdĺž frekvenčnej osi. Vo všeobecných prípadoch je po prevode na frekvenčné spektrum prostredníctvom rýchlosti potrebné vypočítať nové hodnoty spektra v tretinooktávovom pásme, ktoré sa spočítajú ako priemer medzi dvoma príslušnými tretinooktávovými pásmami vlnovej dĺžky v danej oblasti. Na odhad frekvenčného spektra celkovej skutočnej drsnosti zodpovedajúcej príslušnej rýchlosti vlaku sa vypočíta energetický a proporčný priemer oboch zodpovedajúcich tretinooktávových pásem definovaných vo vlnovej dĺžke v danej oblasti.

Hladina drsnosti koľajnice (drsnosť na strane koľají) pre i-té pásmo vlnových dĺžok je definovaná ako Lr,TR,i .

Hladina drsnosti kolesa (drsnosť na strane kolesa) pre i-té pásmo vlnových dĺžok je definovaná analogicky ako Lr,VEH,i .

Hladina celkovej a skutočnej drsnosti pre pásmo vlnových dĺžok i (LR,tot,i ) je definovaná ako energetický súčet hladiny drsnosti koľajnice a hladiny drsnosti kolesa s pripočítaním kontaktného filtra ►C1  A3(λ)  ◄ , ktorý zohľadňuje filtračný vplyv styčných plôch medzi koľajnicou a kolesom a uvádza sa v dB:

ak je vyjadrený ako funkcia i-tého pásma vlnových dĺžok, ktoré zodpovedá vlnovej dĺžke λ.

Kontaktný filter sa mení v závislosti od typu koľajnice a kolesa a v závislosti od zaťaženia.

V rámci tejto metódy sa použije celková skutočná drsnosť pre j-tý úsek trate a pre každý t-tý typ vozidla pri jeho zodpovedajúcej rýchlosti v.

Prenosová funkcia vozidla, koľaje a nadstavby

Tri prenosové funkcie LH,TR,i LH,VEH,i a LH,VEH,SUP,i , ktoré nie sú závislé od rýchlosti, sa definujú takto: prvá pre každý j-tý úsek koľaje a druhé dve pre každý t-tý typ vozidla. Uvádzajú do vzťahu celkovú hladinu skutočnej drsnosti s akustickým výkonom koľaje, kolies a nadstavby.

Hlukový príspevok nadstavby sa berie do úvahy len pri nákladných vagónoch, teda len pri vozidlách typu „a“.

Príspevok koľaje a vozidla na hluku valenia je teda úplne opísaný týmito prenosovými funkciami a celkovou hladinou skutočnej drsnosti. Ak vlak stojí, hluk valenia sa z výpočtu vylúči.

V prípade akustického výkonu jednotlivých vozidiel sa hluk valenia vypočíta vo výške nápravy, pričom vstupnou hodnotou výpočtu je celková hladina skutočnej drsnosti LR,TOT,i ako funkcia rýchlosti vozidla v, prenosovej funkcie koľaje, vozidla a nadstavby LH,TR,i , LH,VEH,i a LH,VEH,SUP,i a celkový počet náprav Na :

pre h = 1:

kde Na je počet náprav na vozidlo predstavujúce t-tý typ vozidla.

Na účely stanovenia celkovej skutočnej drsnosti, a teda aj akustického výkonu vozidiel, sa použije minimálna rýchlosť 50 km/h (30 km/h v prípade električiek a ľahkého metra), ktorá nemá vplyv na výpočet toku prechádzajúcich vozidiel. Vyrovná sa tým možná chyba, ku ktorej môže dôjsť v dôsledku zjednodušenia definície hluku valenia, definície hluku brzdenia a definície nárazového hluku pri jazde cez priecestia a výhybky.

Nárazový hluk (priecestia, výhybky a križovatky)

Nárazový hluk môže vznikať pôsobením priecestí, výhybiek a spojov koľajníc či miest styku koľajníc. Môže mať veľmi rôznu intenzitu a môže byť silnejší ako hluk valenia. Nárazový hluk sa berie do úvahy pri spojených koľajach. V prípade nárazového hluku vznikajúceho jazdou cez výhybky, priecestia a spoje v úsekoch koľají pri rýchlosti nižšej ako 50 km/h (30 km/h v prípade električiek a ľahkého metra), pretože kvôli zohľadneniu viacerých vplyvov opísaných v kapitole o hluku valenia sa počíta s minimálnou rýchlosťou 50 km/h (30 km/h v prípade električiek a ľahkého metra), sa nepoužíva modelovanie. Modelovanie nárazového hluku sa nepoužije ani pri prevádzkových podmienkach c = 2 (voľnobeh).

Nárazový hluk je zahrnutý vo faktore hluku valení (energetickým) pripočítaním určitej doplňujúcej fiktívnej hladiny nárazovej drsnosti k celkovej hladine skutočnej drsnosti na každom konkrétnom j-tom úseku koľaje, kde je prítomný. V tomto prípade sa na miesto LR,TOT,i použije nový LR,TOT + IMPACT,i , takže výsledný vzorec bude vyzerať takto:

LR,IMPACT,i je spektrum v tretinooktávovom pásme (ako funkcia frekvencie). Pre výpočet tohto frekvenčného spektra platí, že spektrum je dané ako funkcia vlnovej dĺžky λ a prevedie sa na požadované spektrum ako funkcia frekvencie podľa rovnice λ = v/f, kde f je stredný kmitočet tretinooktávového pásma vyjadrený v Hz ►C1  a v je rýchlosť s-tého vozidla t-tého typu vozidla vyjadrená v m/s ◄ .

Nárazový hluk sa bude meniť v závislosti od sily a počtu nárazov pripadajúcich na jednotku dĺžky alebo v závislosti od hustoty spojov, takže v prípade väčšieho počtu nárazov sa hladina drsnosti nárazov, ktorá sa použije vo vyššie uvedenej rovnici, vypočíta takto:

kde LR,IMPACT–SINGLE,i je hladina drsnosti nárazov platná pre jeden náraz a nl je hustota spojov.

Východisková hladina drsnosti nárazov sa udáva pre hustotu spojov nl = 0,01 m– 1, čo znamená že na každých 100 m koľají pripadá jeden spoj. Situácie s iným počtom spojov sa aproximujú na základe úpravy hustoty spojov nl . Je potrebné poznamenať, že pri modelovaní usporiadania a segmentácie koľaje sa musí zohľadniť hustota spojov koľajníc, tzn. že v prípade úseku koľaje s viacerými spojmi môže byť potrebné použiť samostatný zdrojový segment. Hlukový príspevok LW,0 koľaje, kolesa/podvozku a nadstavby sa pred spojom koľajnice a za ním zvýšia pomocou LR,IMPACT,i na +/– 50 m. V prípade série niekoľkých spojov za sebou sa toto zvýšenie predĺži od – 50 m pred prvým spojom do + 50 m za posledným spojom.

Použiteľnosť týchto spektier akustického výkonu sa za normálnych okolností overuje na mieste.

V prípade spájaných koľají sa ako východisková hodnota použije nl = 0,01.

Škrípanie

Škrípanie v oblúkoch je osobitný zdroj, ktorý prichádza do úvahy len v zákrutách, a je teda miestne obmedzený. Keďže však môže ísť o významný zdroj, je potrebný jeho primeraný opis. Škrípanie v oblúkoch obvykle závisí od zakrivenia, trecích podmienok, rýchlosti vlaku a geometrie a dynamiky vzťahu koľaje a kolies. Požadovaná hladina emisií sa určuje pre zákruty, ktorých polomer je menší alebo rovný 500 m, a pre ostrejšie zákruty a rozvetvenie miest styku koľajníc, ktorých polomery sú menšie než 300 m. Hlukové emisie by mali byť špecifické pre každý typ koľajových vozidiel, pretože určitý typ kolies alebo podvozkov môže byť náchylný na škrípanie výrazne menej než iný.

Použiteľnosť týchto spektier akustického výkonu sa za normálnych okolností overuje na mieste, najmä v prípade električiek.

Hluk škrípania sa jednoducho zohľadní tak, že sa do spektra akustického výkonu hluku valenia pridá pri všetkých frekvenciách 8 dB pre R < 300 m a 5 dB pre 300 m < R < 500 m. Príspevok hluku škrípania sa použije pre tie úseky koľaje, ktorých polomer sa najmenej na 50 m dĺžky koľají nachádza vo vyššie uvedenom rozmedzí.

Hluk trakcie

Hoci je hluk trakcie vo všeobecnosti špecifický pre každú z charakteristických prevádzkových podmienok, akými je konštantná rýchlosť, spomalenie, zrýchlenie a voľnobeh, pri modelovaní sa berú do úvahy len dve tieto podmienky, a to konštantná rýchlosť (ktorá platí aj pri spomaľovaní aj pri zrýchľovaní vlaku) a voľnobeh. Sila modelovaného zdroja zodpovedá len maximálnym záťažovým podmienkam, čo vedie k hodnotám LW,0,const,i = LW,0,idling,i . Aj hodnota LW,0,idling,i zodpovedá hlukovému príspevku všetkých fyzických zdrojov daného vozidla, ktoré je možné lokalizovať do určitej výšky v súlade s opisom uvedeným v bode 2.3.1.

LW,0,idling,i sa vyjadrí ako statický zdroj hluku vo voľnobežnej polohe počas doby jej trvania, ktorý sa pri modelovaní použije ako stály bodový zdroj v súlade s opisom uvedeným v nasledujúcej kapitole o priemyselnom hluku. Zohľadňuje sa len vtedy, ak vlaky stoja vo voľnobehu viac než 0,5 hodiny.

Tieto hodnoty je možné získať jednak na základe merania všetkých zdrojov pri jednotlivých prevádzkových podmienkach, alebo je možné čiastkové zdroje charakterizovať individuálne, pričom sa určí závislosť ich parametrov a pomerná sila. Docieliť sa to dá pomocou merania na stacionárnom vozidle pri rôznych prevodových rýchlostiach trakčného zariadenia podľa normy ISO 3095:2005. V príslušných prípadoch je potrebné charakterizovať viac zdrojov hluku trakcie, ktoré nemusia byť všetky závislé od rýchlosti vlaku:

Keďže sa tieto zdroje v rôznych prevádzkových podmienkach správajú rôzne, je potrebné v súlade s tým špecifikovať aj hluk trakcie. Sila zdroja sa zistí na základe merania, ktoré sa uskutoční v kontrolovaných podmienkach. Vo všeobecnosti platí, že lokomotívy budú vykazovať vyššiu premenlivosť zaťaženia, pretože počet vozidiel, ktoré ťahajú, a tým aj výdaje energie, sa budú výrazne odlišovať, zatiaľ čo stále vlakové súpravy, ako napríklad elektrické jednotky (EMU), motorové jednotky (DMU) a vysokorýchlostné vlaky, majú zaťaženie definované lepšie.

Neexistuje žiadna vopred stanovená väzba medzi zdrojom akustického výkonu a výškovým umiestnením zdroja. Stanovenie tejto väzby závisí od konkrétneho posudzovaného hluku a vozidla. Modeluje sa ako zdroj A (h = 1) alebo ako zdroj B (h = 2).

Aerodynamický hluk

Aerodynamický hluk je významný len pri vysokých rýchlostiach nad 200 km/h, a preto by sa malo najprv overiť, či je na účely uplatňovania naozaj nevyhnutný. Ak je známa drsnosť hluku valenia a prenosové funkcie, je možné extrapolovať ich na vyššie rýchlosti, pričom je možné porovnať ich s už existujúcimi údajmi o vysokých rýchlostiach a zistiť, či sa hluková hladina vplyvom aerodynamického hluku zvýši. Ak jazdia vlaky v rámci určitej siete rýchlosťou vyššou než 200 km/h, ale maximálne 250 km/h, môže sa v niektorých prípadoch stať, že aerodynamický hluk nebude potrebné zohľadňovať. Záleží pritom na konštrukcii vozidla.

Hlukový príspevok aerodynamického hluku sa udáva ako funkcia rýchlosti:

kde:

Smerovosť zdroja

Horizontálna smerovosť ΔLW,dir,hor,i vyjadrená v dB sa udáva v horizontálnej rovine, pričom možno vychádzať zo základného predpokladu, že je to dipól pre vplyvy valenia, nárazov (spoje koľajníc atď.), škrípania, brzdenia, vetrania a aerodynamické vplyvy stanovený pre každé i-té frekvenčné pásmo pomocou tohto vzorca:

Vertikálna smerovosť ΔLW,dir,ver,i vyjadrená v dB sa udáva v horizontálnej rovine pre zdroj A (h = 1) ako funkcia strednej frekvencie pásma fc,i pre každé i-té frekvenčné pásmo a pre – π/2 < ψ < π/2 pomocou vzorca:

Pre aerodynamický vplyv zdroja B (h = 2):

ΔLW,dir,ver,i = 0 v ostatných prípadoch

Pri stanovení smerovosti ΔLdir,ver,i zdroja B (h = 2) sa iné vplyvy nezohľadňujú, pretože v prípade zdrojov, ktoré sa nachádzajú v tomto umiestnení, sa predpokladá všesmerovosť.

2.3.3.    Ďalšie vplyvy

Korekcia pre vyžarovanie konštrukciou (mostov a viaduktov)

V prípade, keď daný úsek koľaje leží na moste, je potrebné zohľadniť ďalší hluk generovaný vibráciami mosta v dôsledku prítomnosti vlaku. Keďže modelovanie hlukových emisií z mostov ako ďalšieho zdroja nie je vzhľadom na tvarovú zložitosť mostov jednoduché, zohľadní sa zvýšením hluku valenia. Toto zvýšenie sa modeluje výlučne tak, že sa akustický výkon hluku zvýši v každom tretinooktávovom pásme o pevne stanovenú hodnotu. Akustický výkon samotného hluku valenia sa po uskutočnení tejto korekcie upraví a namiesto hodnoty LW,0,rolling-only,i sa použije nová hodnota LW,0,rolling–and–bridge,i :

kde Cbridge je konštanta, ktorá sa mení v závislosti od typu mosta, a LW,0,rolling–only,i je akustický výkon hluku valenia vznikajúceho na danom moste, ktorý sa mení len v závislosti od vlastností vozidla a koľaje.

Korekcia pre iné zdroje hluku železničnej dopravy

So železničnou dopravou sa môže spájať aj hluk pochádzajúci z rôznych iných zdrojov, ktoré sa na železnici nachádzajú, napríklad depá, nakladacie a vykladacie priestory, zvony, stanice, staničný rozhlas apod. Tieto zdroje je potrebné chápať ako zdroje priemyselného hluku (nepohyblivé zdroje hluku), ktoré sa v príslušných prípadoch modelujú v súlade s postupom uvedeným v nasledujúcej kapitole o priemyselnom hluku.

2.4.    Priemyselný hluk

2.4.1.    Opis zdroja

Klasifikácia typov zdrojov (bodové, čiary pohybu, plošné)

Priemyselné zdroje môžu mať veľmi rôzne rozmery. Môžu to byť veľké továrne, aj malé koncentrované zdroje, napríklad drobné nástroje alebo továrenské stroje v prevádzkovom stave. Pre konkrétny zdroj, ktorý je predmetom posudzovania, je preto potrebné použiť vhodnú techniku modelovania. V závislosti od rozmerov a spôsobu, akým viac jednotlivých zdrojov patriacich k rovnakému priemyselnému areálu presahuje jeho plochu, je možné tieto zdroje modelovať ako zdroje bodové, ako čiary pohybu zdrojov alebo zdroje plošné. V praxi sú východiskom výpočtov vplyvu hluku vždy zdroje bodové, je však možné použiť niekoľko bodových zdrojov tak, aby predstavovali reálny komplexný zdroj, ktorý sa ťahá pozdĺž určitej čiary alebo zaberá určitú plochu.

Počet a umiestnenie ekvivalentných zvukových zdrojov

Reálne zvukové zdroje sa modelujú prostredníctvom ekvivalentných zvukových zdrojov reprezentovaných jedným alebo viacerými bodovými zdrojmi, tak aby celkový akustický výkon reálneho zvukového zdroja zodpovedal súčtu jednotlivých akustických výkonov, ktoré prináležia jednotlivým bodovým zdrojom.

Pri stanovení počtu použitých bodových zdrojov sa uplatňujú tieto všeobecné pravidlá:

Vzhľadom na vysoký počet konfigurácií, ktoré môžu v rámci určitého priemyselného areálu nastať, nemôže byť poloha ekvivalentných zdrojov zvuku nemenná. Za normálnych okolností sa použijú osvedčené postupy.

Emisie akustického výkonu

Úplný súbor vstupných údajov potrebných na výpočty šírenia zvuku pomocou metód mapovania hluku obsahuje tieto informácie:

Akustický výkon bodového zdroja, čiary pohybu zdroja a plošného zdroja sa musia definovať nasledujúcim spôsobom:

Prevádzková doba je pre výpočet hladín hluku dôležitým vstupom. Udáva sa za deň, večer a noc, a ak dochádza k šíreniu pri využití rôznych meteorologických tried definovaných počas každého denného, nočného a večerného obdobia, uskutoční sa podrobnejšie členenie prevádzkovej doby na čiastkové fázy zodpovedajúce členeniu meteorologických tried. Tieto informácie vychádzajú z ročného priemeru.

Korekcia zohľadňujúca prevádzkovú dobu CW , ktorá sa pripočíta k akustickému výkonu zdroja, aby bolo možné definovať opravený akustický výkon, ktorý sa použije na výpočty týkajúce sa jednotlivých časových období, sa vyjadrí v dB a vypočíta nasledujúcim spôsobom:

kde:

V prípade dominantnejších zdrojov sa korekcia zohľadňujúca prevádzkovú dobu na základe ročného priemeru odhadne v minimálnom rozmedzí 0,5 dB tak, aby sa dosiahla prijateľná presnosť (zodpovedá hodnote menej než 10 % neistoty v definícii doby aktivity zdroja).

Smerovosť zdroja

Smerovosť zdroja úzko súvisí s polohou ekvivalentného zdroja zvuku v blízkosti okolitých povrchov. Metóda výpočtu šírenia hluku zohľadňuje odraz zvuku od okolitého povrchu i jeho schopnosť zvuk pohlcovať, a preto je dôležité toto umiestnenie okolitých povrchov starostlivo zohľadniť. Vo všeobecnosti bude vždy potrebné rozlišovať tieto dva prípady:

Smerovosť sa vo výpočte vyjadrí ako faktor ΔLW,dir,xyz (x, y, z), ktorý sa pripočíta k akustickému výkonu. Týmto spôsobom sa zistí správny akustický výkon smerového referenčného zdroja zvuku z hľadiska šírenia zvuku v danom smere. Tento faktor možno udať ako funkciu smerového vektoru definovaného súradnicami (x, y, z) pomocou
. Tato smerovosť sa môže vyjadriť aj pomocou iných súradnicových sústav, napríklad pomocou uhlovej súradnicovej sústavy.

2.5.    Výpočet šírenia hluku zdrojov cestnej a železničnej dopravy a priemyselných zdrojov

2.5.1.    Rozsah a použiteľnosť metódy

V tomto dokumentu je špecifikovaná metóda výpočtu útlmu hluku v priebehu jeho šírenia vonkajším prostredím. Táto metóda umožňuje vďaka znalosti vlastností zdroja predpovedať ekvivalentnú kontinuálnu hladinu akustického tlaku v bode príjmu zodpovedajúcu dvom osobitným typom atmosférických podmienok:

Metóda výpočtu, ktorá je opísaná v tomto dokumente, sa vzťahuje na priemyselné infraštruktúry a infraštruktúry pozemnej dopravy. Týka sa preto najmä cestnej a železničnej infraštruktúry. Letecká doprava je do pôsobnosti tejto metódy zahrnutá len ako zdroj hluku vznikajúceho počas pozemných činností; vylúčené sú z nej naopak vzlety a pristátia.

Priemyselné infraštruktúry, ktoré emitujú impulzné či silné zvuky s tónovými zložkami v zmysle normy ISO 1996–2:2007, do pôsobnosti tejto metódy nespadajú.

Táto metóda výpočtu neumožňuje stanoviť výsledky v prípade šírenia hluku s horným zlomom (negatívny vertikálny gradient efektívnej rýchlosti šírenia zvuku), ale tieto podmienky sú aproximované homogénnymi podmienkami pri výpočte Lden.

Na účely výpočtu útlmu hluku v dôsledku atmosférickej absorpcie sa v prípade dopravnej infraštruktúry teplota a vlhkosť vypočíta podľa normy ISO 9613–1:1996.

Výsledky v rámci tejto metódy sa udávajú v oktávových pásmach, v rozmedzí od 63 Hz do 8 000  Hz. Výpočty sa uskutočňujú osobitne pre každú strednú frekvenciu.

Čiastočné zákryty a sklony prekážok, ktoré sú pri modelovaní voči vertikálnej osi vychýlené o viac než 15 %, táto metóda výpočtu nezahŕňa.

Jednoduchá clona sa počíta na základe výpočtu jednoduchej difrakcie a dve a viac clôn na jednej dráhe sa chápe ako rad jednoduchých difrakcií, na ktoré sa uplatňuje nižšie opísaný postup.

2.5.2.    Použité definície

Všetky vzdialenosti, výšky, rozmery a nadmorské výšky používané v tomto dokumente sa uvádzajú v metroch (m).

Značka MN označuje vzdialenosť medzi bodom M a N v troch rozmeroch (3D), meraná na priamke, ktorá tieto body spája.

Značka ^MN označuje dĺžku krivky medzi bodom M a N za predpokladu priaznivých podmienok.

Reálne výšky sa môžu podľa vlastného uváženia merať vertikálne v smere kolmom na horizontálnu rovinu. Výšky bodov nad miestnou úrovňou základne sa označujú ako h, absolútne výšky bodov a absolútna výška základne sa označujú písmenom H.

Na zohľadnenie skutočného reliéfu terénu trasy šírenia hluku sa zavádza pojem „ekvivalentná výška“, ktorá sa označuje písmenom z. V rovniciach, ktoré sa týkajú účinku povrchu zeme, nahrádza reálne výšky.

Hladiny zvuku označované veľkým písmenom L sa vyjadrujú v decibeloch (dB) na frekvenčné pásmo, ak sa vynechá index A. Hladiny zvuku uvádzané v decibeloch dB(A) majú index A.

Súčet jednotlivých hladín zvukov spôsobených vzájomne nekoherentnými zdrojmi sa označuje značkou v súlade s touto definíciou:

2.5.3.    Geometrické úvahy

Segmentácia zdrojov

Reálne zdroje sú opísané ako súbor bodových zdrojov alebo – v prípade železničnej dopravy a cestnej dopravy – ako súbor nekoherentných čiar pohybu zdroja. Metóda šírenia hluku vychádza z predpokladu, že čiary pohybu alebo plošné zdroje sú rozdelené a reprezentované sériou ekvivalentných bodových zdrojov. K tomu môže dôjsť v rámci predbežného spracovania zdrojových údajov alebo je to možné uskutočniť pomocou trasovacej súčasti softvéru slúžiaceho na výpočet. Spôsob, akým to bolo dosiahnuté, nie je predmetom tejto metodiky.

Cesty šírenia

Táto metóda sa opiera o geometrický model pozostávajúci zo súboru spojených povrchov terénu a prekážok. Cesta vertikálneho šírenia sa premieta na jednu alebo viacero vertikálnych rovín vo vzťahu k horizontálnej rovine. V prípade trajektórii zahŕňajúcich odrazy na vertikálnych povrchoch, ktoré nie sú pravouhlé voči rovine dopadu, sa následne použije ďalšia vertikálna rovina, ktorá zahŕňa odrazenú časť cesty šírenia. V týchto prípadoch, keď sa na opis celej trajektórie od zdroja k prijímaču použije viac vertikálnych rovín, sa potom vertikálne roviny rozložia na plochu, podobne ako pri rozkladaní čínskej paravánovej steny.

Výšky výrazne prečnievajúce nad úroveň terénu

Ekvivalentné výšky sa počítajú od strednej roviny terénu medzi zdrojom a prijímačom. Skutočný terén je tak nahradený pomyselnou rovinou, ktorá predstavuje stredný profil terénu.

1

:

Skutočný reliéf

2

:

Stredná rovina

Ekvivalentná výška bodu je jeho pravouhlá výška voči strednej rovine terénu. Je teda možné definovať ekvivalentnú výšku zdroja zs a ekvivalentnú výšku prijímača zr. Vzdialenosť medzi zdrojom a prijímačom premietnutá na strednú rovinu terénu sa označuje ako d p.

Ak má ekvivalentná výška určitého bodu zápornú hodnotu, t. j. ak sa tento bod nachádza pod strednou rovinou terénu, zostáva jeho výška nulová a ekvivalentný bod je potom totožný so svojím možným obrazom.

Výpočet strednej roviny

Topografia v rovine dráhy (vrátane terénu, násypov, hrádzí a iných umelých prekážok, budov…) sa dá opísať ako usporiadaná sústava oddelených bodov (xk, Hk ); k є {1,…,n}. Táto sústava bodov definuje zloženú líniu šírenia, alebo povedané inak, rad priamych úsekov Hk = akx + bk , x є [xk , xk + 1]; k є {1,….n}, kde:

Stredná rovina je reprezentovaná priamkou Z = ax + b; x є [x 1, xn ], ktorá je prispôsobená zloženej línii šírenia použitím aproximácie metódou najmenších štvorcov. Rovnicu strednej línie možno odvodiť analyticky,

ak použijeme:

Koeficienty priamky sa vypočítajú takto:

Pričom na úseky xk + 1 = xk sa pri evaluácii rovnice 2.5.3 neberie ohľad.

Odrazy od fasád budov a ďalších vertikálnych prekážok

Hlukové príspevky odrazov sa zohľadňujú zavedením zrkadlových zdrojov, ktoré sú opísané nižšie.

2.5.4.    Model šírenia zvuku

Pre prijímač R má postup výpočtov nasledujúce kroky:

Je potrebné poznamenať, že meteorologické podmienky majú vplyv len na útlmy dané účinkom povrchu zeme (Aground ) a difrakciou (Adif ).

2.5.5.    Postup výpočtu

Pre bodový zdroj S akustického výkonu smerového zdroja zvuku Lw,0,dir a pre dané frekvenčné pásmo sa ekvivalentná hladina kontinuálneho akustického tlaku v bode prijímača R za daných atmosférických podmienok vypočíta pomocou nižšie uvedených rovníc.

Hladina zvuku za priaznivých podmienok (LF) na ceste šírenia (S,R)

Termín AF predstavuje celkový útlm zvuku na ceste jeho šírenia za priaznivých podmienok a má tieto zložky:

kde:

Pre danú cestu a frekvenčné pásmo sú možné dva nasledujúce scenáre:

Hladina akustického tlaku za homogénnych podmienok (LF) na ceste šírenia (S,R)

Postup sa úplne zhoduje s prípadom priaznivých podmienok, ktorý je opísaný v predošlom oddiele.

Termín AH predstavuje celkový útlm zvuku na ceste jeho šírenia za homogénnych podmienok a má tieto zložky:

kde:

Pre danú cestu a frekvenčné pásmo sú možné dva nasledujúce scenáre:

Štatistický prístup uplatňovaný vo vnútri mestských oblastí pre cestu (S,R)

Vo vnútri mestských oblastí je dovolené uplatňovať pri výpočte šírenia zvuku za prvý rad budov aj štatistický prístup. Uplatnená štatistická metóda však musí byť náležite zdokumentovaná a musia byť k dispozícii príslušné informácie o kvalite tejto metódy. Aproximáciou celkového útlmu zvuku na priamej ceste šírenia a všetkých odrazov môže táto metóda nahradiť výpočet hodnôt Aboundary,H a Aboundary,F. Výpočet bude vychádzať z priemernej hustoty zástavby a priemernej výšky všetkých budov v danej oblasti.

Dlhodobá hladina zvuku pre cestu (S,R)

„Dlhodobá“ hladina zvuku šíriaceho sa po určitej ceste, ktorá sa začína v danom bodovom zdroji, sa zistí ako logaritmický súčet váženej akustickej energie za homogénnych podmienok a akustickej energie za priaznivých podmienok.

Tieto hladiny zvuku sú vážené stredným výskytom p priaznivých podmienok v smere cesty (S,R):

Upozornenie: Hodnoty výskytu parametra p sa vyjadrujú v percentách. Ak je teda hodnota výskytu 82 %, bude v rovnici (2.5.9) premenná p = 0,82.

Dlhodobá hladina akustického tlaku v bode R pre všetky cesty

Celková dlhodobá hladina akustického tlaku v bode prijímača pre určité frekvenčné pásmo sa vypočíta energetickým súčtom príspevkov zvuku všetkých typov prichádzajúceho po všetkých cestách N:

kde:

n je index ciest medzi bodmi S a R.

Postup zohľadňovania odrazov zvuku prostredníctvom zrkadlových zdrojov je opísaný nižšie. Percento výskytu priaznivých podmienok v prípade cesty odrazenej od vertikálnej prekážky sa považuje za zhodné s výskytom na priamej ceste šírenia.

Ak je S′ zrkadlovým zdrojom S, potom platí, že výskyt p′ na ceste šírenia (S′,R) sa rovná výskytu p na ceste šírenia (Si ,R).

Dlhodobá hladina zvuku v bode R v decibeloch A (dBA)

Celková hladina zvuku v decibeloch A (dBA) sa vypočíta ako súčet hladín vo všetkých jednotlivých frekvenčných pásmach:

kde i je index frekvenčného pásma. AWC je korekcia frekvenčnej váhovej funkcie A podľa medzinárodnej normy IEC 61672–1:2003.

Táto hladina LAeq,LT predstavuje konečný výsledok, t. j. váženú dlhodobú hladinu akustického tlaku A v bode prijímača za určitý referenčný časový interval (napr. deň, večer alebo noc či určitý kratší časový úsek dňa, večera alebo noci).

2.5.6.    Výpočet šírenia hluku zo zdrojov cestnej a železničnej dopravy a priemyselných zdrojov

Geometrická divergencia

Útlm zvuku spôsobený geometrickou divergenciou Adiv zodpovedá zníženiu hladiny akustického tlaku vplyvom vzdialenosti jeho šírenia. Pre bodový zdroj zvuku vo voľnom poli je útlm zvuku vyjadrený v dB určený týmto vzťahom:

kde d je priama trojrozmerná šikmá vzdialenosť medzi zdrojom a prijímačom.

Atmosférická absorpcia

Útlm zvuku spôsobený atmosférickou absorpciou A atm počas jeho šírenia na určitú vzdialenosť d a vyjadrený v dB je daný týmto vzťahom:

kde:

Hodnoty koeficientu αatm sa udávajú pre teplotu 15 °C, 70 % relatívnu vlhkosť a atmosférický tlak 101 325 Pa. Pri ich výpočte sa použijú presné stredové frekvencie daného frekvenčného pásma. Tieto hodnoty sú v súlade s normou ISO 9613-–1. Ak sú dostupné meteorologické údaje, použije sa dlhodobý meteorologický priemer.

Vplyv povrchu zeme

Útlm zvuku spôsobený účinkom povrchu zeme je najmä dôsledkom interferencií medzi odrazeným zvukom a zvukom, ktorý sa šíri k prijímaču priamo zo zdroja. Fyzikálne súvisí s akustickou absorpciou terénu, nad povrchom ktorého sa zvuková vlna šíri. Zároveň je však v značnej miere závislý od atmosférických podmienok v čase šírenia zvuku, pretože s ohybom lúčov sa mení výška dráhy nad povrchom a spolu s tým aj dôležitosť vplyvu povrchu zeme a terénu v blízkosti zdroja.

V prípade, že na šírenie zvuku medzi zdrojom a prijímačom má vplyv nejaká prekážka nachádzajúca sa v rovine šírenia, vplyv povrchu zeme sa vypočíta osobitne pre stranu zdroja a stranu prijímača. V takom prípade označujú zs a zr ekvivalentnú polohu zdroja a/alebo prijímača, ako sa uvádza nižšie, kde je vyložený postup výpočtu difrakcie Adif .

Akustické vlastnosti terénu

Schopnosť akustickej absorpcie terénu súvisí najmä s jeho pórovitosťou. Nepriepustné podložie je vo všeobecnosti odrazivé, pórovité je pohltivé.

Pokiaľ ide o požiadavky na prevádzkové výpočty, akustická absorpcia terénu je reprezentovaná bezrozmerným koeficientom G, ktorý nadobúda hodnoty medzi 0 a 1. Koeficient G nezávisí od frekvencie. V tabuľke 2.5 sú uvedené hodnoty koeficientu G pre rôzne typy vonkajšieho terénu. Vo všeobecnosti platí, že priemer koeficientu G nad určitou cestou šírenia nadobúda hodnoty medzi 0 a 1.

Gpath je definovaný ako príspevok absorbujúceho podložia po celej danej ceste šírenia.

Ak sú zdroj a prijímač blízko od seba, takže platí dp ≤ 30(zs + zr ), je rozdiel medzi typom podložia, ktoré sa nachádza v blízkosti zdroja, a typom podložia, ktoré sa nachádza v blízkosti prijímača, zanedbateľný. Pri zohľadnení tejto okolnosti sa potom nasledujúcim spôsobom uskutoční záverečná korekcia indexu povrchu zeme Gpath :

►C1

 

 ◄

kde Gs je koeficient šírenia pre plošný zdroj. Pre povrchy vozoviek ( 3 ) a podložia koľají s betónovou dráhou platí Gs = 0. Pre železničné koľaje v podloží z kameniva platí Gs = 1. V prípade priemyselných zdrojov a tovární neexistuje žiadna všeobecne platná odpoveď.

G môže súvisieť s odporom prúdenia vzduchu.

V nasledujúcich dvoch pododdieloch týkajúcich sa výpočtov pre homogénne a priaznivé podmienky, sa zavádzajú všeobecné označenia G w a G m pre absorpciu terénu. Tabuľka 2.5.b znázorňuje vzťah medzi týmito označeniami a premennými Gpath a G′path .

Výpočty pre homogénne podmienky

Útlm zvuku spôsobený vplyvom povrchu zeme za homogénnych podmienok sa vypočíta podľa nasledujúcich rovníc:

ak Gpath ≠ 0

kde:

fm je nominálna stredná frekvencia posudzovaného frekvenčného pásma v Hz, c je rýchlosť zvuku vo vzduchu, ktorá sa považuje za rovnajúcu sa 340 m/s, a Cf je definovaný ako:

kde sú hodnoty w dané touto rovnicou:

G w sa môže rovnať Gpath alebo G′path , pričom závisí od toho, či sa pri výpočte vplyvu povrchu zeme zohľadní alebo nezohľadní difrakcia, a zodpovedá charakteru podložia, na ktorom sa nachádza zdroj (reálny zdroj alebo lomený). Bližšia špecifikácia je uvedená v nasledujúcich pododdieloch a súhrn v tabuľke 2.5.b.

Je spodná hranica Aground,H .

Pre cestu šírenia (S i,R) v homogénnych podmienkach bez difrakcie:

Pokiaľ ide o zohľadnenie difrakcie, odkazujeme na oddiel venovaný difrakcii, kde sú uvedené definície G w a G m.

ak Gpath = 0: Aground,H = – 3 dB

Termín – 3(1 – G m) zohľadňuje skutočnosť, že pri veľkej vzdialenosti medzi zdrojom a prijímačom sa strana zdroja s prvým odrazom nenachádza už na plošine, ale v prírodnom teréne.

Výpočet pre priaznivé podmienky

Vplyv povrchu zeme v priaznivých podmienkach sa vypočíta pomocou rovnice pre Aground,H , v ktorej sa uskutočnia nasledujúce úpravy:

Výškové korekcie δ z s a δ z r zohľadňujú vplyv ohnutia zvukového lúča. δ z T zohľadňuje vplyv turbulencie.

G m sa môže rovnať Gpath alebo G′path , pričom závisí od toho, či sa pri výpočte vplyvu povrchu zeme zohľadní alebo nezohľadní difrakcia, a zodpovedá charakteru podložia, na ktorom sa nachádza zdroj (reálny zdroj alebo lomený). Bližšia špecifikácia je uvedená v nasledujúcich pododdieloch.

Pre cestu (S i,R) v priaznivých podmienkach bez difrakcie:

Pokiaľ ide o zohľadnenie difrakcie, odkazujeme na oddiel, kde sú uvedené definície G w a G m.

Difrakcia

Difrakcia sa zvyčajne skúma na hornej ploche všetkých prekážok nachádzajúcich sa na ceste šírenia zvuku. Ak táto cesta šírenia vedie „dostatočne vysoko“ nad difrakčnou hranou, je možno stanoviť nulovú hodnotu premennej Adif (Adif = 0) a vypočítať priamy pohľad, najmä prostredníctvom evaluácie premennej Aground .

V praxi to znamená, že sa pre každú strednú frekvenciu frekvenčných pásem uskutoční porovnanie rozdielu cesty δ s kvantitou –λ/20. Ak prekážka nespôsobuje difrakciu, čo sa dá napríklad stanoviť pomocou Rayleighovho kritéria, pre dané frekvenčné pásmo netreba vypočítať Adif . V takom prípade teda inými slovami platí, že Adif = 0. V ostatných prípadoch sa Adif vypočíta spôsobom opísaným vo zvyšku tejto časti. Toto pravidlo sa uplatní tak pre homogénne, ako aj pre priaznivé podmienky, pre jednoduchú, aj pre viacnásobnú difrakciu.

Ak sa pre dané frekvenčné pásmo uskutoční výpočet podľa postupu opísaného v tomto oddiele, pracuje sa pri výpočte celkového útlmu zvuku s hodnotou veličiny Aground = 0 dB. Vplyv povrchu zeme je zohľadnený už priamo vo všeobecnej rovnici na výpočet difrakcie.

Rovnice navrhnuté na tomto mieste sa použijú na výpočet difrakcie na tenkých clonách, hrubých clonách, budovách, bermách (prírodných či umelých) a na hranách násypov, výrezov a viaduktov.

Ak stojí v ceste šírenia zvuku viacero prekážok spôsobujúcich jeho difrakciu, pracuje sa s nimi ako s viacnásobnou difrakciou a uplatní sa postup, ktorý je opísaný v nasledujúcom oddiele venovanom výpočtu rozdielu cesty.

Predostreté postupy sa použijú na výpočet útlmov zvuku v homogénnych i priaznivých podmienkach. Ohýbanie zvukového lúča sa zohľadní vo výpočte rozdielu cesty a na účely výpočtu vplyvu povrchu zeme pred difrakciou a po nej.

Všeobecné zásady

Na obrázku 2.5.c je znázornená všeobecná metóda výpočtu útlmu zvuku následkom difrakcie. Táto metóda je založená na tom, že cesta šírenia zvuku sa rozdelí na dve časti: cestu „na strane zdroja“, ktorá sa nachádza medzi zdrojom a bodom difrakcie, a cestu „na strane prijímača“, ktorá sa nachádza medzi bodom difrakcie a prijímačom.

Vypočítajú sa tieto hodnoty:

1

:

Strana zdroja

2

:

Strana prijímača

kde:

Nepravidelnosť terénu medzi zdrojom a bodom difrakcie a medzi bodom difrakcie a prijímačom sa zohľadní prostredníctvom ekvivalentných výšok vypočítaných vo vzťahu k strednej rovine terénu, najprv na strane zdroja, a potom na strane prijímača (dve stredné roviny terénu) použitím metódy opísanej v pododdiele o významných výškach nad úrovňou terénu.

Čistá difrakcia

Pre čistú difrakciu bez akéhokoľvek vplyvu povrchu zeme sa útlm zvuku určí vzťahom:

►C1

 

 ◄

kde:

λ je vlnová dĺžka v nominálnej strednej frekvencii príslušného frekvenčného pásma,

δ je rozdiel cesty šírenia medzi cestou s difrakciou a priamou cestou (pozri nasledujúci pododdiel o výpočte rozdielu cesty šírenia),

C″ je koeficient, ktorý sa použije na zohľadnenie viacnásobných difrakcií:

C″ = 1 pre jednoduchú difrakciu.

Pre viacnásobnú difrakciu, kde e je celková vzdialenosť cesty šírenia, O1 až O2 + O2 až O3 + O3 až O4 z „gumičkovej“ metódy, (pozri obrázky 2.5.d a 2.5.f) a ak je hodnota e väčšia než 0,3 m (v opačnom prípade C″ = 1), je tento koeficient definovaný ako:

Hodnoty Δdif budú ohraničené takto:

Výpočet rozdielu cesty šírenia

Rozdiel cesty šírenia δ sa vypočíta na vertikálnej rovine obsahujúcej zdroj a prijímač. Ide o aproximáciu vo vzťahu k Fermátovmu princípu. V tomto prípade (čiary pohybu zdroja) je aproximácia použiteľná. Rozdiel cesty šírenia δ sa vypočíta spôsobom znázorneným na nasledujúcich obrázkoch s ohľadom na danú situáciu.

Homogénne podmienky

Poznámka: Pre každú konfiguráciu je dané vyjadrenie δ.

Priaznivé podmienky

Za priaznivých podmienok sa vychádza z predpokladu, že tri zakrivené zvukové lúče ►C1  , a  ◄ majú rovnaký polomer zakrivenia Γ, ktorý je definovaný ako:

Dĺžka krivky zvukového lúča MN sa v priaznivých podmienkach označuje ako ^MN. Táto dĺžka sa rovná:

Pri výpočte rozdielu cesty šírenia za priaznivých podmienok δF môžu nastať v zásade tri scenáre (pozri obrázok 2.5.e). V praxi však stačia dve rovnice:

kde A je priesečník priameho zvukového lúča SR a rozšírenie prekážky spôsobujúcej jeho difrakciu.

V prípade viacnásobných difrakcií za priaznivých podmienok je potrebné:

V scenári, ktorý je znázornený na obrázku 2.5.f, je rozdiel cesty šírenia:

Výpočet útlmu Adif

Útlm zvuku v dôsledku difrakcie sa pri zohľadnení vplyvov povrchu zeme na strane zdroja i na strane prijímača vypočíta podľa nasledujúcich všeobecných rovníc:

kde:

Výpočet premennej Δground(S,O)

kde:

Výpočet premennej Δground(O,R)

kde:

Korekciu G′path netreba v tomto prípade zohľadňovať, pretože predmetným zdrojom je tu bod difrakcie. Pri výpočte vplyvov povrchu zeme sa teda musí použiť Gpath , a to i pre spodnú hranicu hodnoty premennej tejto rovnice, ktorá je – 3(1– Gpath ).

Scenáre pre vertikálne hrany

Rovnicu (2.5.21) možno použiť aj na výpočet difrakcií na vertikálnych hranách (laterálne difrakcie) v prípade priemyselného hluku. V takom prípade platí Adif = Δ dif(S,R) a premenná Aground zostane zachovaná. Premenné Aatm a Aground sa navyše vypočítajú na základe celkovej dĺžky cesty šírenia zvuku. Adiv sa aj v tomto prípade vypočíta na základe priamej vzdialenosti d. Rovnice (2.5.8) a (2.5.6) budú mať potom takúto podobu:

V rovnici (2.5.34) musí byť pre homogénne podmienky použitá premenná Δ dif .

Odrazy na vertikálnych prekážkach

Odrazy na vertikálnych prekážkach sa riešia prostredníctvom zrkadlových zdrojov. Týmto spôsobom sa teda pracuje s odrazmi na vonkajších stenách budov a na protihlukových bariérach.

Prekážka sa považuje za vertikálnu vtedy, ak je jej sklon voči vertikálnej osi menší než 15°.

V prípade odrazov na predmetoch, ktorých sklon voči vertikálnej osi je väčší alebo sa rovná 15°, sa na tieto predmety neberie ohľad.

Prekážky, ktoré majú najmenej jeden rozmer menší než 0,5 m, sa pri výpočte odrazov neberú do úvahy, ak nie sú súčasťou špeciálnych konfigurácií. ( 4 )

Je potrebné poznamenať, že odrazmi na rovine terénu sa na tomto mieste nezaoberáme. Sú zohľadnené vo výpočtoch útlmu zvuku v dôsledku ohraničenia (zem, difrakcia).

Ak je LWS hladina výkonu zdroja S a αr absorpčný koeficient povrchu prekážky podľa definície v norme EN 1793–1:2013, potom sa hladina výkonu zrkadlového zdroja S′ rovná:

kde 0 ≤ αr < 1

Útlmy šírenia zvuku opísané vyššie sa následne použijú na túto cestu šírenia (zrkadlový zdroj, prijímač), ako keby to bola priama cesta šírenia.

Pri geometrickom skúmaní zvukových ciest je pri odraze na vertikálnej prekážke (bariérovej stene, budove) dôležitá poloha dopadu lúča voči hornej hrane tejto prekážky, pretože určuje, či bude podiel skutočne odrazenej energie viac alebo menej významný. Strata akustickej energie lúča, ku ktorej dôjde následkom odrazu, sa nazýva útlmom zvuku prostredníctvom spätnej difrakcie.

V prípade potenciálnych viacnásobných odrazov medzi dvoma vertikálnymi stenami je potrebné zohľadniť aspoň prvý odraz.

V prípade zahĺbeného koľajiska (pozri napríklad obrázok 2.5.h) sa útlm zvuku prostredníctvom spätnej difrakcie použije pre každý odraz od záchytných stien.

Na tomto znázornení doletí zvukový lúč k prijímaču až potom, čo „postupne prejde“ záchytnými stenami zahĺbeného koľajiska, ktoré preto možno prirovnať k otvorom.

Pri výpočte šírenia zvuku cez určitý otvor zodpovedá zvukové pole v okolí prijímača súčtu priameho poľa a poľa, ktoré vzniklo difrakciou o hrany otvoru. Toto pole difrakcie zaisťuje súvislý prechod medzi voľným a tieňovaným priestorom. Keď sa lúč blíži k hrane otvoru, priame zvukové pole sa zmenší. Výpočet sa zhoduje s výpočtom útlmu zvuku o bariéru vo voľnom priestore.

Rozdiel cesty šírenia δ′ spojený s každou spätnou difrakciou je opakom rozdielu cesty šírenia medzi S a R v pomere ku každej hornej hrane O, a to z hľadiska daného rozvinutým rezom (viď obrázok 2.5.i).

Znamienko mínus v rovnici (2.5.36) znamená, že sa predpokladá prijímač vo voľnom priestore.

Útlm zvuku v dôsledku spätnej difrakcie Δr etrodif sa určí pomocou rovnice (2.5.37), ktorá je podobná rovnici (2.5.21), ale má upravený zápis.

►C1

 

 ◄

Tento útlm zvuku sa použije na priamy lúč, a to pri každom jeho „prechode“ cez stenu alebo budovu (odraze od steny alebo budovy). Hladina výkonu zrkadlového zdroja S′ bude teda nasledovná:

V zložitých konfiguráciách šírenia zvuku môže dochádzať k difrakciám medzi odrazmi alebo medzi prijímačom a odrazmi. V takom prípade sa spätná difrakcia o steny odhadne na základe cesty šírenia medzi zdrojom a prvým bodom difrakcie R′ (ktorý sa potom v rovnici (2.5.36) považuje za prijímač). Tento princíp je znázornený na obrázku 2.5.j.

V prípade viacnásobných odrazov sa pripočítajú odrazy vzniknuté pôsobením všetkých jednotlivých odrazov.

2.6.    Všeobecné ustanovenia – Hluk lietadiel

2.6.1.    Vymedzenie pojmov a symboly

Niektoré dôležité termíny sa tu opisujú prostredníctvom všeobecných významov, ktoré sa im pridelili v tomto dokumente. Zoznam nie je úplný. Obsahuje iba často používané výrazy a skratky. Ostatné výrazy a skratky sú opísané pri ich prvom uvedení.

Matematické symboly (uvedené po termínoch) sú hlavnými symbolmi používanými v rovniciach v hlavnom texte. Ostatné symboly používané lokálne v texte a dodatkoch sú definované pri ich použití.

Čitateľ je pravidelne informovaný o zameniteľnosti slov zvuk a hluk v tomto dokumente. Hoci má slovo hluk subjektívne konotácie – zvyčajne ho akustici definujú ako „nežiaduci zvuk“ – v oblasti regulácie hluku lietadiel sa bežne považuje iba za zvuk – energiu prenášanú vzduchom prostredníctvom pohybu zvukových vĺn. Symbol → označuje krížové odkazy na iné termíny zahrnuté do zoznamu.

Termíny

AIP	Letecká informačná príručka

Konfigurácia lietadla

Pozície slotov, klapiek a pristávacieho zariadenia.

Pohyb lietadla

Prílet, odlet alebo iná činnosť lietadla, ktorá má vplyv na expozíciu hluku v okolí letiska.

Údaje o hluku a výkonnosti lietadiel

Údaje charakterizujúce akustické a výkonnostné vlastnosti jednotlivých typov letúnov, ktoré sú potrebné na modelovanie. Patria sem → vzťahy medzi hlukom, výkonom a vzdialenosťou (noise-power-distance, NPD) a informácie, ktoré umožňujú vypočítať pomer ťahu a výkonu motora ako funkcie → konfigurácie letu. Tieto údaje zvyčajne poskytuje výrobca lietadla, ak to však nie je možné, sa získavajú z iných zdrojov. Ak údaje nie sú k dispozícii, príslušné lietadlo sa zvyčajne opíše pomocou prispôsobenia údajov o vhodnom podobnom lietadle – toto sa nazýva substitúcia.

Nadmorská výška

Výška nad strednou hladinou mora.

Databáza ANP

Databáza s údajmi o hluku a výkonnosti lietadiel uvedená v dodatku I.

A-vážená hladina zvuku, LA

Základná stupnica hladiny zvuku/hluku, ktorá sa používa na meranie environmentálneho hluku vrátane hluku z lietadiel a na ktorej je založená väčšina metriky izofón.

Priemet strednej dráhy na zemský povrch

Reprezentatívny alebo nominálny priemet dráhy na zemský povrch, ktorá definuje stred variácií dráhy letu.

Východisková hladina hlukovej udalosti

Hladina hlukovej udalosti získaná z databázy NPD.

Odbrzdenie

→ Začiatok rozjazdu

Korigovaný čistý ťah

Pri určitom nastavení výkonu (napr. EPR alebo N 1) sa čistý ťah s klesajúcou hustotou vzduchu a zvyšujúcou sa nadmorskou výškou lietadla znižuje; korigovaný čistý ťah je hodnota udávaná na hladine mora.

Kumulatívna hladina zvuku/hluku

Hladina hluku z leteckej dopravy v decibeloch počas stanoveného obdobia na mieste v blízkosti letiska v rámci bežných prevádzkových podmienok a zvyčajných dráh letu. Vypočíta sa tak, že sa nejakým spôsobom akumulujú hladiny zvukovej/hlukovej udalosti, ktoré sa nachádzajú na danom mieste.

Súčet alebo priemerné množstvo decibelov

Niekedy sa inde uvádza ako „energetické“ alebo „logaritmické“ (na rozdiel od aritmetických) hodnoty. Používa sa v prípade potreby na sčítanie alebo spriemerovanie príslušných množstiev podobných energii; napr. .

Energetická frakcia, F

Pomer akustickej energie získanej zo segmentu a energie získanej z nekonečnej dráhy letu.

Nastavenie výkonu motora

Hodnota → parameter výkonu súvisiaceho s hlukom, ktorá sa používa na určovanie emisie hluku na základe databázy NPD.

Ekvivalentná (súvislá) hladina zvuku, Leq

Miera dlhodobého zvuku. Hladina hypoteticky konštantného zvuku, ktorý má počas stanoveného obdobia rovnakú celkovú energiu ako skutočný variabilný zvuk.

Hladina zvukovej/hlukovej udalosti

Miera decibelov konečného množstva zvuku (alebo hluku) vydaného prelietajúcim letúnom → hladina zvukovej expozície

Konfigurácia letu

= → Konfigurácia lietadla + → Letové parametre

Letové parametre

Nastavenie výkonu lietadla, rýchlosť, uhol priečneho náklonu a hmotnosť.

Dráha letu

Dráha letúna vo vzduchu vymedzená v troch rozmeroch zvyčajne s odkazom na jej východiskový bod na začiatku rozjazdu pri vzlete alebo prah pristávacej dráhy.

Segment dráhy letu

Časť dráhy letu lietadla, ktorú na účely modelovania znázorňuje priama čiara s konečnou dĺžkou.

Letový postup

Sekvencia operačných krokov, ktorými sa riadi posádka lietadla alebo systém riadenia letu vyjadrená ako zmena konfigurácie letu ako funkcie vzdialenosti pozdĺž trate.

Profil letu

Zmena výšky letúna pozdĺž trate (niekedy zahŕňa aj zmeny → konfigurácie letu) – opísaná súborom → profilových bodov.

Rovina zeme

(alebo nominálna rovina zeme) Horizontálny zemský povrch prechádzajúci cez vzťažný bod letiska, na ktorom sa zvyčajne vypočítavajú izofóny.

Traťová rýchlosť

Rýchlosť lietadla vo vzťahu k stanovenému bodu na zemi.

Priemet dráhy na zemský povrch

Vertikálne premietnutie dráhy letu na rovinu zeme.

Výška

Vertikálna vzdialenosť lietadla od → roviny zeme.

Integrovaná hladina zvuku

Inak pomenovaná → hladina zvukovej expozície jednej udalosti.

ISA

Medzinárodná štandardná atmosféra (International Standard Atmosphere, ISA) – definovaná organizáciou ICAO. Definuje zmenu teploty, tlaku a hustoty vzduchu v závislosti od výšky nad strednou hladinou mora. Používa sa na normalizáciu výsledkov výpočtov v rámci konštrukcie lietadiel a analýzy údajov z testov.

Laterálny útlm

Dodatočný útlm zvuku v závislosti od vzdialenosti, ktorého priamou alebo nepriamou príčinou je prítomnosť zemského povrchu. Významný pri malých uhloch stúpania (lietadla nad rovinou zeme).

Maximálna hladina hluku/zvuku

Maximálna hladina zvuku dosiahnutá počas udalosti.

Stredná hladina mora, (Mean Sea Level) MSL

Štandardná nadmorská výška zemského povrchu, na ktorú sa vzťahuje →ISA.

Čistý ťah

Hnacia sila, ktorou pôsobí motor na trup lietadla.

Hluk

Hluk je definovaný ako nežiaduci zvuk. Ale metriky, napr. A-vážená hladina zvuku (LA ) a efektívna hladina vnímaného hluku (effective perceived noise level, EPNL) účinne konvertujú hladiny zvuku na hladiny hluku. Napriek nedostatočnej presnosti, ktorá z toho vyplýva, sa termíny zvuk a hluk používajú niekedy v tomto dokumente, ako aj inde, ako synonymá, najmä v spojení so slovom hladina.

Izofóna

Línia s konštantnou hodnotou kumulatívnej hladiny alebo indexu hluku lietadla v okolí letiska.

Vplyv hluku

Nepriaznivý(-é) účinok(-ky) hluku na jeho príjemcov; dôležitý je však predpoklad, že metriky hluku sú ukazovatele vplyvu hluku

Index hluku

Miera dlhodobého alebo kumulatívneho zvuku, ktorý súvisí s (t. j. považuje sa za indikátor) jeho účinkami na ľudí. Popri sile zvuku môže do určitej miery zohľadňovať aj iné faktory (najmä čas dňa). Príkladom je hladina deň-večer-noc (day-evening-night, DEN) LDEN .

Hladina hluku

Počet decibelov zvuku na stupnici, ktorá udáva jeho hlasitosť alebo hlučnosť. Pre environmentálny hluk z lietadiel sa spravidla používajú dve stupnice: A-vážená hladina zvuku a hladina vnímaného hluku. Tieto stupnice uplatňujú rôzne váhy na zvuk s rôznymi frekvenciami – s cieľom napodobniť ľudské vnímanie.

Metrika hluku

Výraz, ktorý sa používa na opis akéhokoľvek merania množstva hluku na pozícii prijímača, či už ide o jednu udalosť, alebo kumuláciu hluku počas dlhšieho obdobia. Zvyčajne sa používajú dve miery hladiny hluku jednej hlukovej udalosti: maximálna hladina dosiahnutá počas udalosti alebo hladina zvukovej expozície, čo je miera celkovej akustickej energie určená integráciou času.

Vzťahy/Údaje: hluk-výkon-vzdialenosť (noise-power-distance, NPD)

Hladiny hlukových udalostí uvedené v tabuľkách ako funkcie vzdialenosti pod letúnom počas letu na konštantnej hladine referenčnou rýchlosťou v referenčnej atmosfére pre každé z viacerých→ nastavení výkonu motora. Údaje zohľadňujú účinky útlmu zvuku v dôsledku šírenia guľových vĺn (inverzný kvadratický zákon) a atmosférickej absorpcie. Vzdialenosť sa stanovuje kolmo na dráhu letu letúna a os krídla lietadla (t. j. vertikálne pod lietadlom pri lete bez náklonu).

Parameter výkonu súvisiaci s hlukom

Parameter, ktorý opisuje alebo vyjadruje hnaciu silu vytvorenú motorom lietadla, s ktorou môže logicky súvisieť emisia akustického výkonu; zvyčajne sa považuje za → korigovaný čistý ťah. V celom texte sa voľne označuje ako „výkon“ alebo „nastavenie výkonu“.

Hluková významnosť

Príspevok segmentu dráhy letu je „hlukovo významný“, ak v značnom rozsahu ovplyvňuje hladinu hlukovej udalosti. Nezohľadnenie segmentov, ktoré nie sú hlukovo významné, prináša značné úspory pri počítačovom spracovaní.

Pozorovateľ

→ Prijímač

Procedurálne kroky

Predpis na vykonanie letu určitého profilu – kroky zahŕňajú zmeny rýchlosti a/alebo nadmorskej výšky.

Profilový bod

Výška segmentu koncového bodu dráhy letu – vo vertikálnej rovine nad traťou

Prijímač

Príjemca hluku pochádzajúceho zo zdroja; predovšetkým v bode nachádzajúcom sa na zemskom povrchu alebo v jeho blízkosti.

Referenčná atmosféra

Miery absorpcie zvuku uvedené v tabuľke používané na štandardizáciu údajov NPD (pozri dodatok D)

Referenčný deň

Súbor atmosférických podmienok, prostredníctvom ktorých sú štandardizované údaje ANP

Referenčné trvanie

Nominálny časový interval použitý na štandardizáciu meraní hladiny zvukovej expozície jednej udalosti; rovnajúci sa 1 sekunde v prípade→SEL.

Referenčná rýchlosť

Traťová rýchlosť letúna, na ktorú sa normalizujú údaje NPD→SEL.

SEL	→ hladina zvukovej expozície (Sound Exposure Level)

Hladina zvukovej expozície jednej udalosti

Hladina zvuku, ktorú by mala určitá udalosť, ak by sa celá jej akustická energia rovnomerne komprimovala do štandardného časového intervalu nazývaného → referenčné trvanie

Mäkký terén

Zemský povrch, ktorý je akusticky „mäkký“, zvyčajne zatrávnený, ktorý sa nachádza v okolí väčšiny letísk. Medzi akusticky tvrdé, t. j. vysoko odrazivé zemské povrchy, patria betón a voda. Izofónová metodika opísaná v tomto dokumente sa vzťahuje na podmienky mäkkého povrchu.

Zvuk	Energia šírená vzduchom (pozdĺžnym) vlnovým pohybom, ktorá sa vníma sluchom.

Útlm zvuku

Zníženie akustickej intenzity so zvyšujúcou sa vzdialenosťou na ceste šírenia. V prípade hluku lietadla patria k jeho príčinám šírenie guľových vĺn, atmosférická absorpcia a → laterálny útlm

Zvuková expozícia

Miera celkovej imisie akustickej energie počas určitého obdobia

Hladina zvukovej expozície, LAE

(akronym SEL) Metrika štandardizovaná v ISO 1996-1 alebo ISO 3891 = A-vážená hladina zvukovej expozície jednej udalosti vyjadrená za 1 sekundu.

Akustická intenzitabod

Sila akustickej imisie v určitom mieste – týkajúca sa akustickej energie (a označená nameranými hladinami zvuku)

Hladina zvuku

Miera akustickej energie vyjadrená v decibeloch. Prijatý zvuk sa meria s „frekvenčným vážením“ alebo bez neho; hladiny namerané s vážením sa často označujú ako → hladiny hluku

Dĺžka úseku/cesty

Vzdialenosť od prvého cieľového miesta odlietajúceho lietadla; považuje sa za ukazovateľ hmotnosti lietadla

Začiatok rozjazdu (Start of Roll), SOR

Miesto na vzletovej a pristávacej dráhe, z ktorého odlietajúce lietadlo začína vzlietať. Označuje sa aj ako „odbrzdenie“.

Pravá vzdušná rýchlosť

Skutočná rýchlosť lietadla vzhľadom na vzduch (= traťová rýchlosť za bezvetria)

Vážená ekvivalentná hladina zvuku, Leq,W

Upravená verzia Leq, v rámci ktorej sa hluku, ku ktorému dochádza počas rôznych častí dňa (zvyčajne pre deň, večer a noc), prideľuje

Symboly

d	Najkratšia vzdialenosť medzi bodom pozorovania a segmentom dráhy letu

dp	Kolmá vzdialenosť medzi bodom pozorovania a dráhou letu (šikmá vzdialenosť)

dλ	Kótovaná vzdialenosť

Fn	Skutočný čistý ťah jednotlivých motorov

Fn/δ	Korigovaný čistý ťah jednotlivých motorov

h	Nadmorská výška lietadla (nad MSL)

L	Hladina hlukovej udalosti (stupnica nedefinovaná)

L (t)

Hladina zvuku v čase t (stupnica nedefinovaná)

LA, LA(t)

A-vážená hladina akustického tlaku (v čase t) – nameraná na pomalej stupnici merania hladiny zvuku

LAE	hladina zvukovej expozície (Sound Exposure Level, SEL)

LAmax

Maximálna hodnota LA(t) počas udalosti

LE	Hladina zvukovej expozície jednej udalosti

LE¥	Hladina zvukovej expozície jednej udalosti stanovená z databázy NPD

LEPN	efektívna hladina vnímaného hluku

Leq	Ekvivalentná (súvislá) hladina zvuku

Lmax	Maximálna hodnota L(t) počas udalosti

Lmax,seg

Maximálna hladina vytvorená segmentom

ℓ	Kolmá vzdialenosť medzi bodom pozorovania a priemetom dráhy na zemský povrch

lg	Dekadický logaritmus

N	Počet segmentov alebo čiastkových segmentov

NAT	Počet udalostí s Lmax prekračujúcim stanovenú prahovú hodnotu

P	Parameter výkonu v premennej NPD L(P,d)

Pseg	Parameter výkonu zodpovedajúci konkrétnemu segmentu

q	Vzdialenosť medzi začiatkom segmentu a bodom najväčšieho priblíženia

R	Polomer zatáčky

S	Štandardná odchýlka

s	Vzdialenosť pozdĺž priemetu dráhy na zemský povrch

sRWY	Dĺžka vzletovej a pristávacej dráhy

t

Čas

te	Efektívne trvanie jednej zvukovej udalosti

t 0	Referenčný čas pre integrovanú hladinu zvuku

V	Traťová rýchlosť

Vseg	Ekvivalentná traťová rýchlosť segmentu

Vref	Referenčná traťová rýchlosť, pre ktorú sú definované údaje NPD

x,y,z

Miestne súradnice

x′,y′,z′

Súradnice lietadla

XARP,YARP,ZARP

Poloha vzťažného bodu letiska určená zemepisnými súradnicami

z	Výška lietadla nad rovinou zeme/vzťažným bodom letiska

a	Parameter použitý na výpočet korekcie konečného segmente Δ F

β	Uhol stúpania lietadla vo vzťahu k rovine zeme

ε	Uhol priečneho náklonu lietadla

γ	Uhol stúpania/uhol zostupu

φ	Uhol sklonu (parameter bočnej smerovosti)

λ	Celková dĺžka segmentu

ψ	Uhol medzi smerom pohybu lietadla a smerom k pozorovateľovi

ξ	Kurz lietadla nameraný v smere hodinových ručičiek od magnetického severu

Λ(β,ℓ)

Laterálny útlm vzduch-zem

Λ(β)	Diaľkový laterálny útlm vzduch-zem

Γ(ℓ)	Faktor vzdialenosti laterálneho útlmu

Δ	Zmena kvantitatívnej hodnoty alebo korekcia (ako sa uvádza v texte)

Δ F	Korekcia konečného segmentu

Δ I	Korekcia inštalácie motora

Δ i	Váženie za i -té obdobie dňa, dB

Δ rev

Reverzný ťah

Δ SOR

Korekcia začiatku rozjazdu

Δ V	Korekcia trvania (rýchlosti)

Dolné indexy

1, 2	Indexy označujúce začiatočné a koncové hodnoty intervalu alebo segmentu

E

Expozícia

i	Sčítací index typu/kategórie lietadla

j	Sčítací index priemetu dráhy/čiastkovej dráhy na zemský povrch

k	Sčítací index segmentu

max

Maximum

ref	Referenčná hodnota

seg	Špecifická hodnota segmentu

SOR	Týkajúce sa začiatku rozjazdu

TO

Vzlet

2.6.2.    Rámec kvality

Presnosť vstupných hodnôt

Všetky vstupné hodnoty, ktoré majú vplyv na hladinu emisií zo zdroja vrátane pozície zdroja, sa určujú minimálne s presnosťou zodpovedajúcou neistote ± 2 dB (A) v množstve emisií zdroja (pričom všetky ostatné parametre ostávajú nezmenené).

Používanie predvolených hodnôt

Pri uplatňovaní tejto metódy vychádzajú vstupné údaje zo skutočného používania. Vo všeobecnosti sa nemožno spoliehať na predvolené vstupné hodnoty alebo predpoklady. Konkrétne sa na odvodenie dráhy letu použijú dráhy letu pochádzajúce z radarových údajov vždy, keď sú k dispozícii a majú dostatočnú kvalitu. Predvolené vstupné hodnoty a predpoklady sa môžu použiť napríklad na použité modelované trate namiesto dráh letu pochádzajúcich z radarových údajov, ak je získavanie skutočných údajov spojené s neprimerane vysokými nákladmi.

Kvalita softvéru použitého na výpočty

Softvér použitý na výpočty musí byť v preukázateľnej zhode s metódami opísanými v tomto dokumente prostredníctvom certifikácie výsledkov na skúšobných prípadoch.

2.7.    Hluk lietadiel

2.7.1.    Cieľ a oblasť pôsobnosti dokumentu

Izofónové mapy sa používajú na označenie rozsahu a miery vplyvu hluku lietadiel v okolí letísk, pričom sa tento vplyv označuje hodnotami stanovenej metriky alebo indexu hluku. Izofóna je čiara, na ktorej je hodnota indexu konštantná. Hodnota indexu do istej miery spája všetky jednotlivé hlukové udalosti lietadla, ku ktorým dôjde počas určitého stanoveného obdobia, ktoré sa zvyčajne meria v dňoch alebo mesiacoch.

Hluk v bodoch na zemi pochádzajúci z lietadla, ktoré letí na neďaleké letisko, alebo z neho odlieta, závisí od mnohých faktorov. Najdôležitejšími z nich sú typy letúnov a ich pohonné jednotky; výkon, postupy ovládania klapiek a vzdušnej rýchlosti použité v samotných letúnoch; vzdialenosti medzi príslušnými bodmi a rôznymi dráhami letu a miestne topografické podmienky a počasie. Prevádzka letísk spravidla zahŕňa rôzne typy letúnov, rôzne letové postupy a rad prevádzkových hmotností.

Izofóny sa vytvárajú prostredníctvom matematického výpočtu plôch miestnych hodnôt indexov hluku. Tento dokument podrobne vysvetľuje, ako sa majú v jednom bode pozorovania vypočítať jednotlivé hladiny hlukových udalostí lietadla pre každý konkrétny let lietadla alebo typ letu, ktoré sa potom určitým spôsobom spriemerujú alebo akumulujú, s cieľom získať hodnoty indexu v danom bode. Požadovaná rovina hodnôt indexu sa vytvorí jednoducho len opakovaním výpočtov pre rôzne pohyby lietadla podľa potreby, pričom sa dbá o maximalizáciu efektívnosti vylúčením udalostí, ktoré nie sú „hlukovo významné“ (t. j. ktoré významne neprispievajú k celkovej hodnote).

Ak činnosti spôsobujúce hluk spojené s prevádzkou letísk podstatne neprispievajú k celkovému vystaveniu obyvateľstva hluku lietadiel a k príslušným izofónam, môžu sa z výpočtu vylúčiť. Medzi tieto činnosti patria: lety vrtuľníkov, rolovanie, skúšky motorov a používanie pomocných pohonných jednotiek. To však nemusí znamenať, že ich vplyv je významný, a keď sa tieto okolnosti vyskytnú, možno vykonať posúdenie zdrojov podľa odseku 2.7.21 a 2.7.22.

2.7.2.    Stručný obsah dokumentu

Postup vytvárania izofón je zobrazený na obrázku 2.7.a. Izofóny sa vytvárajú na rôzne účely, na základe ktorých sa väčšinou stanovujú požiadavky na zdroje a predbežné spracovanie vstupných údajov. Izofóny, ktoré znázorňujú historický vplyv hluku sa môžu vytvoriť zo skutočných záznamov prevádzky lietadiel – ich pohybu, hmotností, radarovo nameraných dráh letu atď. Izofóny použité na účely budúceho plánovania vychádzajú vo väčšej miere z prognóz – dopravy a dráh letu a výkonových a hlukových vlastností budúceho lietadla.

Obrázok 2.7.a

Postup vytvárania izofón

Bez ohľadu na zdroj letových údajov, každý osobitný pohyb lietadla, prílet alebo odlet, sa definuje z hľadiska geometrie dráhy jeho letu a emisií hluku z lietadla letiaceho po tejto dráhe (pohyby, ktoré sú z hľadiska hluku a dráhy letu v podstate rovnaké, sa zahrnú jednoduchým vynásobením). Emisie hluku závisia od charakteristík lietadla – hlavne od výkonu jeho motorov. V rámci odporúčanej metodiky sa dráha letu rozdelí do segmentov. Oddiely 2.7.3 až 2.7.6 obsahujú opis prvkov metodiky a vysvetlenie princípu segmentácie, na ktorých je založená; t. j., že zaznamenaná hladina hlukovej udalosti je súčtom príspevkov všetkých „hlukovo významných“ segmentov dráhy letu, z ktorých každý sa môže vypočítať nezávisle od ostatných. Oddiely 2.7.3 až 2.7.6 obsahujú aj požiadavky na vstupné údaje na vytvorenie súboru izofón. Podrobné špecifikácie potrebných prevádzkových údajov sú uvedené v dodatku A.

Spôsob, ako sa vypočítajú segmenty dráhy letu z vopred spracovaných vstupných údajov je opísaný v oddieloch 2.7.7 až 2.7.13. Zahŕňa to použitie analýzy letovej výkonnosti lietadla, pre ktorú sú rovnice uvedené v dodatku B. Dráhy letu sa od seba významne odlišujú – lietadlá letiace po akejkoľvek trase sú rozptýlené vo variáciách dráhy v dôsledku vplyvu rôznych atmosférických podmienok, rôznych hmotností lietadiel a prevádzkových postupov, obmedzení riadenia letovej prevádzky atď. Zohľadňuje sa to štatistickým opisom každej dráhy letu – ako centrálnej alebo „hlavnej“ dráhy, ktorá je obklopená súborom dráh rozptýlených okolo nej. Aj toto sa vysvetľuje v oddieloch 2.7.7 až 2.7.13 s odkazom na ďalšie informácie v dodatku C.

V oddieloch 2.7.14 až 2.7.19 sú uvedené kroky, ktoré sa majú dodržať pri výpočte hladiny hluku jednej samostatnej udalosti – hluk, ktorý vzniká v určitom bode na zemi pri jednom pohybe lietadla. Dodatok D sa zaoberá prepočítaním údajov NPD na nereferenčné podmienky. V dodatku E sa vysvetľuje akustický dipól použitý v modeli na definíciu akustického vyžarovania segmentov dráhy letu s konečnou dĺžkou.

Použitie modelovania vzťahov opísaných v kapitolách 3 a 4 si okrem príslušných dráh letu vyžaduje aj primerané údaje o hluku a výkonnosti predmetného lietadla.

Základným výpočtom je určenie hladiny udalosti pre jeden pohyb lietadla v jednom bode pozorovania. Musí sa opakovať pre všetky pohyby lietadiel na každom z predpísaného súboru bodov pokrývajúceho očakávaný rozsah požadovaných izofón. Hladiny udalostí na každom mieste sa nejakým spôsobom sčítajú alebo spriemerujú, aby sa dospelo ku „kumulatívnej hladine“ alebo hodnote indexu hluku. Táto časť postupu je opísaná v oddieloch 2.7.20 a 2.7.23 až 2.7.25.

Oddiely 2.7.26 až 2.7.28 obsahujú súhrn možností a požiadavku na začlenenie izofón do súborov hodnôt indexov hluku. Sú v nich uvedené usmernenia o vytváraní izofón a ich ďalšom spracovaní.

2.7.3.    Koncepcia segmentácie

Databáza obsahuje pre každé konkrétne lietadlo východiskové vzťahy hluk-výkon-vzdialenosť (noise-power-distance, NPD). Tieto vzťahy definujú prijaté hladiny zvukových udalostí, tak maximálne, ako aj časovo integrované, priamo pod lietadlom ( 5 ) ako funkcie vzdialenosti pre konštantný priamy let referenčnou rýchlosťou v stanovených referenčných atmosférických podmienkach a so stanovenou konfiguráciou letu. Na účely modelovania hluku predstavuje rozhodujúcu hnaciu silu parameter výkonu súvisiaci s hlukom; spravidla sa používa parameter korigovaný čistý ťah. Východiskové hladiny udalostí určené na základe databázy sú upravené tak, aby zohľadňovali, po prvé, rozdiely medzi skutočnými (t. j. modelovanými) a referenčnými atmosférickými podmienkami a (v prípade hladín zvukovej expozície) rýchlosť lietadla a, po druhé, pre body príjmu, ktoré sa nenachádzajú priamo pod lietadlom, rozdiely medzi hlukom vysielaným smerom nadol a laterálne. Druhý rozdiel je spôsobený bočnou smerovosťou (vplyvy inštalácie motora) a laterálnym útlmom. Avšak takto upravené hladiny udalostí sa aj tak uplatňujú iba na celkový hluk z lietadla počas letu v konštantnej výške.

Segmentácia je postup, prostredníctvom ktorého sa v rámci odporúčaného modelu izofóny upravujú údaje NPD a laterálne údaje týkajúce sa nekonečnej dráhy na účely výpočtu hluku dosahujúceho k prijímaču z nerovnomernej dráhy letu, t. j. takej dráhy letu, na ktorej existujú rozdielne konfigurácie letu lietadla. Na účely výpočtu hladiny zvukovej udalosti pohybu lietadla predstavuje dráhu letu súbor priľahlých lineárnych segmentov, z ktorých každý možno považovať za konečný úsek nekonečnej dráhy letu, pre ktorú sú známe úpravy NPD a laterálne úpravy. Maximálna hladina udalosti je jednoducho najvyššia z hodnôt jednotlivých segmentov. Časovo integrovaná hladina celej hlukovej udalosti sa vypočíta sčítaním hluku prijatého z dostatočného počtu segmentov, t. j. segmentov, ktoré značne prispievajú k celkovej hlukovej udalosti.

Metóda na odhad množstva hluku jedného konečného segmentu, ktorý prispieva k integrovanej hladine udalosti, je čisto empirická. Energetický podiel F – hluk segmentu vyjadrený ako podiel celkového hluku nekonečnej dráhy letu – je opísaný relatívne jednoduchým vyjadrením, ktorý zohľadňuje pozdĺžnu smerovosť hluku lietadla a „pohľad“ na segment z bodu príjmu. Jedným z dôvodov, prečo je jednoduchá empirická metóda vo všeobecnosti dostatočná, je fakt, že väčšina hluku pochádza z najbližšieho, zvyčajne susedného, segmentu – ktorého najbližší bod priblíženia (closest point of approach, CPA) k prijímaču sa nachádza vo vnútri segmentu (nie na jednom z jeho koncov). To znamená, že odhady hluku z nesusedných segmentov môžu byť v dôsledku vzďaľovania sa od prijímača v čoraz väčšej miere približné, bez toho, aby značne ohrozili presnosť.

2.7.4.    Dráhy letu: Priemety dráhy a profily

V súvislosti s modelovaním je dráha letu (alebo trajektória) úplný opis pohybu lietadla v priestore a čase ( 6 ). Spolu s propulzívnym ťahom (alebo iným parametrom výkonu týkajúcim sa hluku) ide o informáciu potrebnú na výpočet vzniknutého hluk. Priemet dráhy na zemský povrch je vertikálna projekcia dráhy letu na rovný terén. Na účely zostavenia trojrozmernej dráhy letu sa kombinuje s vertikálnym profilom letu. Modelovanie pomocou segmentácie si vyžaduje, aby bola dráha letu každého jednotlivého pohybu lietadla opísaná viacerými priľahlými priamymi segmentmi. Spôsob, akým sa uskutoční segmentácia, je určený potrebou dosiahnuť súlad medzi presnosťou a efektívnosťou – je potrebné, aby sa dosiahla dostatočná podobnosť so skutočnou zakrivenou dráhou letu a súčasne sa minimalizovalo zaťaženie výpočtami a požiadavky na údaje. Každý segment musí byť definovaný geometrickými súradnicami koncových bodov a pridruženými parametrami rýchlosti a výkonu motorov lietadla (od ktorých závisí emisia zvuku). Dráhy letu a výkon motora sa môžu určiť rôznymi spôsobmi, pričom medzi hlavné patria a) syntéza viacerých procedurálnych krokov a b) analýza nameraných údajov týkajúcich sa profilu letu.

Syntéza dráhy letu a) si vyžaduje poznanie (alebo predpoklady) dráhy na zemský povrch a laterálneho rozptýlenia ich variácií, hmotnosti lietadiel, rýchlosti, postupov týkajúcich sa klapiek a riadenia ťahu, nadmorskej výšky letiska a teploty vetra a teploty vzduchu. Rovnice na výpočet profilu letu z požadovaných propulzných a aerodynamických parametrov sa uvádzajú v dodatku B. Každá rovnica obsahuje koeficienty (a/alebo konštanty), ktoré vychádzajú z empirických údajov pre každý konkrétny typ lietadla. Rovnice pre aerodynamiku a výkonnosť v dodatku B umožňujú zohľadniť každú logickú kombináciu operačnej hmotnosti lietadla a letového postupu vrátane operácií pri rôznych celkových vzletových hmotnostiach.

Analýza nameraných údajov b), napr. zo zapisovačov letových údajov, radaru alebo iného zariadenia na monitorovanie lietadiel, zahŕňa „reverzné inžinierstvo“, vlastne obrátenú syntézu a). Namiesto odhadovania stavu lietadla a pohonnej jednotky na koncoch letových segmentov pomocou integrácie vplyvov ťahu a aerodynamických síl pôsobiacich na trup lietadla sa tieto sily odhadujú prostredníctvom diferenciácie zmien výšky a rýchlosti trupu lietadla. Postupy na spracovanie informácií týkajúcich sa dráhy letu sú opísané v oddiele 2.7.12.

Pri konečnom modelovaní hluku by mohol byť každý jednotlivý let teoreticky zastúpený nezávisle; zaručilo by sa tým presné vyjadrenie priestorového rozptylu dráh letu, čo môže mať veľký význam. No z dôvodu udržania prípravy údajov a času stráveného pri počítači v rozumných medziach je bežnou praxou vyjadriť variácie dráh letu nízkym počtom laterálne posunutých „čiastkových tratí“. (Vertikálny rozptyl je zvyčajne dostatočne vyjadrený zohľadnením účinkov meniacich sa hmotností lietadiel na vertikálne profily.)

2.7.5.    Hluk a výkonnosť lietadla

Databáza ANP uvedená v dodatku I sa vzťahuje na väčšinu existujúcich typov lietadiel. V prípade typov alebo variantov lietadiel, ktoré sa v súčasnosti neuvádzajú, sa môžu použiť údaje týkajúce sa iných, zvyčajne podobných lietadiel, ktoré sú uvedené.

Databáza ANP obsahuje vopred stanovené „procedurálne kroky“ s cieľom umožniť vytvorenie profilov letu aspoň pre jeden spoločný postup na zníženie hluku pri odlete. Novšie záznamy v databáze sa vzťahujú na dva rôzne postupy odletu na obmedzenie hluku.

2.7.6.    Prevádzka letísk a lietadiel

Údaje týkajúce sa jednotlivých prípadov, z ktorých sa vypočítajú izofóny konkrétneho letiskového scenára, zahŕňajú:

Všeobecné údaje o letisku

Údaje o vzletovej a pristávacej dráhe

Pre každú vzletovú a pristávaciu dráhu:

Údaje o priemete dráhy na zemský povrch

Priemety dráh lietadiel na zemský povrch opisuje súbor súradníc v (horizontálnej) rovine zeme. Zdroj údajov o priemete dráhy na zemský povrch závisí od toho, či sú k dispozícii príslušné radarové údaje. Ak sú, štatistickou analýzou údajov sa stanoví spoľahlivý priemet strednej dráhy na zemský povrch a vhodné pridružené (rozptýlené) priemety čiastkových dráh na zemský povrch. Ak nie sú, priemet strednej dráhy na zemský povrch sa zvyčajne zostaví z príslušných pracovno-technických informácií, napr. použitím postupov štandardného odletu podľa prístrojov z leteckých informačných publikácií. Tento konvenčný opis zahŕňa tieto informácie:

Minimálne tieto informácie sú potrebné na vymedzenie priemetu (strednej) dráhy na zemský povrch. Priemerné hladiny hluku vypočítané na základe predpokladu, že lietadlá letia presne po nominálnych trasách, však môžu vykazovať lokalizované chyby v rozsahu viacerých decibelov. Preto sa musí zohľadniť bočný rozptyl, k čomu sú nevyhnutné nasledujúce dodatočné informácie:

Údaje o letovej prevádzke

Údajmi o letovej prevádzke sú:

Väčšina deskriptorov hluku si vyžaduje, aby boli udalosti (t. j. pohyby lietadiel) definované ako priemerné denné hodnoty počas stanoveného obdobia dňa (napr. dňa, večera a noci) – pozri oddiely 2.7.23 až 2.7.25.

Topografické údaje

Terén v okolí väčšiny letísk je relatívne rovný. Neplatí to však vždy a niekedy môže byť potrebné zohľadniť odchýlky výšky terénu oproti referenčnej výške letiska. Účinok výšky terénu môže byť osobitne dôležitý v blízkosti približovacích dráh, keď lietadlo letí relatívne nízkych nadmorských výškach.

Údaje o výške terénu sa zvyčajne poskytujú ako súbor súradníc (x, y, z) pravouhlej mriežky s určitou veľkosťou ôk. Ale parametre mriežky výškových súradníc budú pravdepodobne odlišné od parametrov mriežky použitej na výpočet hluku. V takom prípade sa na odhad príslušných súradníc „z“ tejto mriežky môže použiť lineárna interpolácia.

Komplexná analýza účinkov výrazne nerovného terénu na šírenie zvuku je zložitá a presahuje rámec tejto metódy. Mierna nerovnosť sa môže zohľadniť predpokladom „pseudorovného“ terénu, t. j. jednoduchým zvýšením alebo znížením vodorovného terénu na miestnu výšku terénu (vo vzťahu k referenčnej rovine zeme) v každom bode príjmu (pozri oddiel 2.7.4).

Referenčné podmienky

Medzinárodné údaje o hluku a výkonnosti lietadiel (aircraft noise and performance, ANP) sa normalizujú na štandardné referenčné podmienky, ktoré sa vo veľkej miere používajú v štúdiách o hluku letísk (pozri dodatok D).

1.	Atmosférický tlak : 101,325 kPa (1 013,25 mb)

2.	Atmosférická absorpcia : Miery útlmu zvuku uvedené v tabuľke D-1 v dodatku D

3.	Zrážky : Žiadne

4.	Rýchlosť vetra : Nižšia ako 8 m/s (15 uzlov)

5.	Traťová rýchlosť : 160 uzlov

6.	Miestny terén : Rovný, mäkký terén bez veľkých stavieb alebo iných odrazivých objektov vo vzdialenosti niekoľkých kilometrov od priemetov dráh lietadla na zemský povrch.

Štandardizované merania zvuku lietadiel sa vykonávajú 1,2 m nad zemským povrchom. Toto však nie je potrebné osobitne zohľadňovať, keďže na účely modelovania možno predpokladať, že hladiny hlukových udalostí sú relatívne necitlivé na výšku prijímača ( 8 ).

Z porovnaní odhadovanej a nameranej hladiny hluku letiska vyplýva, že údaje NPD možno pokladať za uplatniteľné, keď sú priemerné podmienky blízko povrchu v tomto rozsahu:

Tento rozsah by mal zahŕňať podmienky na väčšine hlavných svetových letísk. V dodatku D je uvedená metóda konverzie údajov NPD na priemerné miestne podmienky, ktoré sú mimo tohto rozsahu, no vo výnimočných prípadoch sa odporúča konzultovať s príslušným výrobcom letúna.

1.	Výška vzletovej a pristávacej dráhy : Stredná hladina mora

2.	Teplota vzduchu : 15 °C

3.	Celková vzletová hmotnosť : Definovaná ako funkcia dĺžky úseku v databáze ANP

4.	Celková hmotnosť pri pristávaní : 90 % maximálnej celkovej hmotnosti pri pristávaní

5.	Motory zabezpečujúce ťah : Všetky

Hoci údaje ANP o aerodynamike a motore vychádzajú z týchto podmienok, môžu sa používať ako tabuľkové údaje pre nereferenčné výšky vzletovej a pristávacej dráhy a priemerné teploty vzduchu v štátoch ECAC bez toho, aby sa to výrazným spôsobom dotklo presnosti vypočítaných izofón priemernej hladiny kumulovaného zvuku. (pozri dodatok B)

V databáze ANP sa v tabuľkách nachádzajú údaje o aerodynamike pre celkové hmotnosti pri vzlete a pristávaní uvedené v bodoch 3 a 4, zhrnuté do tabuľky. Hoci sa na výpočty kumulovaného hluku nemusia samotné údaje o aerodynamike upravovať pre iné celkové hmotnosti, výpočet vzletových a vzostupných profilov letu, s použitím postupov opísaných v dodatku B, vychádza z príslušných celkových prevádzkových vzletových hmotností.

2.7.7.    Opis dráhy letu

Pri modelovaní hluku je potrebné, aby bol každý jednotlivý pohyb lietadla opísaný jeho trojrozmernou dráhou letu a zmenami výkonu motora a rýchlosťou v jeho priebehu. Jeden modelovaný pohyb lietadla spravidla predstavuje podmnožinu celkovej prevádzky letiska, napr. množstvo (predpokladaných) identických pohybov toho istého typu lietadla, identickej hmotnosti a identického prevádzkového postupu na jednom priemete dráhy na zemský povrch. Tento priemet dráhy môže byť jednou z viacerých rozptýlených „čiastkových dráh“ používaných na modelovanie toho, čo je v skutočnosti variáciami dráhy letu pozdĺž jednej určenej trasy. Priemety dráh rozptýlených pozdĺž priemetu strednej dráhy na zemský povrch, vertikálne profily a prevádzkové parametre lietadla sú všetky určené vstupnými údajmi scenára spolu s údajmi o lietadle z databázy ANP.

Údaje o vzťahoch hluk-výkon-vzdialenosť (v databáze ANP) definujú hluk z lietadla, ktoré letí po ideálnych horizontálnych dráhach letu nekonečnej dĺžky konštantnou rýchlosťou a s konštantným výkonom. Na prispôsobenie týchto údajov pre lety v oblasti terminálu, ktoré sú charakterizované častými zmenami výkonu a rýchlosti, je každá dráha rozdelená na konečné lineárne segmenty. Hlukové príspevky každého z týchto segmentov sa následne sčítajú v mieste pozorovateľa.

2.7.8.    Vzťahy medzi dráhou a konfiguráciou letu

Trojrozmerná dráha letu v rámci pohybu lietadla určuje geometrické aspekty akustického vyžarovania a šírenia zvuku medzi lietadlom a pozorovateľom. Celá dráha letu sa pri konkrétnej hmotnosti lietadla a v konkrétnych atmosférických podmienkach riadi sekvenciou zmien výkonu, klapiek a letovej polohy, ktoré uplatňuje pilot (alebo automatický systém riadenia letu) s cieľom dodržať trasy a udržať výšky a rýchlosti stanovené riadením letovej prevádzky (ATC) – v súlade so štandardnými prevádzkovými postupmi prevádzkovateľa lietadla. Týmito pokynmi a činnosťami sa dráha letu rozdeľuje na rôzne fázy, ktoré tvoria prirodzené segmenty. V horizontálnej rovine zahŕňajú priame úseky, stanovené ako vzdialenosť k najbližšiemu otáčaniu a otáčaniam definovaným ich polomerom a zmenou kurzu. Vo vertikálnej rovine sú segmenty definované časom a/alebo vzdialenosťou prekonanou na dosiahnutie požadovaných zmien doprednej rýchlosti trate a/alebo výšky v rámci predpísaného výkonu a nastavenia klapiek. Príslušné vertikálne súradnice sa často uvádzajú ako profilové body.

Na účely modelovania hluku sa informácie o dráhe letu získajú buď syntézou zo súboru procedurálnych krokov (t. j. ktoré vykonáva pilot), alebo analýzou radarových údajov – fyzických meraní skutočne preletených dráh letu. Bez ohľadu na metódu, ktorá sa použije, horizontálne a vertikálne tvary dráhy letu sa zredukujú na segmentované formy. Jej horizontálny tvaru (t. j. jej dvojrozmerná projekcia na zemský povrch) je priemet dráhy na zemský povrch, ktorý je definovaný trasami príletov a odletov. Jej vertikálny tvar, určený profilovými bodmi, a súvisiacimi letovými parametrami – rýchlosť, uhol priečneho náklonu a nastavenie výkonu – spolu definujú profil letu, ktorý závisí od letového postupu, ktorý je zvyčajne predpísaný výrobcom a/alebo prevádzkovateľom lietadla. Dráha letu sa získa zlúčením dvojrozmerného profilu letu s dvojrozmerným priemetom dráhy na zemský povrch s cieľom vytvoriť sekvenciu trojrozmerných segmentov dráhy letu.

Treba však pamätať na to, že pre daný súbor procedurálnych krokov je profil závislý od priemetu dráhy na zemský povrch; napr. pri rovnakom ťahu a rýchlosti je rýchlosť stúpania lietadla pri otáčaní nižšia než počas priameho letu. Hoci toto usmernenie vysvetľuje, ako sa má táto závislosť zohľadniť, treba si uvedomiť, že v bežnom živote by to znamenalo veľmi rozsiahle náklady na výpočet a používatelia by mohli uprednostniť predpoklad, že na účely modelovania hluku sa profil letu a priemet dráhy na zemský povrch môžu považovať za nezávislé veličiny; t. j. že profil stúpania neovplyvňuje žiadne otáčanie. Je však dôležité určiť zmeny uhla priečneho náklonu, ktoré si vyžadujú otáčania, keďže to má významný vplyv na smerovosť emisie zvuku.

Hluk prijatý zo segmentu dráhy letu závisí od geometrie segmentu vo vzťahu k pozorovateľovi a od konfigurácie letu lietadla. Tieto dva aspekty sú však vzájomne previazané – zmena jedného spôsobí zmenu druhého a je potrebné zabezpečiť, aby bola konfigurácia lietadla na všetkých bodoch dráhy v zhode s jeho pohybom pozdĺž dráhy.

Pri syntéze dráhy letu, t. j. pri vytváraní dráhy letu zo súboru „procedurálnych krokov“, ktoré opisujú pilotom zvolený výkonu motora, uhol klapiek a zrýchlenie/vertikálnu rýchlosť, sa musí vypočítať pohyb. Pri analýze dráhy letu platí opak: nastavenia výkonu motora sa musia odhadnúť zo zaznamenaného pohybu letúna – určeného z radarových údajov, alebo niekedy, pri osobitných štúdiách, z údajov zo zapisovača letu lietadla (hoci v tomto prípade je výkon motora zvyčajne súčasťou týchto údajov). V každom prípade musia byť súradnice a letové parametre na všetkých koncových bodoch segmentov zadané do výpočtu hluku.

V dodatku B sa uvádzajú rovnice týkajúce sa síl pôsobiacich na lietadlo a jeho pohyb a vysvetľuje sa, ako možno s ich pomocou definovať vlastnosti segmentov, ktoré tvoria dráhy letov. Týmito rôznymi druhmi segmentov (a oddiely dodatku B, ktoré sa nimi zaoberajú) sú rozjazd pri vzlete (B5), stúpanie konštantnou rýchlosťou (B6), zníženie výkonu (B7), zrýchlené stúpanie a zatiahnutie klapiek (B8), zrýchlené stúpanie po zatiahnutí klapiek (B9), zostup a spomaľovanie (B10) a konečné priblíženie (B11).

Praktické modelovanie nevyhnutne zahŕňa rôzne stupne zjednodušenia –potreba takéhoto zjednodušenia závisí od charakteru aplikácie, závažnosti výsledkov a dostupných zdrojov. Všeobecným predpokladom zjednodušenia aj v najkomplikovanejších aplikáciách je, že pri zohľadňovaní rozptylu dráhy letu sa profily letu a konfigurácie letu na všetkých čiastkových dráh zhodujú s profilmi a konfiguráciami na priemete strednej dráhy na zemský povrch. Keďže sa má použiť aspoň 6 čiastkových dráh (pozri oddiel 2.7.11), veľmi výrazne sa tým znižuje množstvo výpočtov za cenu veľmi malého zníženia vernosti.

2.7.9.    Zdroje údajov o dráhe letu

Radarové údaje

Hoci zapisovače údajov o lete lietadla môžu poskytnúť vysoko kvalitné údaje, je ťažké získať ich na účely modelovania hluku a za najjednoduchšie dostupný zdroj informácií o skutočných dráhach letov na letiskách sa budú považovať radarové údaje ( 9 ). Keďže sú zvyčajne k dispozícii zo systémov monitorovania hluku letiska a dráhy letu, v súčasnosti sa čoraz častejšie používajú na účely modelovania hluku.

Sekundárny prehľadový radar ukazuje dráhu letu lietadla ako sekvenciu polohových súradníc v intervaloch rovnajúcich sa dobe rotácie radarového skenera, spravidla približne 4 sekundy. Poloha lietadla nad zemou sa určuje polárnymi súradnicami – pásmom a azimutom – z odrazenej radarovej ozvy (hoci ich monitorovací systém zvyčajne mení na karteziánske súradnice). Výška lietadla ( 10 ) sa meria jeho vlastným výškomerom a prostredníctvom radarom aktivovaného odpovedača sa vysiela do ATC počítača. Chyby pri určovaní polohy v dôsledku rádiového rušenia a nízkeho dátového rozlíšenia, ktorým sa nedá vyhnúť, sú významné (hoci nemajú žiaden následok na určené účely riadenia letovej prevádzky). Ak je teda potrebná dráha letu konkrétneho pohybu lietadla, je nevyhnutné, aby sa údaje upravili použitím primeranej techniky prispôsobenia krivky. Zvyčajnou požiadavkou na účely modelovania hluku je štatistický opis variácií dráh letu pozdĺž priemetu strednej dráhy na zemský povrch, napr. pre všetky pohyby na trase alebo iba pre pohyby konkrétneho typu lietadla. V tomto prípade je možné znížiť chyby pri meraní spojené s príslušnými štatistikami na bezvýznamnú úroveň prostredníctvom postupov priemerovania.

Procedurálne kroky

V mnohých prípadoch nie je možné modelovať dráhy letu na základe radarových údajov, pretože nie sú k dispozícii potrebné zdroje, alebo preto, že k takémuto vývoju ešte nedošlo a neexistujú preň žiadne relevantné radarové údaje.

Ak radarové údaje neexistujú, alebo ak je ich použitie nevhodné, je potrebné odhadnúť dráhy letu na základe operačných usmernení, napr. pokynov letovým posádkam uvedených v AIP a prevádzkových príručkách lietadiel – v tomto dokumente uvedené ako procedurálne kroky. Odporúčania týkajúce sa výkladu uvedených dokumentov podávajú orgány riadenia letovej prevádzky a v prípade potreby prevádzkovatelia lietadiel.

2.7.10.    Súradnicové systémy

Miestny súradnicový systém

V prípade miestneho súradnicového systému (x, y, z) ide o karteziánsky systém a jeho začiatok (0, 0, 0) je vo vzťažnom bode letiska (XARP, YARP, ZARP ), kde ZARP je referenčná nadmorská výška letiska a z = 0 definuje nominálnu rovinu zeme, na ktorej sa zvyčajne vypočítavajú izofóny. Kurz lietadla ξ v rovine xy sa meria v smere hodinových ručičiek od magnetického severu (pozri obrázok 2.7.b). Všetky pozorovateľské miesta, základná výpočtová mriežka a izofónové body sú vyjadrené v miestnych súradniciach ( 11 ).

Pevný súradnicový systém priemetu dráhy na zemský povrch

Táto súradnica je špecifická pre každý priemet dráhy na zemský povrch a predstavuje vzdialenosť s nameranú na dráhe v smere letu. Pokiaľ ide o odletovú trať, meria sa od začiatku rozjazdu, a čo sa týka približovacích tratí, od prahu pristávacej dráhy. Hodnota s sa teda stáva zápornou v oblastiach:

Letové prevádzkové parametre, ako je výška, rýchlosť a nastavenie výkonu sú vyjadrené ako funkcie s.

Súradnicový systém lietadla

Pevný súradnicový systém lietadla stanovený karteziánskymi súradnicami (x′, y′, z′) je odvodený od skutočnej polohy lietadla. Systém osí je definovaný uhlom stúpania γ, smerom letu ξ a uhlom priečneho náklonu ε (pozri obrázok 2.7.c).

Zohľadnenie topografie

V prípadoch, keď sa má zohľadniť topografia (pozri oddiel 2.7.6), súradnica výšky lietadla z sa pri odhadovaní vzdialenosti šírenia d musí nahradiť rovnicou z′ = z – zo (kde zo je súradnica z pozorovateľského miesta O. Geometria medzi lietadlom a pozorovateľom je znázornená na obrázku 2.7.d. Definície d a ℓ sa nachádzajú v oddieloch 2.7.14 až 2.7.19 ( 12 ).

2.7.11.    Priemety dráh na zemský povrch

Priemety stredných dráh na zemský povrch

Priemet strednej dráhy na zemský povrch definuje stred variácií dráhy letu pozdĺž nej, po ktorých sa pohybujú lietadlá na konkrétnej trase. Na účely modelovania hluku lietadla je definovaný buď i) prostredníctvom predpisových prevádzkových údajov, ako sú pokyny pilotom v AIP, alebo ii) na základe štatistickej analýzy radarových údajov, ako sa uvádza v oddiele 2.7.9, ak sú k dispozícii a sú vhodné z hľadiska potrieb modelovacej štúdie. Zostavenie trate z prevádzkových pokynov je zvyčajne celkom jednoduché, keďže tieto pokyny predpisujú sekvenciu úsekov, ktoré sú buď priame, definované dĺžkou a kurzom, alebo ako oblúky kružnice definované mierou otáčania a zmenou kurzu; pre ilustráciu pozri obrázok 2.7.e na ilustráciu.

Zosúladenie priemetu strednej dráhy na zemský povrch s radarovými údajmi je oveľa zložitejšie po prvé preto, že skutočné otáčania sa vykonávajú v rôznej rýchlosti a po druhé preto, že jeho línia je zakrytá za množstvom údajov. Ako už bolo vysvetlené, formalizované postupy ešte neboli vypracované a v praxi je bežné prispôsobovať segmenty, priame alebo zakrivené, priemerným polohám vypočítanými z priesečníkov radarových tratí v intervaloch na trase. V budúcnosti budú pravdepodobne vyvinuté počítačové algoritmy na vykonávanie tejto úlohy, no v súčasnosti rozhoduje o najlepšom možnom využití dostupných údajov tvorca modelu. Dôležitým faktorom je, že rýchlosť a polomer otáčania lietadla určujú uhol priečneho náklonu a, ako je uvedené v oddiele 2.7.19, hluk na zemi je určený nesymetrickým akustickým vyžarovaním v okolí dráhy letu, ako aj polohou samotnej dráhy letu.

Teoreticky by si plynulý prechod z priameho smeru letu na otáčanie so stanoveným polomerom vyžadoval okamžité uplatnenie uhla priečneho náklonu ε, čo je fyzicky nemožné. V skutočnosti to trvá určitý čas, než sa dosiahne hodnota uhla priečneho náklonu potrebná a udržanie stanovenej rýchlosti a polomeru otáčania r. Na účely modelovania sa prechod do polomeru môže ignorovať a môže sa predpokladať, že uhol priečneho náklonu sa neustále zvyšuje z nuly (alebo inej počiatočnej hodnoty) na ε na začiatku otáčania a na ďalšiu hodnotu ε na konci otáčania ( 13 ).

Ak je to možné, definície laterálneho rozptylu a reprezentatívnych podtratí sa musia zakladať na príslušných doterajších skúsenostiach zo skúmaného letiska; zvyčajne prostredníctvom analýzy vzoriek radarových údajov. Prvým krokom je usporiadať údaje do skupín podľa jednotlivých trás. Odletové priemety dráh charakterizuje výrazný laterálny rozptyl, ktorý sa musí zohľadniť pri presnom modelovaní. Príletové trasy zvyčajne splývajú do veľmi úzkeho pásu okolo dráhy konečného priblíženia a zvyčajne postačuje zobraziť všetky prílety jedným priemetom dráhy. Ak sú však dráhy priblíženia rozptýlené v oblasti izofón široké, môže byť potrebné zobraziť ich prostredníctvom čiastkových dráh, tak ako v prípade odletových trás.

Je bežnou praxou zaobchádzať s údajmi týkajúcimi sa jednej trasy ako so vzorkou celej množiny trás, t. j. aby boli zobrazené ako jeden priemet strednej dráhy na zemský povrch a jeden súbor čiastkových dráh rozptýlených okolo nej. Ak však z kontroly vyplýva, že sa údaje týkajúce sa jednotlivých kategórií lietadiel alebo prevádzky podstatne odlišujú (napr. veľké a malé lietadlá by mali mať výrazne odlišný polomer otáčania), môže byť potrebné ďalšie rozdelenie údajov podľa jednotlivých rozptýlení tratí. Pre každé rozptýlenie trate sa laterálny rozptyl určuje ako funkcia vzdialenosti od začiatku; pohyby sa potom na základe distribučnej štatistiky rozdelia medzi priemet strednej dráhy na zemský povrch a vhodný počet rozptýlených čiastkových dráh.

Keďže spravidla je nerozumné neprihliadať na účinky rozptylu dráh, musí sa v prípade, keď namerané údaje týkajúce sa variácií rozptylu dráh nie sú k dispozícii, prostredníctvom konvenčnej distribučnej funkcie definovať nominálny laterálny rozptyl naprieč a kolmo na priemet strednej dráhy na zemský povrch. Vypočítané hodnoty indexov hluku nie sú mimoriadne citlivé na presný tvar laterálnej distribúcie: normálna (Gaussova) distribúcia poskytuje primeraný opis mnohých rozptylov trate nameraných radarom.

Spravidla sa používa 7-bodová diskrétna aproximácia (t. j. laterálny rozptyl predstavuje 6 čiastkových dráh rovnomerne rozmiestnených okolo priemetu strednej dráhy na zemský povrch). Rozmiestnenie čiastkových dráh závisí od štandardnej odchýlky funkcie laterálneho rozptylu.

V prípade priemetov dráh s normálnou distribúciou so štandardnou odchýlkou S sa 98,8 % tratí nachádza v koridore s hranicami nachádzajúcimi sa v rozmedzí ± 2,5 · S. V tabuľke 2.7.a je uvedené rozmiestnenie šiestich čiastkových dráh a percentuálny podiel na celkových pohyboch pridelený každej z nich. V dodatku C sú uvedené hodnoty pre iný počet čiastkových dráh.

Štandardná odchýlka S je funkcia súradnice s pozdĺž priemetu strednej dráhy na zemský povrch. Môže sa stanoviť – spolu s opisom priemetu strednej dráhy na zemský povrch – v tabuľke údajov o letovej trati uvedenej v dodatku A3. Ak nie sú k dispozícii ukazovatele štandardnej odchýlky – napr. z radarových údajov opisujúcich porovnateľné letové dráhy – sa odporúčajú tieto hodnoty:

Z praktických dôvodov sa predpokladá, že S(s) sa rovná nule medzi začiatkom pohybu lietadla okolo pozdĺžnej osi a s = 2 700 m alebo s = 3 300  m v závislosti od veľkosti otáčania. S trasami, ktoré zahŕňajú viac ako jedno otáčanie, sa musí zaobchádzať v súlade s rovnicou (2.7.2). Pokiaľ ide o prílety, možno do 6 000 m pred dotykom laterálne rozptýlenie zanedbať.

2.7.12.    Profily letu

Profil letu je opis pohybu lietadla vo vertikálnej rovine nad priemetom dráhy na zemský povrch z hľadiska jeho pozície, rýchlosti, uhla priečneho náklonu a nastavenia výkonu motora. Jednou z najdôležitejších úloh, ktorú musí používateľ modelu zvládnuť, je definovať profily letu, ktoré adekvátne spĺňajú požiadavky modelovania – efektívne, bez spotreby neprimerane dlhého času a zdrojov. Prirodzene, na dosiahnutie vysokej presnosti, musia profily čo najpresnejšie odrážať prevádzky lietadiel, pre ktoré sú určené. Vyžaduje si to spoľahlivé informácie o atmosférických podmienkach, typoch alebo variantoch lietadiel, prevádzkových hmotnostiach a postupoch – odchýlkach nastavenia ťahu a nastavenia klapiek a kompenzáciou medzi zmenami výšky a rýchlosti – všetky náležite spriemerované za požadované časové obdobie(-ia). Často takéto podrobné informácie nie sú dostupné, ale to nemusí byť nevyhnutne prekážkou; aj keď sú tieto informácie dostupné, tvorca modelu musí uvažovať nad tým, ako vyváži presnosť a podrobnosť vstupných informácií s potrebami izofónových výstupov a ich využitím.

Syntéza letových profilov z „procedurálnych krokov“ získaných z databázy ANP alebo od prevádzkovateľov lietadiel je opísaná v oddiele 2.7.13 a dodatku B. Uvedený postup, ktorý je zvyčajne jediným východiskom pre tvorcu modelu v prípade, keď nie sú k dispozícii radarové údaje, poskytuje geometriu dráhy letu, ako aj súvisiace odchýlky rýchlosti a ťahu. Bežne by sa dalo predpokladať, že všetky (podobné) lietadlá v rozptýlených dráhach, či už sú pridelené k priemetu strednej dráhy, alebo rozptýleným čiastkovým dráham, letia po profile priemetu strednej dráhy na zemský povrch.

Okrem databázy ANP, ktorá poskytuje štandardné informácie o procedurálnych krokoch, sú najlepším zdrojom spoľahlivých informácií, t. j. postupov, ktoré používajú a typických hmotností pri lete prevádzkovatelia lietadiel. Pre jednotlivé lety, je „zlatým štandardným“ zdrojom zapisovač letových údajov (FDR), z ktorého možno získať všetky príslušné informácie. Ale dokonca aj vtedy, ak sú takéto údaje k dispozícii, je predbežné spracovanie neľahkou úlohou. Preto je stanovovanie informovaných predpokladov o priemerných hmotnostiach a prevádzkových postupoch bežným riešením v praxi a je aj v súlade s potrebou úsporného modelovania.

Treba byť obozretný pred prijatím štandardných procedurálnych krokov uvedených databáze ANP (čo sa zvyčajne predpokladá, keď skutočné postupy nie sú známe). Ide o štandardizované postupy, ktoré sa široko uplatňujú, no ktoré môžu alebo nemusia prevádzkovatelia v konkrétnych prípadoch používať. Dôležitým faktorom je definícia ťahu motora pri vzlete (a niekedy stúpaní), ktorý môže do určitej miery závisieť od prevládajúcich okolností. Najmä v praxi je bežné, že sa hladiny počas odletu znižujú(z dostupného maxima) s cieľom predĺžiť životnosť motora. V dodatku B sa uvádzajú usmernenia o typických postupoch; vďaka tomu sa vo všeobecnosti vytvoria realistickejšie izofóny, než pri predpoklade plného ťahu. Ak sú však napríklad vzletové a pristávacie dráhy krátke a/alebo priemerné teploty vzduchu vysoké, plný ťah je pravdepodobne realistickejším predpokladom.

Pri modelovaní skutočných scenárov sa dá dosiahnuť väčšia presnosť, ak sa tieto nominálne informácie doplnia alebo nahradia radarovými údajmi. Profily letu možno určiť z radarových údajov podobným spôsobom ako laterálne priemety strednej dráhy na zemský povrch – ale až po rozdelení premávky podľa typov a variantov lietadiel a niekedy podľa hmotnosti alebo dĺžky úseku (ale nie podľa rozptylu tratí) – s cieľom získať stredný profil výšky a rýchlosti v závislosti od prejdenej vzdialenosti od zeme. Pri následnom zlučovaní s priemetmi dráh na zemský povrch sa tento jediný profil zvyčajne pridelí priemetu strednej dráhy na zemský povrch a rovnako aj čiastkovým dráham.

Keď je známa hmotnosť lietadla, je možné vypočítať zmenu rýchlosti a propulzívneho ťahu metódou procedurálnych krokov pomocou pohybových rovníc. Predtým je užitočné predspracovať údaje tak, aby sa minimalizovali vplyvy radarových chýb, v dôsledku ktorých môžu byť odhady zrýchlenia nespoľahlivé. Prvým krokom v každom prípade je nanovo definovať profil dosadením priamych segmentov, aby zobrazovali príslušné fázy letu; pričom každý segment je primerane klasifikovaných; t. j. ako rozjazd alebo dojazd, stúpanie alebo klesanie konštantnou rýchlosťou, zníženie ťahu alebo zrýchlenie/spomalenie so zmenou alebo bez zmeny klapiek. Požadovanými vstupmi sú aj hmotnosť lietadla a atmosférický stav.

V oddiele 2.7.11 sa objasňuje, že je potrebné prijať osobitné ustanovenie s cieľom zohľadniť laterálny rozptyl dráh letu okolo priemetov nominálnych alebo hlavných trás. Pre vzorky radarových údajov je charakteristický podobný rozptyl dráh letu vo vertikálnej rovine. V praxi však nie je bežné modelovať vertikálny rozptyl ako nezávislú premennú; vzniká hlavne v dôsledku rozdielnych hmotností lietadiel a prevádzkových postupov, ktoré sa zohľadňujú pri predspracovaní vstupných údajov o prevádzke.

2.7.13.    Tvorba segmentov dráhy letu

Každá dráha letu musí byť definovaná súborom segmentových súradníc (uzlov) a letových parametrov. Na začiatku sa musia určiť súradnice segmentov priemetu dráhy na zemský povrch. Potom sa vypočíta profil letu, pričom treba pamätať na to, že pre daný súbor procedurálnych krokov závisí profil od priemetu dráhy na zemský povrch; napr. pri rovnakom ťahu a rýchlosti je rýchlosť stúpania lietadla pri otáčaní nižšia než počas priameho letu. Nakoniec sa vytvoria trojrozmerné segmenty dráhy letu zlúčením dvojrozmerného profilu letu s dvojrozmerným priemetom dráhy na zemský povrch ( 14 ).

Priemet dráhy na zemský povrch

Priemet dráhy na zemský povrch, či už priemet strednej dráhy na zemský povrch, alebo rozptýlených čiastkových dráh, je definovaný súborom súradníc (x, y) v rovine zeme (napr. z radarových informácií) alebo prostredníctvom sekvencie vektorových príkazov, ktoré opisujú priame segmenty a kruhové oblúky (otáčania v definovanom polomere r a zmenou kurzu Δξ).

Na účely modelovania segmentácie je oblúk zobrazený ako sekvencia priamych segmentov zasadených do čiastkových poloblúkov. Hoci sa neobjavia priamo v segmentoch priemetu dráhy na zemský povrch, priečny náklon lietadla počas otáčaní ovplyvňuje ich definíciu. V dodatku B 4 sa vysvetľuje, ako sa majú vypočítať uhly priečneho náklonu počas rovnomerného otáčania, ale samozrejme sa v skutočnosti neuplatňujú alebo sa okamžite odstránia. Ako zvládnuť prechody medzi priamym letom a otáčajúcim letom alebo medzi jedným otáčaním a bezprostredne nasledujúcim druhým otáčaním, nie je predpísané. Údaje, ktoré sú ponechané pre užívateľa (pozri oddiel 2.7.11), mávajú na konečné izofóny spravidla zanedbateľný vplyv; treba hlavne zabrániť prudkým prerušeniam na koncoch otáčania, čo možno dosiahnuť jednoducho napríklad začlenením krátkych prechodových segmentov, v rámci ktorých sa uhol priečneho náklonu mení lineárne so vzdialenosťou. Len v osobitnom prípade, keď by konkrétne otáčanie mohlo mať dominantný vplyv na konečné izofóny, by bolo potrebné modelovať dynamiku prechodu realistickejšie s cieľom uviesť uhol priečneho náklonu do súvislosti s konkrétnymi typmi lietadla a prijať príslušné rýchlosti zmeny priečneho náklonu. V tomto prípade stačí uviesť, že koncové čiastkové oblúky Δξtrans pri akomkoľvek otáčaní sú určené požiadavkami na zmenu uhla priečneho náklonu. Zvyšok oblúka so zmenou kurzu Δξ – 2·Δξtrans stupňov je rozdelený na nsub čiastkových oblúkov podľa rovnice:

keď int(x) je funkcia, ktorá dáva celé číslo x, potom sa zmena kurzu Δξ sub každého čiastkového oblúka sa potom vypočíta ako

kde nsub musí byť dostatočne veľké na zabezpečenie toho, aby Δξ sub ≤ 30 stupňov. Segmentácia oblúka (s výnimkou ukončujúcich prechodových čiastkových segmentov) je znázornená na obrázku 2.7.f ( 15 ).

Profil letu

Parametre opisujúce každý segment profilu letu na začiatku (index 1) a na konci (index 2) segmentu:

s1, s2

vzdialenosť pozdĺž priemetu dráhy na zemský povrch,

z1, z2

výška letúna,

V1 , V2

traťová rýchlosť,

P1 , P2

parameter výkonu súvisiaci s hlukom (zodpovedá výkonu, pre ktorý sú definované krivky NPD) a

ε 1, ε 2

uhol priečneho náklonu.

S cieľom vytvoriť profil letu profilu letu zo súboru procedurálnych krokov (syntéza dráhy letu) sa segmenty tvoria v sekvencii, aby sa dosiahli požadované podmienky v koncových bodoch. Parametre koncových bodov pre každý segment slúžia ako parametre začiatočných bodov ďalšieho segmentu. Pri každom výpočte týkajúcom sa segmentu sú známe parametre začiatku; požadované podmienky na konci sú stanovené procedurálnymi krokmi. Samotné kroky sú definované buď štandardmi ANP, alebo používateľom (napr. z letových príručiek lietadla). Koncovými podmienkami sú zvyčajne výška a rýchlosť; úlohou tvorby profilu je určiť vzdialenosť na trati, ktorú lietadlo preletí pri dosahovaní uvedených podmienok. Nedefinované parametre sa určujú pomocou výpočtov výkonnosti letu opísaných v dodatku B.

Ak je priemet dráhy na zemský povrch priamy, profilové body a súvisiace letové parametre možno určiť nezávisle od priemetu dráhy na zemský povrch (uhol priečneho náklonu je vždy nula). Priemety dráhy na zemský povrch sú však len zriedka priame; zvyčajne zahŕňajú otáčania a na dosiahnutie najlepších výsledkov sa tieto otáčania musia zohľadniť pri určovaní dvojrozmerného profilu letu, keď je potrebné rozdeliť profilové segmenty v uzlových bodoch priemetu dráhy na zemský povrch tak, aby bolo možné naniesť zmeny uhla priečneho náklonu. Dĺžka nasledujúceho segmentu je na začiatku spravidla neznáma a počíta sa predbežne s predpokladom, že uhol priečneho náklonu sa nezmenil. Ak sa potom zistí, že predbežný segment zahŕňa jeden alebo viac uzlov priemetu dráhy na zemský povrch, pričom prvý sa nachádza v s, t. j. s1 < s2 , segment sa v s ukončí a príslušné parametre sa vypočítajú interpoláciou (pozri ďalej v texte). Tieto parametre sa stávajú parametrami koncového bodu daného segmentu a parametrami začiatočného bodu nového segmentu, ktorý má stále tie isté cieľové koncové podmienky. Ak neexistuje žiaden uzlový bod, ktorý by zasahoval do priemetu dráhy na zemský povrch, potvrdí sa predbežný segment.

Ak sa majú ignorovať vplyvy otáčaní na profil letu, použije sa riešenie priameho letu, jedného segmentu, no údaj o uhle priečneho náklonu sa ponechá na neskoršie použitie.

Bez ohľadu na to, či sú vplyvy otáčania modelované v plnom rozsahu, alebo nie, každá trojrozmerná dráha letu je vytvorená zlúčením jej dvojrozmerného profilu letu a jeho dvojrozmerného priemetu dráhy na zemský povrch. Výsledkom je sekvencia súborov súradníc (x, y, z), z ktorých každá je buď uzol segmentovaného priemetu dráhy na zemský povrch, uzol profilu letu alebo oboje, pričom sú k profilovým bodom priradené zodpovedajúce hodnoty výšky z, traťovej rýchlosti V, uhla priečneho náklonu ε a výkonu motora P. V prípade bodu dráhy (x, y), ktorý leží medzi koncovými bodmi segmentu profilu letu, sa letové parametre interpolujú takto:

kde:

Upozorňujeme, že pri z a ε sa predpokladá, že sa menia lineárne so vzdialenosťou, no pri V a P sa predpokladá, že sa menia lineárne s časom [t. j. konštantné zrýchľovanie ( 16 )].

Pri zosúlaďovaní segmentov profilu letu a radarových údajov (analýza dráhy letu) sa všetky koncové vzdialenosti a výšky koncových bodov, rýchlosti a uhly priečneho náklonu určujú priamo z týchto údajov; iba nastavenia výkonu sa musia vypočítať pomocou rovníc výkonnosti. Keďže priemet dráhy na zemský povrch a súradnice profilu letu môžu byť takisto príslušne zosúladené, zvyčajne to nie je veľmi komplikované.

Segmentácia rozjazdu pri vzlete

Pri vzlete, keď lietadlo zrýchľuje medzi bodom odbrzdenia (nazývaným aj začiatok rozjazdu (start-of-roll, SOR) a bodom odpútania, sa na úseku medzi 1 500 a 2 500  m rýchlosť prudko mení z nuly na 80 až 100 m/s.

Rozjazd pri vzlete je preto rozdelený na segmenty s rôznou dĺžkou, v rámci ktorých sa rýchlosť lietadla mení o špecifický prírastok ΔV, ktorý nie je vyšší ako 10 m/s (približne 20 uzlov). Aj keď je rýchlosť lietadla počas rozjazdu pri vzlete rôzna, je na tento účel vhodný predpoklad konštantného zrýchľovania. V tomto prípade, keď ide o fázu vzletu, je V1 počiatočná rýchlosť, V2 je vzletová rýchlosť, nTO je počet vzletových segmentov a sTO je ekvivalentná vzletová vzdialenosť. Pokiaľ ide o ekvivalentnú vzletov vzdialenosť sTO (pozri dodatok B), štartovaciu rýchlosť V1 a vzletovú rýchlosť V2 , počet nTO segmentov rozjazdu pri vzlete je

a teda zmena rýchlosti pozdĺž segmentu teda je

a čas Δtpre jednotlivý segment je (predpokladá sa konštantné zrýchľovanie)

Dĺžka sTO,k segmentu k (1 ≤ k ≤ nTO) rozjazdu pri vzlete je potom:

Príklad:

V prípade vzletovej vzdialenosti sTO  = 1 600  m, V1 = 0 m/s a V2  = 75 m/s sa získa nTO  = 8 segmentov s dĺžkou v rozsahu 25 až 375 metrov (pozri obrázok 2.7.g).

Podobne ako pri zmenách rýchlosti sa ťah lietadla mení v každom segmente o konštantný prírastok ΔP, ktorý sa vypočíta ako:

kde PTO označuje ťah lietadla v bode odpútania a P init ťah lietadla na začiatku rozjazdu pri vzlete.

Cieľom použitia tohto konštantného prírastku ťahu (namiesto použitia rovnice kvadratickej rovnice 2.7.8) je zabezpečiť súlad s lineárnym vzťahom medzi ťahom a rýchlosťou v prípade lietadiel s prúdovými motormi (rovnica B-1).

Segmentácia segmentu počiatočného stúpania

Počas segmentu počiatočného stúpania sa geometria rýchlo mení, pokiaľ ide predovšetkým o pozorovateľské miesta na bočnej strane dráhy letu, pričom uhol beta sa rýchlo mení v závislosti od stúpania lietadla v rámci tohto počiatočného segmentu. Z porovnania s výpočtami týkajúcimi sa veľmi malých segmentov vyplýva, že v prípade jedného segmentu stúpania to vedie k nedostatočnej aproximácii hluku po stranách dráhy letu pre integrovanú metriku. Presnosť výpočtov sa zvýši ďalšou segmentáciou prvého segmentu odpútania. Dĺžka každého segmentu a ich počet je silne ovplyvnený laterálnym útlmom. S ohľadom na vyjadrenie celkového laterálneho útlmu lietadla s motormi upevnenými na jeho trupe je možné povedať, že na obmedzenie zmeny laterálneho útlmu o 1,5 dB na jeden čiastkový segment musí byť segment počiatočného stúpania ďalej segmentovaný na základe tohto súboru výškových hodnôt:

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

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

Uvedené výšky sa uplatňujú na základe zistenia, ktorá z uvedeného súboru výšok sa nachádza najbližšie ku koncovému bodu pôvodného segmentu. Skutočné výšky čiastkových segmentov by sa potom vypočítali pomocou:

kde z je výška na konci pôvodného segmentu, zi je i-ty člen súboru výškových hodnôt a zN je najbližšia výška vyššia než z. Výsledkom tohto postupu je, že zmena laterálneho útlmu v každom čiastkovom segmente zostane na konštantnej hladine, čím sa získajú presnejšie izofóny, no nie za cenu používania veľmi krátkych segmentov.

Príklad:

Ak je výška koncového bodu pôvodného segmentu z = 304,8 m, potom zo súboru výškových hodnôt zistíme, že 214,9 < 304,8 < 334,9 a najbližšia výška vyššia než z = 304,8 m je z7 = 334,9 m = 334,9 m. Výšky koncových bodov čiastkových segmentov sa potom vypočítajú takto:

zi′ = 304,8 [zi/334,9] (i = 1..N)

Teda z1′ bolo 17,2 m a z2′ by bolo 37,8 m atď.

Hodnoty rýchlosti a výkonu motora týkajúce sa vložených bodov sa interpolujú pomocou rovníc (2.7.11, rýchlosť) a (2.7.13, výkon motora).

Segmentácia vzdušných segmentov

Po odvodení segmentovanej dráhy letu podľa postupu opísaného v oddiele 2.7.13 a uplatnení opísanej ďalšej segmentácie môžu byť potrebné ďalšie úpravy týkajúce sa segmentácie. Patria medzi ne:

Keď sú susedné body od seba vzdialené 10 metrov a menej a keď súvisiace rýchlosti a ťahy sú rovnaké, jeden z bodov sa odstráni.

Pokiaľ ide o vzdušné segmenty, ak v rámci segmentu dochádza k značnej zmene rýchlosti, mal by sa rozdeliť ako v prípade rozjazdu pri vzlete, t. j.

kde V1 je rýchlosť na začiatku a V2 koncová rýchlosť na konci segmentu. Zodpovedajúce parametre čiastkových segmentov sa vypočítajú podobným spôsobom ako v prípade rozjazdu pri vzlete pomocou rovníc 2.7.11 až 2.7.13.

Dojazd lietadla po pristávaní

Hoci dojazd lietadla po pristávaní je v podstate obrátený postup ako pri rozjazde pri vzlete, osobitná pozornosť sa musí venovať

Na rozdiel od vzdialenosti rozjazdu pri vzlete, ktorá je odvodená z parametrov výkonnosti lietadla, vzdialenosť do zastavenia sstop (t. j. vzdialenosť od dotyku k bodu, keď lietadlo opustí vzletovú a pristávaciu dráhu) sa neurčuje čisto len podľa lietadla. Hoci sa minimálna vzdialenosť do zastavenia dá odhadnúť z hmotnosti a výkonnosti lietadla (a dostupného reverzného ťahu), skutočná vzdialenosť do zastavenia závisí aj od polohy rolovacej dráhy, premávky a predpisov pre dané letisko vzťahujúcich sa na reverzný ťah.

Použitie reverzného ťahu nie je štandardným postupom – uplatňuje sa iba v prípade, keď sa potrebné spomalenie nedá dosiahnuť použitím kolesových bŕzd. (Reverzný ťah môže byť mimoriadne rušivý, pretože rýchla zmena výkonu motora z nastavení voľnobehu na reverzné nastavenia spôsobuje náhly výskyt hluku vo veľkom množstve.)

Väčšina vzletových a pristávacích dráh sa však používa rovnako na odlety, ako aj prílety a reverzný ťah má teda veľmi malý vplyv na izofóny, pretože v celkovej akustickej energii zo vzletovej a pristávacej dráhy prevláda hluk vydávaný pri vzletových operáciách. Príspevky reverzného ťahu k izofónam by mohli byť značné iba v prípade využívania vzletovej a pristávacej dráhy len na pristávacie operácie.

Z fyzikálneho hľadiska je hluk z reverzného ťahu veľmi komplexný proces, ale z dôvodu jeho relatívne malého významu pre vzdušné izofóny sa dá modelovať zjednodušene, pričom sa prihliada na rýchlu zmenu výkonu motora prostredníctvom vhodnej segmentácie.

Je zrejmé, že modelovanie hluku pri dojazde lietadla po pristávaní je komplikovanejšie než v prípade rozjazdu lietadla pri vzlete. Tieto zjednodušené predpoklady modelovania sa odporúčajú na všeobecné použitie, ak nie sú k dispozícii podrobné informácie (pozri obrázok 2.7.h).

Letún sa dotkne pristávacej dráhy 300 metrov od jej prahu (ktorý má na priemet dráhy priblíženia na zemský povrch súradnicu s = 0). Lietadlo potom spomaľuje v celej vzdialenosti do zastavenia sstop – lietadlo, pre ktoré sú konkrétne hodnoty uvedené v databáze údajov o hlučnosti a charakteristikách lietadiel – z rýchlosti konečného priblíženia Vfinal na 15 m/s. Z dôvodu rýchlych zmien rýchlosti v rámci tohto segmentu sa musí uskutočniť jeho ďalšia segmentácia, a to rovnako ako v prípade rozjazdu pri vzlete (alebo letových segmentov s rýchlymi zmenami rýchlosti) s použitím rovníc 2.7.10 až 2.7.13.

Výkon motora sa mení z výkonu pri konečnom priblížení na nastavenie výkonu pri reverznom ťahu Prev v rámci vzdialenosti 0,1×sstop a potom sa znižuje na 10 % maximálneho dostupného výkonu v rámci zostávajúceho úseku s dĺžkou 90 % vzdialenosti do zastavenia. Až do konca vzletovej a pristávacej dráhy (pri s = – s RWY) zostáva rýchlosť lietadla konštantná.

Krivky NPD pre reverzný ťah nie sú v súčasnosti zahrnuté do databázy ANP, a pri modelovaní je preto potrebné spoliehať sa na konvenčné krivky. Výkon pri reverznom ťahu Prev predstavuje spravidla približne 20 % nastavenia plného výkonu a odporúča sa to v prípade, keď nie sú k dispozícii prevádzkové informácie. Pri danom nastavení výkonu však reverzný ťah vytvára väčšinou oveľa väčší hluk ako dopredný ťah a prírastok ΔL sa uplatňuje na hladinu udalosti odvodenú z NPD, pričom sa zvyšuje z nuly na hodnotu ΔLrev [predbežne sa odporúča 5 dB ( 17 )] pozdĺž 0,1×sstop a potom lineárne klesá na nulu pozdĺž zostatku vzdialenosti do zastavenia.

2.7.14.    Výpočet hluku pre jednu udalosť

Základom postupu modelovania, ktorý je tu podrobne opísaný, je výpočet hladiny hlukovej udalosti z informácií o dráhe letu opísaných v oddieloch 2.7.7 až 2.7.13.

2.7.15.    Metrika pre jednu udalosť

Zvuk z pohybu lietadla na pozorovateľskom mieste je vyjadrený ako „hladina zvuku (alebo hluku) jednej udalosti“, množstvo, ktoré je ukazovateľom jeho vplyvu na ľudí. Prijatý zvuk sa meria z hľadiska hluku použitím základnej decibelovej stupnice L(t), ktorou sa uplatňuje frekvenčné váženie (alebo filter) s cieľom napodobniť charakteristickú vlastnosť ľudského sluchu. Najdôležitejšou stupnicou na modelovanie lietadlových izofón je A-vážená hladina zvuku, LA .

Najbežnejšie používanou metrikou na zhrnutie celých udalostí je „hladina zvukovej (hlukovej) expozície jednej udalosti“, LE , ktorá zohľadňujú celú akustickú energiu (alebo väčšinu z nej) pri zvukových udalostiach. Zabezpečenie časovej integrácie, s ktorou je to spojené, predstavuje najzložitejšiu úlohu pri segmentačnom (alebo simulačnom) modelovaní. Jednoduchšie sa dá modelovať pri alternatívnej metrike Lmax , ktorá je maximálnou okamžitou hladinou dosiahnutou počas udalosti. LE je však základným stavebným kameňom najmodernejších indexov hluku lietadiel a v budúcnosti sa dá očakávať, že tak Lmax , ako aj LE budú vyjadrené praktickými modelmi. Každá metrika sa môže merať na rôznych stupniciach hluku; v tomto dokumente sa berie do úvahy iba A-vážená hladina zvuku. Táto stupnica sa zvyčajne symbolicky vyjadruje rozšírením metrického indexu, t. j. LAE , LAmax .

Hladina zvukovej (alebo hlukovej) expozície jednej udalosti je vyjadrená presne ako

kde t 0 označuje referenčný čas. Integračný interval [t1,t2] sa zvolí tak, aby sa zabezpečilo, že sa zahrnie (takmer) všetok významný zvuk danej udalosti. Veľmi často sa limity t1 a t2 zvolia tak, aby sa zahrnulo obdobie, v rámci ktorého je hladina L(t) o 10 dB nižšia ako Lmax . Toto obdobie je známe ako obdobie „10-dB down“. Hladiny zvukovej (hlukovej) expozície uvedené v tabuľke databázy ANP sú hodnoty „10-dB down“ ( 18 ).

Na účely modelovania izofón leteckého hluku sa rovnica 2.7.17 používa hlavne v štandardnej metrike hladina zvukovej expozície LAE (akronym SEL):

Rovnice týkajúce sa hladiny zvukovej expozície sa môžu použiť na určenie hladín udalostí, keď je známy celý časový priebeh L(t). V rámci odporúčanej metodiky modelovania takéto časové priebehy definované nie sú; hladiny expozície udalosti sa vypočítajú sčítaním hodnôt segmentu, čiastočných hladín udalostí, z ktorých každá definuje príspevok jedného, konečného segmentu dráhy letu.

2.7.16.    Určenie hladín hlukových udalostí z údajov NPD

Hlavným zdrojom údajov o hluku lietadiel je medzinárodná databáza s údajmi o hluku a výkonnosti lietadiel (ANP). V tabuľkách sú v nej uvedené Lmax a LE ako funkcie vzdialenosti šírenia hluku d pre konkrétne typy lietadiel, ich variantov, konfigurácií letu (približovanie, odlet, nastavenie klapiek) a nastavení výkonu P. Vzťahujú sa na rovnomerný let konkrétnou referenčnou rýchlosťou Vref po teoreticky nekonečnej priamej dráhe letu ( 19 ).

Spôsob, ako sa určujú hodnoty nezávislých premenných P a d, je opísaný ďalej v texte. Pri jednom vyhľadávaní so vstupnými hodnotami P a d sú požadovanými výstupnými hodnotami východiskové hladiny Lmax(P, d) a/alebo LE¥(P, d) (použiteľné pre nekonečnú dráhu letu). Ak tieto hodnoty pre P a/alebo d nie sú v tabuľke uvedené presne, bude vo všeobecnosti potrebné odhadnúť požadované hladiny hlukovej udalosti interpoláciou. Medzi nastaveniami výkonu uvedenými v tabuľke sa používa lineárna interpolácia, zatiaľ čo medzi vzdialenosťami uvedenými v tabuľke sa používa logaritmická interpolácia (pozri obrázok 2.7.i).

Obrázok 2.7.i

Interpolácia v krivkách hluku-výkonu-vzdialenosti

Ak Pi a Pi + 1 sú hodnotami výkonu motora, pre ktoré sa v tabuľkách uvádzajú hladiny hluku v porovnaní s údajmi o vzdialenosti, hladina hluku L(P) v danej vzdialenosti pre stredný výkon P, medzi Pi a Pi + 1, je stanovená prostredníctvom:

Ak pri akomkoľvek nastavení výkonu sú di a di + 1 vzdialenosťami, pre ktoré sa údaje týkajúce sa hluku uvádzajú v tabuľke, hladina hluku L(d) pre strednú vzdialenosť d medzi di a di + 1 sa stanoví prostredníctvom

Pomocou rovníc (2.7.19) a (2.7.20) je možné získať hladinu hluku L(P, d) pre každé nastavenie výkonu P a akúkoľvek vzdialenosť d, na ktorú sa vzťahuje databáza NPD.

Pokiaľ ide o vzdialenosti d, ktoré sú mimo databázy NPD, použije sa rovnica 2.7.20 na extrapoláciu z posledných dvoch hodnôt, t. j. smerom dovnútra z L(d1) a L(d2) alebo smerom von z L(dI – 1) a L(dI) kde I je celkový počet bodov NPD na krivke. Preto:

Keďže sa na krátke vzdialenosti d hladiny hluku v závislosti od skracovania vzdialenosti šírenia zvyšujú veľmi rýchlo, odporúča sa stanoviť pre d, t. j. d = max(d, 30 m) spodný limit 30 m.

Impedančná korekcia štandardných údajov NPD

Údaje NPD uvedené v databáze ANP sa normalizujú na špecifické atmosférické podmienky (teplotu 25 °C a tlak 101,325 kPa). Pred uplatnením už opísaných metód interpolácie/extrapolácie sa uskutoční korekcia uvedených štandardných údajov NPD o akustickú impedanciu.

Akustická impedancia súvisí so šírením zvukových vĺn v akustickom prostredí a je definovaná ako súčin hustoty vzduchu a rýchlosti zvuku. Pre danú akustickú intenzitu (výkon na jednotkovú plochu) vnímanú v určitej vzdialenosti od zdroja závisí súvisiaci akustický tlak (použitý na definovanie metrík SEL a LAmax) od akustickej impedancie vzduchu v mieste merania. Je funkciou teploty, atmosférického tlaku (a nepriamo nadmorskej výšky). Preto je potrebné upraviť štandardné údaje NPD databázy ANP, aby zohľadňovali skutočnú teplotu a tlak v bode príjmu, ktoré sú spravidla odlišné od normalizovaných podmienok údajov ANP.

Impedančná korekcia, ktorá sa má uplatniť na štandardné hladiny NPD, je vyjadrená takto:

kde:

Δ Impedancia

impedančná korekcia na skutočné atmosférické podmienky v bode príjmu (dB)

ρ·c	akustická impedancia (newton · sekundy/m3) vzduchu v bode príjmu (impedancia vzduchu pri referenčných atmosférických podmienkach údajov NPD v databáze ANP je 409,81)

Impedancia ρ·c sa vypočíta takto:

δ	p/po , pomer tlaku okolitého vzduchu v nadmorskej výške pozorovateľa a štandardného tlaku vzduchu nad strednou hladinou mora: po = 101,325 kPa (alebo 1 013,25 mb)

θ	(T + 273,15)/(T0 + 273,15) pomer teploty vzduchu v nadmorskej výške pozorovateľa a štandardnej teploty vzduchu nad strednou hladinou mora: T0 = 15,0 °C

Korekcia o akustickú impedanciu je zvyčajne menšia ako niekoľko desatín jedného dB. Treba predovšetkým uviesť, že v štandardných atmosférických podmienkach (po = 101,325 kPa a T0 = 15,0 °C) predstavuje korekcia impedancie menej ako 0,1 dB (0,074 dB). Ak však existujú značné rozdiely teploty a atmosférického tlaku oproti referenčným atmosférickým podmienkam údajov NPD, korekcia môže byť výraznejšia.

2.7.17.    Všeobecné výrazy

Hladina zvukovej udalosti v segmente Lseg

Hodnoty segmentu sa určia uplatnením úprav východiskových hodnôt (nekonečnej dráhy) získaných z údajov NPD. Maximálna hladina hluku z jedného segmentu dráhy letu Lmax,seg sa dá vo všeobecnosti vyjadriť ako

a príspevok z jedného segmentu dráhy letu k LE ako

„Korekčné faktory“ v rovniciach 2.7.25 a 2.7.26 – ktoré sú podrobne opísané v oddiele 2.7.19 – zohľadňujú tieto vplyvy:

Δ V	Korekcia doby trvania: údaje NPD sa vzťahujú na referenčnú rýchlosť letu. Týmto sa upravujú hladiny expozície pri nereferenčných rýchlostiach. (Neuplatňuje sa to na Lmax,seg .)

Δ I (φ)

Vplyv inštalácie: opisuje rozdiel v bočnej smerovosti v dôsledku tienenia, refrakcie a odrazu zvuku spôsobeného trupom lietadla, motormi a okolitými prúdovými poľami.

Λ(β,ℓ)

Laterálny útlm: je významný pre šírenie zvuku v malých uhloch k povrchu zeme; predstavuje interakciu medzi priamymi a odrazenými zvukovými vlnami (vplyv zeme) a na vplyvy atmosférických nejednotností (spôsobených predovšetkým zemským povrchom), ktoré lámu zvukové vlny počas ich cesty k pozorovateľovi bočným smerom od dráhy letu.

Δ F	Korekcia v konečnom segmente (podiel hluku): zohľadňuje sa ňou konečná dĺžka segmentu, ktorá zjavne prispieva nižšou hlukovou expozíciou ako nekonečná. Uplatňuje sa iba na metriku expozície.

Ak je segment súčasťou rozjazdu lietadla pri vzlete alebo jeho dojazdu po pristávaní a pozorovateľ sa nachádza za pozorovaným segmentom, vykonajú sa osobitné kroky na vyjadrenie výraznej smerovosti hluku prúdového motora, ktorý bol zaznamenaný za lietadlom, ktoré práve vzlieta. Výsledkom týchto osobitných krokov je najmä používanie určitej formy hluku pre hladinu expozície:

Δ′ F	osobitná forma korekcie segmentu

ΔSOR	korekcia smerovosti: zohľadňuje výraznú smerovosť hluku prúdového motora za segmentom rozjazdu/dojazdu

Osobitné zaobchádzanie so segmentmi rozjazdu/dojazdu je opísané v oddiele 2.7.19.

V oddieloch sa opisuje výpočet hladín hluku segmentov.

Hladina hlukovej udalosti L pri pohybe lietadla

Maximálna hladina Lmax je jednoducho najväčšou z hodnôt segmentu Lmax, seg (pozri rovnicu 2.7.25 a 2.7.27)

kde každá hodnota segmentu je určená z údajov NPD o lietadle pre výkon P a vzdialenosť d. Tieto parametre a podmienky modifikátorov ΔI (φ) a Λ(β,ℓ) sú vysvetlené nižšie.

Hladina expozície LE sa vypočíta ako súčet decibelových hodnôt príspevkov LE,seg každého hlukovo významného segmentu jeho dráhy letu, t. j.

Tento súčet sa vykonáva postupne vo všetkých segmentoch dráhy letu.

Zostávajúca časť tejto kapitoly je venovaná stanoveniu hladín hluku segmentov Lmax,seg a LE,seg .

2.7.18.    Parametre segmentu dráhy letu

Výkon P a vzdialenosť d, pre ktoré sa východiskové hladiny Lmax,seg(P,d) a LE∞(P,d) interpolujú z tabuliek NPD, sa stanovia z geometrických a prevádzkových parametrov, ktoré definujú daný segment. Spôsob, ako sa to robí, je vysvetlený nižšie pomocou ilustrácií roviny obsahujúcej segment a pozorovateľa.

Geometrické parametre

Na obrázkoch 2.7.j až 2.7.l sú znázornené geometrie zdrojového prijímača v situácii, keď sa pozorovateľ O nachádza a) za, b) vedľa a c) pred segmentom S1S2 , keď let smeruje z S1 do S2 . V týchto diagramoch:

O	je poloha pozorovateľa,

S1, S2

predstavujú začiatok a koniec segmentu,

Sp	je bod priblíženia, ktorý sa v segmente alebo jeho predĺženej časti nachádza kolmo najbližšie k pozorovateľovi,

d 1, d 2

sú vzdialenosti medzi začiatkom, koncom segmentu a pozorovateľom,

ds	je najkratšia vzdialenosť medzi pozorovateľom a segmentom,

dp	je kolmá vzdialenosť medzi pozorovateľom a predĺženým segmentom minimálna šikmá vzdialenosť,

λ	je dĺžka segmentu dráhy letu,

q	je vzdialenosť z S1 do Sp (záporná, ak sa pozorovateľ nachádza za segmentom).

Segment dráhy letu je znázornený hrubou neprerušovanou čiarou. Bodkovaná čiara predstavuje predĺženie dráhy letu, ktoré sa ťahá do nekonečna v oboch smeroch. V prípade vzdušných segmentov, keď je metrikou udalosti hladina expozície LE , je parametrom vzdialenosti NPD d vzdialenosť dp medzi Sp a pozorovateľom, ktorá sa nazýva minimálna šikmá vzdialenosť (t. j. kolmá vzdialenosť pozorovateľa od segmentu alebo jeho predĺženej časti, inými slovami, od (hypotetickej) nekonečnej dráhy letu, za ktorej súčasť sa daný segment považuje).

V prípade metriky hladiny expozície, keď sa počas rozjazdu pri vzlete nachádza pozorovateľ za pozemnými segmentmi a počas dojazdu po pristávaní pred pozemnými segmentmi, sa z parametra vzdialenosti NPD d stáva vzdialenosť ds, najkratšia vzdialenosť pozorovateľa od segmentu (t. j. rovnako ako v prípade metriky maximálnej hladiny).

V prípade metriky maximálnej hladiny parametrom vzdialenosti NPD d je ds , najkratšia vzdialenosť pozorovateľa od segmentu.

Výkon P v segmente

Údaje NPD uvedené v tabuľkách opisujú hluk lietadla počas rovnomerného priameho letu po nekonečnej dráhe letu, t. j. s konštantným výkonom motora P. Odporúčanou metodikou sa skutočné dráhy letu, na ktorých sa mení rýchlosť a smer, rozdelia na niekoľko konečných segmentov, z ktorých sa každý považuje za súčasť jednotnej nekonečnej dráhy letu, pre ktorú platia údaje NPD. Metodika však stanovuje zmeny výkonu v celej dĺžke segmentu; považuje sa za lineárne meniaci v závislosti od odstupu medzi P1 na jeho začiatku a P2 na jeho konci. Preto je nevyhnutné definovať ekvivalentnú stálu hodnotu P segmentu. Je ňou hodnota v bode v rámci segmentu, ktorý je najbližšie k pozorovateľovi. Ak sa pozorovateľ nachádza vedľa segmentu (obrázok 2.7.k), získa sa interpoláciou podľa rovnice 2.7.8 medzi koncovými hodnotami, t. j.

Ak sa pozorovateľ nachádza za alebo pred segmentom, ide o hodnotu na najbližšom koncovom bode, P1 alebo P2 .

2.7.19.    Korekčné faktory pre hladiny hlukových udalostí v segmente

Údaje NPD definujú hladiny hlukovej udalosti ako funkciu vzdialenosti kolmo pod idealizovanou priamou vodorovnou dráhou s nekonečnou dĺžkou, po ktorej letí lietadlo s konštantným výkonom stanovenou referenčnou rýchlosťou ( 20 ). Hladina udalosti interpolovaná z tabuľky NPD pre určité nastavenie výkonu a šikmú vzdialenosť je preto opísaná ako východisková hladina. Vzťahuje sa na nekonečnú dráhu letu a je potrebné ju opraviť, aby sa zohľadnili vplyvy (1) nereferenčnej rýchlosti, (2) vplyvy inštalácie motora (bočná smerovosť), (3) laterálneho útlmu, (4) dĺžky konečného segmentu a (5) pozdĺžnej smerovosti za začiatkom rozjazdu pri vzlete – pozri rovnice 2.7.25 a 2.7.26.

Korekcia trvania ΔV (iba pre hladiny expozície LE)

Touto korekciou ( 21 ) sa zohľadňuje zmena hladín expozície, ak je skutočná traťová rýchlosť segmentu odlišná od referenčnej rýchlosti lietadla Vref, na ktorú sa vzťahujú východiskové údaje NPD. Rovnako ako výkon motora sa mení aj rýchlosť pozdĺž segmentu (traťová rýchlosť sa mení z V1 na V2) a je potrebné definovať ekvivalentnú rýchlosť segmentu Vseg , pričom treba pamätať na to, že segment je naklonený k zemi; t. j.

kde V v tomto prípade označuje ekvivalentnú traťovú rýchlosť v rámci segmentu (pre informáciu pozri rovnicu B-22, ktorá vyjadruje V z hľadiska kalibrovanej vzdušnej rýchlosti, Vc a

Pokiaľ ide o vzdušné segmenty, V je traťová rýchlosť v najbližšom bode priblíženia S – interpolovaná medzi hodnotami v koncových bodoch, pričom sa predpokladá, že sa mení lineárne v závislosti od času; t. j. ak sa pozorovateľ nachádza vedľa segmentu:

Ak sa pozorovateľ nachádza za alebo pred segmentom, ide o hodnotu na najbližšom koncovom bode, V1 alebo V2 .

V prípade segmentov vzletovej a pristávacej dráhy (časti rozjazdu pri vzlete alebo dojazdu lietadla po pristávaní, pre ktoré γ = 0) je Vseg jednoducho priemerom začiatočných a koncových rýchlostí segmentu; t. j.

V každom z týchto prípadov je potom dodatočná korekcia trvania

Geometria šírenia zvuku

Obrázok 2.7.1 znázorňuje základnú geometriu v rovine normálovej voči dráhe letu lietadla. Základná línia je priesečníkom normálovej roviny a vodorovnej roviny zeme. (Ak je dráha letu vodorovná, základná línia je koncovým pohľadom roviny zeme) Lietadlo sa priečne nakláňa pod uhlom ε meraným proti smeru hodinových ručičiek nad jeho pozdĺžnou osou, okolo ktorej sa pohybuje, (t. j. naklonenie krídla na pravom boku je vyššie). Preto je kladný, ak ide o otáčanie doľava, a záporný v prípade otáčania vpravo.

Korekcia inštalácie motora ΔI

Lietadlo je počas letu komplexným zdrojom zvuku. Komplexnými zdrojmi sú v svojej podstate nielen motor (a trup lietadla), ale aj konfigurácia trupu lietadla, najmä umiestnenie motorov, vplyvy charakteristík vyžarovania hluku počas odrazu, refrakcie a rozptylu prostredníctvom pevných povrchov a v aerodynamických prúdových poliach. Výsledkom je nejednotná smerovosť zvuku vyžiareného laterálne vzhľadom na os pohybu lietadla, okolo ktorej sa lietadlo pohybuje, ktorá sa v tomto dokumente nazýva bočná smerovosť.

Existujú značné rozdiely medzi bočnou smerovosťou lietadla s motormi upevnenými na trupe a lietadla s motormi upevnenými na krídlach, a dajú sa vyjadriť takto:

kde: Δ I (φ) je korekcia, v dB, pri uhle klesania φ (pozri obrázok 2.7.m) a

Pokiaľ ide o vrtuľové lietadlo, rozdiely v smerovosti sú zanedbateľné a môže sa predpokladať, že

Na obrázku 2.7.n sú znázornené rozdiely Δ I (φ) okolo pozdĺžnej osi, okolo ktorej sa lietadlo pohybuje, pre tri spôsoby inštalácie motora. Tieto empirické vzťahy boli odvodené združením SAE z experimentálnych meraní vykonaných najmä pod krídlom. Kým nebudú analyzované údaje týkajúce sa priestoru nad krídlom, odporúča sa, aby pre záporné φ, ΔI(φ) = ΔI(0) pre všetky spôsoby inštalácie motora.

Predpokladá sa, že Δ I (φ) je dvojrozmerná; t. j. nezávisí od žiadneho iného parametra – a najmä, že sa nemení v závislosti od pozdĺžnej vzdialenosti pozorovateľa od lietadla. Znamená to, že uhol stúpania β pre Δ I (φ) je definovaný ako β = tan– 1(z/ℓ). Je to pre pohodlné modelovanie, pokiaľ nebude existovať lepšie pochopenie mechanizmov; v skutočnosti musia byť vplyvy inštalácie v zásade trojrozmerné. Napriek tomu je dvojrozmerný model odôvodnený tým, že pri hladinách udalostí prevláda hluk vyžarovaný bočným smerom z najbližšieho segmentu.

Laterálny útlm Λ(β,ℓ) (nekonečná dráha letu)

Hladiny udalostí v tabuľke NPD sa vzťahujú na rovnomerný vodorovný let a spravidla sa zakladajú na meraniach vykonaných 1,2 m nad mäkkým rovným terénom pod lietadlom; parameter vzdialenosti je vlastne výška nad povrchom. Predpokladá sa, že akýkoľvek vplyv povrchu na hladinu udalosti pod lietadlom, ktorý by mohol spôsobiť rozdiel hodnôt uvedených v tabuľkách a hodnôt v prípade voľného poľa ( 23 ), je v týchto údajoch obsiahnutý (t. j. vyplýva zo závislosti tvaru hladiny vo vzťahu k vzdialenosti).

Na strane dráhy letu je parameter vzdialenosti minimálna šikmá vzdialenosť – dĺžka kolmice z prijímača na dráhu letu. Hladina hluku bude spravidla pri každej laterálnej pozícii nižšia než pri rovnakej vzdialenosti tesne pod lietadlom. Okrem už uvedenej bočnej smerovosti alebo „vplyvov inštalácie“ je to v dôsledku nadmerného laterálneho útlmu, ktorý spôsobuje, že hladina hluku klesá v závislosti od vzdialenosti znižuje rýchlejšie než znázorňujú krivky NPD. Predchádzajúcu široko používanú metódu modelovania laterálneho šírenia hluku lietadla vypracovala spoločnosťou Society of Automotive Engineers (SAE) v dokumente AIR-1751 a algoritmy opísané nižšie sú založené na zlepšeniach, ktoré v súčasnosti SAE odporúča v dokumente AIR-5662. Laterálny útlm je účinkom odrazu a je dôsledkom interferencie priamo vyžarovaného zvuku a zvuku odrazeného od povrchu. Závisí od vlastností povrchu a môže viesť k významným zníženiam zaznamenaných hladín zvuku pri malých uhloch stúpania. Je tiež veľmi výrazne ovplyvnený zvukovou refrakciou, konštantnou a nekonštantnou, spôsobenou veternými a teplotnými gradientmi a turbulenciou, ktoré sa dajú pripísať prítomnosti povrchu ( 24 ). Mechanizmus odrazu od povrchu je dobre známy a pokiaľ ide o jednotné atmosférické a povrchové podmienky, môže sa teoreticky opísať s určitou presnosťou. Atmosférické a povrchové nerovnomernosti – ktoré sa nedajú jednoducho teoreticky analyzovať – však majú závažný vplyv na účinok odrazu, pričom ho spravidla „rozšíria“ do vyšších uhlov stúpania; teória má teda obmedzenú uplatniteľnosť. Činnosť združenia SAE zameraná na lepšie porozumenie účinkov povrchu pokračuje a očakáva sa, že jej výsledkom budú lepšie modely. Dovtedy sa odporúča používať nižšie uvedenú metodiku opísanú v dokumente AIR-5662 na výpočet laterálneho útlmu. Obmedzuje sa na prípad šírenia zvuku nad mäkkým rovným terénom, ktorý je vhodný pre veľkú väčšinu civilných letísk. Na úpravách, ktorými by sa zohľadnili účinky tvrdého povrchu terénu (alebo, čo je akusticky ekvivalentné, vody) sa stále pracuje.

Táto metodika je založená na veľkom množstve experimentálnych údajov týkajúcich sa šírenia zvuku z lietadla s motormi upevnenými na trupe počas priameho (bez otáčania) rovnomerného vodorovného letu uvedených pôvodne v dokumente AIR-1751. Údaje sa analyzovali s predpokladom, že v prípade horizontálneho letu závisí laterálny útlm vzduch-zem od i) uhla stúpania β nameraného vo vertikálnej rovine a ii) laterálneho posunu od trate lietadla ℓ, s cieľom získať empirickú funkciu celkovej laterálnej korekcie Λ T (β,ℓ) (= laterálna hladina udalosti mínus hladina hluku pri rovnakej vzdialenosti pod lietadlom).

Keďže termín Λ T (β,ℓ) zohľadňuje bočnú smerovosť, ako aj laterálny útlm, laterálny útlm je možné vyňať odčítaním. V prípade opisu bočnej smerovosti rovnicou 2.7.37, s koeficientmi pre motory upevnené na trupe lietadla a s φ nahradeným β (pre prípad letu bez otáčania), je laterálny útlm:

kde: β a l sú namerané podľa obrázku 2.7.m v rovine normálovej voči nekonečnej dráhe letu, ktorá je počas vodorovného letu takisto vertikálny.

Hoci Λ(β,) by sa mohol vypočítať priamo pomocou rovnice 2.7.39 s hodnotou Λ T (β,) prevzatou z dokumentu AIR-1751, odporúča sa efektívnejší vzťah. Ide o túto empirickú aproximáciu upravenú z dokumentu AIR-5662:

kde: Γ(ℓ) je vzdialenostný faktor daný

a Λ(β) je diaľkový laterálny útlm vzduch-zem daný takto

Grafické vyjadrenie laterálneho útlmu Λ(β,ℓ), rovnica 2.7.40, o ktorej sa predpokladá, že platí pre všetky lietadlá, vrtuľové lietadlá, ako aj lietadlá s motormi upevnenými na trupe a prúdové lietadlá s motormi upevnenými na krídlach, sa nachádza na obrázku 2.7.o.

Za určitých podmienok (daných terénom) je možné, že β je nižší ako nula. V takýchto prípadoch sa odporúča, aby Λ(β) = 10,57.

Laterálny útlm konečného segmentu

Rovnice 2.7.41 až 2.7.44 opisujú laterálny útlm Λ(β, ℓ) zvuku vyžarovaného na pozorovateľa z letúna pri rovnomernom lete pozdĺž nekonečnej vodorovnej dráhe letu. Pri ich uplatňovaní na konečné segmenty dráhy, ktoré nie sú vodorovné, sa útlm zvuku musí vypočítať pre ekvivalentnú vodorovnú dráhu – keďže najbližší bod jedného predĺženia nakloneného segmentu (ktorý v určitom bode pretína povrch zeme) spravidla neposkytuje vhodný uhol stúpania β.

Stanovenie laterálneho útlmu v konečných segmentoch sa výrazne odličuje pre metriky Lmax a LE . Maximálne hladiny v segmente Lmax sú stanovené z údajov NPD ako funkcia vzdialenosti šírenia d od najbližšieho bodu v segmente. Nie sú potrebné žiadne korekcie na to, aby sa zohľadnili rozmery segmentu. Rovnako sa predpokladá, že laterálny útlm Lmax závisí iba od uhla stúpania a vzdialenosti zeme od toho istého bodu. Preto sú potrebné iba súradnice tohto bodu. Pre LE je však postup komplikovanejší.

Východisková hladina udalosti LE(P,d), ktorá je stanovená z údajov NPD, aj napriek tomu, že ide o parametre konečných segmentov, sa uplatní na nekonečnú dráhu letu. Hladina expozície udalosti v segmente, LE,seg , je samozrejme nižšia ako východisková hladina – o množstvo korekcie v konečnom segmente stanovenej v oddiele 2.7.19. Táto korekcia, ktorá je funkciou geometrie trojuholníkov OS1S2 na obrázkoch 2.7.j až 2.7.1, definuje, aký podiel celkovej akustickej energie nekonečnej dráhy vyžiarenej na O pochádza zo segmentu; rovnaká korekcia sa uplatňuje bez ohľadu na to, či existuje laterálny útlm. Ale každý laterálny útlm sa musí vypočítať pre nekonečnú dráhu letu, t. j. ako funkcia jeho posunu a výšky, a nie ako funkcia posunu a výšky pre konečné segmenty.

Po započítaní korekcií Δ V a Δ I a odpočítaní laterálneho útlmu Λ(β,ℓ) od východiskovej hladiny NPD sa získa upravená hladina hlukovej udalosti ekvivalentného rovnomerného vodorovného letu na priľahlej nekonečnej priamej dráhe. Ale modelované skutočné segmenty dráhy letu, ktoré ovplyvňujú izofóny, sú zriedkakedy vodorovné; lietadlá zvyčajne stúpajú alebo klesajú.

Na obrázku 2.7.p je znázornený odletový segment S1S2 – lietadlo stúpa v určitom uhle γ – kritériá sú však veľmi podobné aj v prípade príletu. Zvyšná časť „skutočnej“ dráhy letu sa neukazuje; stačí uviesť, že S1S2 predstavuje iba časť celej dráhy (ktorá býva zvyčajne zakrivená). V tomto prípade sa pozorovateľ O nachádza vedľa segmentu a na jeho ľavej strane. Lietadlo sa nakláňa (proti smeru hodinových ručičiek nad dráhou letu) pod uhlom ε, ktorý zviera s laterálnou horizontálnou osou. Uhol klesania φ roviny krídla, ktorého funkciou je vplyv inštalácie Δ I (rovnica 2.7.39), sa nachádza v rovine normálovej voči dráhe letu, v ktorej je definovaný ε. Výraz φ = β – ε kde β = tan– 1ℓ(h/l) a ℓ je kolmá vzdialenosť OR pozorovateľa k priemetu dráhy na zemský povrch; t. j. laterálny posun pozorovateľa ( 25 ). Bod najbližšieho priblíženia letúna k pozorovateľovi, S, je definovaný kolmou vzdialenosťou OS, s dĺžkou (šikmej vzdialenosti) dp . Trojuholník OS1S2 sa zhoduje s obrázkom 2.7.k, geometria na výpočet korekcie v segmente Δ F .

Na výpočet laterálneho útlmu s použitím rovnice 2.7.40 (kde β sa meria vo vertikálnej rovine), sa ekvivalentná vodorovná dráha letu definuje vo vertikálnej rovine prostredníctvom S1S2 a s tou istou kolmou vzdialenosťou dp od pozorovateľa. Znázornené to je rotáciou trojuholníka ORS, a jeho dráhou letu nad OR (pozri obrázok 2.7.p) v uhle γ čím sa vytvára trojuholník ORS′. Uhol stúpania tejto rovnocennej vodorovnej dráhy letu (teraz vo vertikálnej rovine) je β = tan–1(h/ℓ) (ℓ sa nemení). V tomto prípade, keď sa pozorovateľ nachádza vedľa segmentu, je laterálny útlm Λ(β,ℓ) rovnaký pre metriku LE , ako aj pre metriku Lmax .

Na obrázku 2.7.q je znázornená situácia, keď sa pozorovateľský bod O nachádza za konečným segmentom, a nie vedľa neho. V tomto prípade sa segment pozoruje ako vzdialenejšia časť nekonečnej dráhy; kolmica môže smerovať iba k bodu Sp na jeho predĺženej časti. Trojuholník OS1S2 zodpovedá obrázku 2.7.j, ktorý definuje korekciu v segmente Δ F . V tomto prípade však parametre bočnej smerovosti a laterálneho útlmu nie sú až také zrejmé.

Uvedomujúc si, že na účely modelovania je bočná smerovosť (vplyv inštalácie) dvojrozmerná, definovanie uhla klesania φ sa stále meria bočne od roviny krídla lietadla. (Východisková hladina udalosti je stále tá hladina, ktorú vytvorilo lietadlo letiace po nekonečnej dráhe letu, ktorú predstavuje predĺžený segment.) Preto sa uhol klesania stanovuje pri najbližšom bode priblíženia, t. j. φ = βp – ε kde βp je uhol SpOC.

Pre metriky maximálnej hladiny sa parameter vzdialenosti NPD považuje za najkratšiu vzdialenosť od segmentu, t. j. d = d 1. Pre metriky hladiny expozície, je to najkratšia vzdialenosť dp od O po Sp na predĺženej časti dráhy letu; t. j. hladina interpolovaná z tabuľky NPD je LE∞ (P 1, dp ).

Geometrické parametre laterálneho útlmu sa líšia aj v prípade výpočtov maximálnej hladiny hluku a hladiny expozície hluku. Pre metriky maximálnej hladiny sa korekcia Λ(β,ℓ) vypočíta rovnicou 2.7.40 s β = β 1 = sin– 1(z1/d1) a kde β 1 a d1 sú definované trojuholníkom OC1S1 vo vertikálnej rovine prostredníctvom O a S1 .

Keď sa počíta laterálny útlm iba vo vzdušných segmentoch a pre metriky hladiny expozície hluku, ℓ zostáva najkratším laterálnym posunom v predĺženej časti segmentu (OC). Na stanovenie vhodnej hodnoty β je však zase potrebné znázorniť (nekonečnú) ekvivalentnú vodorovnú dráhu letu, za ktorej súčasť sa daný segment považuje. Prechádza cez S1′, výška h nad povrchom, kde h sa rovná dĺžke kolmice RS1 prechádzajúcej od priemetu dráhy na zemský povrch k segmentu v kolmom smere. Zodpovedá to rotácii skutočnej predĺženej dráhy letu v uhle γ okolo bodu R (pozri obrázok 2.7.q). Pokiaľ sa R nachádza na kolmici prechádzajúcej cez S1 , bod v segmente, ktorý je najbližšie k O, je tvorba ekvivalentnej dráhy letu rovnaká ako v prípade, keď sa O nachádza vedľa segmentu.

Bod najbližšieho priblíženia ekvivalentnej vodorovnej dráhy k pozorovateľovi O je S′, šikmá vzdialenosť d, takže takto vytvorený trojuholník OCS′ vo vertikálnej rovine potom definuje uhol stúpania β = cos– 1(ℓ/d). Hoci sa môže zdať, že táto transformácia je dosť zložitá, je potrebné poznamenať, že geometria východiskového zdroja (definovaná prostredníctvom d1 , d2 a φ) zostáva nedotknutá, zvuk vychádzajúci zo segmentu k pozorovateľovi je jednoducho taký, aký by bol, keby sa počas celého letu po nekonečne predĺženom naklonenom segmente (ktorého súčasťou je segment na účely modelovania) letelo konštantnou rýchlosťou V a s konštantným výkonom P1 . Na druhej strane, laterálny útlm zvuku zo segmentu prijatého pozorovateľom nesúvisí s βp uhlom stúpania predĺženej dráhy, ale s β, uhlom stúpania ekvivalentnej vodorovnej dráhy.

Prípad, keď sa pozorovateľ nachádza pred segmentom nie je opísaný osobitne; je však zrejmé, že ide v podstate o to isté ako v prípade pozorovateľa nachádzajúceho sa za segmentom.

V prípade metrík hladín expozície, keď sa pozorovateľ počas rozjazdu pri vzlete nachádza za pozemným segmentom a počas dojazdu po pristávaní pred pozemným segmentom, sa hodnota β stáva rovnakou ako v prípade metrík maximálnej hladiny, t. j. β = β1 = sin–1(z1/d1) a.

Korekcia v konečnom segmente ΔF (iba pre hladiny expozície LE )

Upravená východisková hladina hlukovej expozície súvisí s lietadlom v kontinuálnom priamom rovnomernom lete (aj keď s uhlom priečneho náklonu ε, ktorý nezodpovedá priamemu letu). Uplatnením (zápornej) korekcie v konečnom segmente Δ F = 10×lg(F), kde F je podiel energie, sa ďalej upravuje hladina na takú, aká by bola, keby lietadlo letelo iba cez konečný segment (alebo keby až do konca nekonečnej dráhy letu vôbec nevydávalo zvuk).

Pojem podielu energie zahŕňa výraznú pozdĺžnu smerovosť hluku lietadla a uhol, v ktorom sa nachádza segment z hľadiska pozorovateľa. Napriek tomu, že postupy, ktoré spôsobujú smerovosť sú veľmi zložité, zo štúdií vyplýva, že výsledné izofóny sú dosť necitlivé na predpokladané presné smerové charakteristiky. Vyjadrenie Δ F uvedené nižšie sa zakladá na štvornásobnom 90-stupňovom dipólovom modeli akustického vyžarovania. Predpokladá sa, že nie je ovplyvnený bočnou smerovosťou ani laterálnym útlmom. Spôsob odvodenia uvedenej korekcie je podrobne opísaný v dodatku E.

Podiel energie F je funkcia trojuholníka „zorného poľa“OS1S2 definovaného na obrázkoch 2.7.j až 2.7.l, takže:

s

kde dλ označuje „kótovanú vzdialenosť“ (pozri dodatok E). Je potrebné upozorniť, že Lmax(P, dp) je maximálna hladina hluku pre kolmú vzdialenosť dp , získaná z údajov NPD, a NIE segmentu Lmax .

Odporúča sa uplatniť nižší limit – 150 dB na Δ F.

V konkrétnom prípade, keď sa pozorovateľ nachádza za každým segmentom rozjazdu pri vzlete a každým segmentom dojazdu lietadla po pristávaní, sa používa znížená forma čiastočného hluku vyjadrená v rovnici 2.7.45, ktorá zodpovedá konkrétnemu prípadu q = 0. Vypočíta sa použitím

kde: α2 = l/dl a ΔSOR je funkcia smerovosti začiatku rozjazdu definovaná rovnicami 2.7.51 a 2.7.52.

Zdôvodnenie používania tejto konkrétnej formy čiastočného hluku je uvedené v ďalšom oddiele ako súčasť metódy uplatňovania smerovosti začiatku rozjazdu.

Špecifické postupy týkajúce sa segmentov rozjazdu a dojazdu lietadiel vrátane funkcie smerovosti začiatku rozjazdu Δ SOR

V prípade segmentov rozjazdu pri vzlete a dojazdu po pristávaní sa uplatňujú špecifické postupy, ktoré sú opísané ďalej v texte.

Funkcia smerovosti na začiatku rozjazdu Δ SOR

Hluk prúdových lietadiel – najmä tých, ktoré sú vybavené motormi s nižším obtokovým pomerom – vykazuje diagram vyžarovania v lalokoch v dozadu zakrivenom oblúku, ktorý je charakteristický pre hluk výfuku prúdového lietadla. Tento diagram je tým výraznejší, čím vyššia je rýchlosť prúdenia vzduchu a čím nižšia je rýchlosť lietadla. Toto má osobitný význam v prípade, keď sa pozorovateľ nachádza za začiatkom rozjazdu, keď sú splnené obidve podmienky. Tento účinok sa zohľadňuje funkciou smerovosti Δ SOR .

Funkcia Δ SOR odvodená z viacerých sérií merania hluku pomocou mikrofónov umiestnených adekvátne za začiatkom rozjazdu odlietajúceho prúdového lietadla alebo z jeho bočnej strany.

Na obrázku 2.7.r je zobrazená príslušná geometria. Azimutálny uhol ψ medzi pozdĺžnou osou lietadla a vektorom k pozorovateľovi je definovaný

Relatívna vzdialenosť q je záporná (pozri obrázok 2.7.j), takže veľkosť uhla ψ je od 0° v smere kurzu lietadla dopredu do 180° v opačnom smere.

FunkciaΔ SOR predstavuje zmenu celkového hluku, ktorý pochádza z rozjazdu pri vzlete, nameraného za začiatkom rozjazdu, v pomere k celkovému hluku rozjazdu pri vzlete nameranému z bočnej strany začiatku rozjazdu v rovnakej vzdialenosti:

kde LTGR (dSOR ,90°) je celková hladina hluku pri rozjazde pri vzlete vytvorená vo všetkých segmentoch rozjazdu pri vzlete v bodovej vzdialenosti dSOR z bočnej strany začiatku rozjazdu. Vo vzdialenostiach dSOR kratších ako normalizačná vzdialenosť dSOR,0 , je funkcia smerovosti začiatku rozjazdu daná

Ak vzdialenosť dSOR prekračuje normalizačnú vzdialenosť dSOR,0 , smerová korekcia sa vynásobí a korekčným koeficientom, aby sa zohľadnilo, že smerovosť sa pri väčších vzdialenostiach od lietadla oslabuje; t. j.

Normalizačná vzdialenosť dSOR,0 je 762 m (2 500 stôp).

Postup v prípade, keď sa prijímače nachádzajú za každým segmentom rozjazdu pri vzlete a dojazdu lietadla po pristávaní

Funkcia Δ SOR opísaná v predchádzajúcej časti textu vo väčšine prípadov zachytáva výrazný vplyv smerovosti úvodnej časti rozjazdu pri vzlete v miestach za začiatkom rozjazdu (pretože je to najbližšie k prijímačom, s najvyšším pomerom rýchlosti prúdenia vzduchu a rýchlosti lietadla). Použitie takto stanovenej Δ SOR je však „zovšeobecnené“ na miesta za každým jednotlivým segmentom rozjazdu pri vzlete, ako aj dojazdu lietadla po pristávaní, takže nielen za bodom začiatku rozjazdu (v prípade vzletu).

Parametre dS a ψ sa vypočítajú vo vzťahu k začiatku každého jednotlivého segmentu rozjazdu/dojazdu lietadla.

Hladina udalosti Lseg pre miesto za daným segmentom rozjazdu pri vzlete alebo dojazdu lietadla po pristávaní sa vypočíta tak, aby bola v súlade s formou funkcie Δ SOR : predovšetkým sa vypočítava pre vzťažný bod letiska nachádzajúci sa na bočnej strane začiatočného bodu segmentu v rovnakej vzdialenosti dS ako skutočný bod, a ďalej sa upravuje s Δ SOR tak, aby sa získala hladina hlukovej udalosti v skutočnom bode.

To znamená, že v rôznych korekčných faktoroch v ďalej uvedených rovniciach sa majú používať geometrické parametre pre tento vzťažný bod nachádzajúci sa na bočnej strane začiatočného bodu:

kde Δ′ F je redukovanou formou podielu hluku vyjadreného v rovnici (2.7.46) v prípade q = 0 (pretože vzťažný bod sa nachádza na bočnej strane začiatočného bodu) a uvedomujúc si, že dλ sa vypočíta pomocou dS (a nie dp ):

2.7.20.    Hladina hlukovej udalosti L pohybu lietadla všeobecného letectva

Metóda opísaná v oddiele 2.7.19 sa vzťahuje na vrtuľové lietadlá všeobecného letectva, ak sa s nimi zaobchádza ako s vrtuľovými lietadlami, pokiaľ ide o vplyvy inštalácie.

Databáza ANP obsahuje údaje o viacerých lietadlách všeobecného letectva. Hoci ide často o najviac prevádzkované lietadlá všeobecného letectva, môžu sa vyskytnúť situácie, kedy je vhodné použiť dodatočné údaje.

V prípade, že konkrétne lietadlo všeobecného letectva buď nie je známe, alebo nie je v databáze ANP, odporúča sa použitie všeobecnejších údajov o lietadlách GASEPF a GASEPV. Tieto súbory údajov sa týkajú malých jednomotorových lietadiel všeobecného letectva s pevnou vrtuľou a variabilnou vrtuľou. Tabuľky s údajmi sú uvedené v prílohe I (tabuľky I-11, I-17)

2.7.21.    Metóda výpočtu hluku vrtuľníkov

Na výpočet hluku vrtuľníkov sa môže použiť rovnaká metóda výpočtu ako pre lietadlo s pevnými krídlami (ako sa uvádza v oddiele 2.7.14) za predpokladu, že vrtuľníky sa považujú za vrtuľové lietadlá a že sa na ne nevzťahujú vplyvy inštalácie súvisiace s prúdovými lietadlami. Tabuľky s údajmi pre dva rôzne súbory údajov sú uvedené v prílohe I (tabuľky I-18 až I-27).

2.7.22.    Hluk spojený s operáciami testovania motora (rozbeh), rolovaním a pomocnými energetickými jednotkami

V takýchto prípadoch, keď sa pokladá za potrebné modelovať hluk spojený s testovaním motorov a pomocnými energetickými jednotkami, sa modelovanie uskutočňuje podľa kapitoly o priemyselnom hluku. Hoci sa to zvyčajne nestáva, hluk z testov motora lietadla (niekedy označovaný ako „rozbehy motora“) na letiskách môže prispieť k vplyvom hluku. Zvyčajne sa vykonávajú na technické účely na kontrolu výkonu motora. Lietadlá sa umiestnia do bezpečnej vzdialenosti mimo budov, lietadiel, miest pohybu vozidiel alebo osôb, aby sa zabránilo škodám súvisiacim so silným prúdením výstupných plynov.

Na zabezpečenie dodatočnej ochrany a z dôvodu regulácie hluku môžu letiská, predovšetkým letiská so zariadeniami údržby, ktoré môžu viesť k častým testom motorov, nainštalovať tzv. „protihlukové ohrady“, trojstranné zábrany osobitne určené na odkláňanie a rozptýlenie silného prúdu výstupných plynov a hluku. Preskúmanie vplyvu hluku takýchto zariadení, ktorý sa môže ďalej tlmiť a znižovať prostredníctvom použitia dodatočných násypov alebo masívnych hlukových zábran, sa vykonáva najlepšie tak, že protihluková ohrada sa považuje za zdroj priemyselného hluku, a použije sa vhodný model šírenia hluku a zvuku.

2.7.23.    Výpočet kumulovaných hladín hluku

V oddieloch 2.7.14 až 2.7.19 sa opisuje výpočet hladiny zvukovej/hlukovej udalosti jedného pohybu lietadla na jednom pozorovateľskom mieste. Celková hluková expozícia na príslušnom mieste sa vypočíta akumuláciou hladín udalostí všetkých hlukovo významných pohybov lietadla, t. j. všetkých pohybov, v rámci príletu alebo odletu, ktoré majú vplyv na kumulovanú úroveň.

2.7.24.    Vážené ekvivalentné hladiny zvuku

Časovo vážené ekvivalentné hladiny zvuku, ktoré zohľadňujú všetku prijatú významnú akustickú energiu, sa vyjadria všeobecným spôsobom prostredníctvom vzorca

Sčítajú sa všetky N hlukové udalosti v časovom intervale T 0, na ktoré sa index hluku vzťahuje. LE,i je hladina hlukovej expozície jednej udalosti i-tej hlukovej udalosti. gi je faktor váženia závislý od obdobia dňa (zvyčajne definovaný pre deň, večer a noc). Faktorom gi sa vlastne násobí počet letov, ktoré sa uskutočnia počas presne stanovených období. Konštanta C môže mať rôzne významy (normalizačná konštanta, úprava na ročné obdobie atď.).

Pomocou vzťahu

kde Δi je vážená decibelová hodnota za i-té obdobie, možno rovnicu 2.7.56 upraviť na:

t. j. váženie obdobím dňa je vyjadrené dodatočnou kompenzáciou hladiny.

2.7.25.    Vážený počet operácií

Kumulovaná hladina hluku sa odhaduje na základe súčtu príspevkov všetkých jednotlivých typov alebo kategórií lietadiel lietajúcich na rôznych letových trasách, ktoré spolu tvoria letiskový scenár.

Na opísanie tohto postupu sčítania sa zavádzajú tieto indexy:

i	je index typu alebo kategórie lietadla,

j	je index letovej dráhy alebo čiastkovej dráhy (ak sú čiastkové dráhy definované),

k	je index segmentu letovej dráhy.

Mnohé indexy hluku – najmä ekvivalentné hladiny hluku –majú vo svojich definíciách koeficienty váženia závislé od obdobia dňa gi (rovnica 2.7.56 a 2.7.57).

Postup sčítania možno zjednodušiť zavedením „váženého počtu operácií“

Hodnoty Nij predstavujú počet operácií lietadla typu/kategórie i na dráhe (alebo čiastkovej dráhe) j v priebehu dňa, večera a noci ( 26 ).

Z rovnice (2.7.57) je (všeobecná) ekvivalentná hladina kumulovanej hladiny zvuku Leq v bode pozorovania (x,y)

T 0 je referenčné časové obdobie. Závisí od – podobne ako faktory váženia gi – konkrétnej definície použitého váženého indexu (napr. LDEN ). LE,ijk je príspevok hladiny hluku jednej udalosti zo segmentu dráhy k alebo čiastkovej dráhy j na prevádzku lietadla kategórie i. OdhadLE,ijk je podrobne opísaný v oddieloch 2.7.14 až 2.7.19.

2.7.26.    Výpočet štandardnej súradnicovej mriežky a jej spresnenie

Keď sa interpoláciou medzi hodnotami indexov v pravouhlých bodoch mriežky získavajú izofóny, ich presnosť závisí od výberu rozstupu mriežky (alebo veľkosti ôk) ΔG , najmä v bunkách, kde veľké gradienty v priestorovom usporiadaní indexu spôsobujú prudké zakrivenie izofón (pozri obrázok 2.7.s). Interpolačné chyby sa obmedzia zúžením rozstupu mriežky, ale keďže sa tým zvýši počet bodov mriežky, čas výpočtu sa predĺži. Pri optimalizácii štandardných ôk súradnicovej mriežky treba dbať na dosiahnutie rovnováhy medzi presnosťou modelovania a vynaloženým časom.

Obrázok 2.7.s

Štandardná súradnicová mriežka a jej spresnenie

Výrazným zlepšením efektívnosti výpočtu, vďaka ktorému sa dosiahnu presnejšie výsledky, je využiť neštandardnú mriežku na spresnenie interpolácie v kritických bunkách. Technika na obrázku 2.7.s spočíva v zúžení oka na určitých miestach, pričom hlavná časť mriežky zostane nezmenená. Je to veľmi jednoduché a dosiahne sa to prostredníctvom týchto krokov:

Ak treba súbor hodnôt indexu zlúčiť s inými hodnotami (napr. pri výpočte vážených indexov prostredníctvom sčítania osobitných izofón pre deň, večer a noc) je potrebné dbať na to, aby boli tieto osobitné mriežky identické.

2.7.27.    Používanie otočených súradnicových mriežok

V praxi býva v mnohých prípadoch skutočný tvar izofóny symetrický s priemetom dráhy na zemský povrch. V prípade, ak smer tejto dráhy nie je zosúladený s výpočtovou mriežkou, to môže viesť k asymetrickému tvaru izofóny.

Obrázok 2.7.t

Používanie otočenej súradnicovej mriežky

Najjednoduchším spôsobom, ako tomuto účinku zabrániť, je zúžiť mriežku. Toto však predlžuje čas výpočtu. Dômyselnejším riešením je otočiť výpočtovú mriežku tak, aby jej smerovanie bolo rovnobežné s priemetom hlavnej dráhy na zemský povrch (t. j. zvyčajne súbežné s hlavnou vzletovou a pristávacou dráhou). Na obrázku 2.7.t je zobrazený účinok takéhoto otočenia mriežky na tvar izofóny.

2.7.28.    Vytýčenie izofón

Z časového hľadiska veľmi úsporný algoritmus, pri ktorom nie je potrebné vypočítavať celý súbor hodnôt indexu mriežky s trochu nižšou výpočtovou zložitosťou, je vytýčiť trajektóriu bod po bode. Táto možnosť si vyžaduje dva základné kroky, ktoré treba vykonať a opakovať (pozri obrázok 2.7.u):

Obrázok 2.7.u

Koncepcia algoritmu vytýčenia

Krok 1 je nájsť prvý bod P1 na izofóne. Nájde sa pomocou výpočtu hladín indexov hluku L v rovnako od seba vzdialených krokoch pozdĺž „lúča hľadania“, o ktorom sa predpokladá, že pretína požadovanú izofónu hladiny LC . Po pretnutí izofóny, pri rozdiele δ = LC – L, sa zmení znamienko. Ak k tomu dôjde, šírka kroku pozdĺž lúča sa zníži o polovicu a smer vyhľadávania sa obráti. Takto sa pokračuje, až kým δ nie je nižší ako vopred stanovená hodnota prahu presnosti.

Krok 2, ktorý sa opakuje, až kým nie je izofóna dostatočne vymedzená, je nájsť ďalší bod na izofóne LC – ktorý sa nachádza v určitej lineárnej vzdialenosti r od aktuálneho bodu. Počas za sebou nasledujúcich krokov v určitom uhle sa vypočítajú hladiny indexov a rozdiely δ na koncoch vektorov opisujúcich oblúk s polomerom r. Podobným znížením na polovicu a obrátením prírastkov, v tomto prípade v smere vektora, sa nasledujúci bod izofóny určí s vopred stanovenou presnosťou.

Obrázok 2.7.v

Geometrické parametre definujúce podmienky algoritmu vytýčenia

Je potrebné stanoviť určité obmedzenia, aby sa zaručilo, že izofóna je odhadnutá s dostatočnou presnosťou (pozri obrázok 2.7.v):

Φn · max(Δcn – 1 , Δcn ) ≤ ε (ε≈ 15 m)

kde f n je rozdiel medzi smermi tetív.

Zo skúseností s týmto algoritmom vyplýva, že sa musia vypočítať v priemere 2 až 3 hodnoty indexov, aby sa stanovil bod izofóny s presnosťou viac ako 0,01 dB.

Najmä v prípade, keď sa musia vypočítať veľké izofóny, tento algoritmus veľmi výrazne skracuje čas výpočtu. Treba však poznamenať, že jeho realizácia si vyžaduje skúsenosti, najmä v prípade, keď sa izofóna rozdelí na samostatné ostrovčeky.

2.8.    Priradenie hladín hluku a obyvateľstva k budovám

Na posúdenie hlukovej expozície obyvateľstva sa berú do úvahy iba obytné budovy. K budovám, ktoré sa nevyužívajú na bývanie, ako sú školy, nemocnice, budovy s kancelárskymi priestormi alebo závody, sa nepriradia nijakí ľudia. Priradenie obyvateľstva k obytným budovám je založené na najnovších oficiálnych údajoch (v závislosti od príslušných predpisov členského štátu).

Keďže sa výpočet hluku lietadla vykonáva na mriežke s rozlíšením 100 m × 100 m, v konkrétnom prípade hluku lietadiel sa hladiny interpolujú na základe hladín hluku v najbližšej súradnicovej mriežke.

Určenie počtu obyvateľov v budove

Počet obyvateľov obytnej budovy je dôležitým medziparametrom na odhad vystavenia hluku. Žiaľ, údaje o tomto parametri nie sú vždy k dispozícii. Nižšie je uvedené, ako sa tento parameter môže odvodiť z ľahšie dostupných údajov.

Symboly použité v nasledujúcom texte:

BA

=

základná plocha budovy

DFS

=

obytná podlahová plocha

DUFS

=

podlahová plocha bytovej jednotky

H

=

výška budovy

FSI

=

obytná podlahová plocha na obyvateľa

Inh

=

počet obyvateľov

NF

=

počet poschodí

V

=

objem obytných budov

Na výpočet počtu obyvateľov sa použije buď postup pre prípad 1 alebo pre prípad 2 v závislosti od dostupnosti údajov.

Prípad 1: údaje o počte obyvateľov sú k dispozícii

1A :

Počet obyvateľov je známy alebo bol odhadnutý na základe bytových jednotiek. V tomto prípade je počet obyvateľov budovy súčtom počtu obyvateľov všetkých bytových jednotiek v budove:

1B :

Počet obyvateľov je známy len pre jednotky väčšie ako budovy, napr. časti mestských blokov, mestské bloky, štvrte alebo dokonca celé obce. V tomto prípade sa počet obyvateľov budovy odhaduje na základe objemu budovy:

Index „total“ sa tu vzťahuje na príslušnú posudzovanú jednotku. Objem budovy je súčinom jej základnej plochy a výšky:

Ak je výška budovy neznáma, odhadne sa na základe počtu poschodí NFbuilding ,, pričom sa predpokladá priemerná výška poschodia 3 m.

Ak nie je známy ani počet poschodí, použije sa štandardná hodnota pre počet poschodí, ktorá je reprezentatívna pre danú štvrť alebo mestskú časť.

Celkový objem obytných budov posudzovaného objektu Vtotal sa vypočíta ako súčet objemov všetkých obytných budov v jednotke:

Prípad 2: údaje o počte obyvateľov nie sú k dispozícii

V tomto prípade sa počet obyvateľov odhaduje na základe obytnej podlahovej plochy na obyvateľa FSI. Ak tento parameter nie je známy, použije sa vnútroštátna štandardná hodnota.

2A :

Obytná podlahová plocha je známa na základe bytových jednotiek. V tomto prípade sa počet obyvateľov každej bytovej jednotky odhaduje takto:

Počet obyvateľov budovy sa teraz môže odhadnúť ako v uvedenom prípade 1A.

2B :

Obytná podlahová plocha je známa pre celú budovu, t. j. súčet obytných podlahových plôch všetkých bytových jednotiek v budove je známy. V tomto prípade sa počet obyvateľov odhaduje takto:

2C :

Obytná podlahová plocha je známa iba pre jednotky väčšie ako budovy, napr. časti mestských blokov, mestské bloky, štvrte alebo dokonca celé obce.

V tomto prípade sa počet obyvateľov budovy odhaduje na základe objemu budovy, ako sa opisuje v uvedenom PRÍPADE 1B, pričom celkový počet obyvateľov sa odhadne takto:

2D :

Obytná podlahová plocha nie je známa. V tomto prípade sa počet obyvateľov budovy odhaduje podľa opisu v uvedenom prípade 2B, s obytnou podlahovou plochou odhadnutou takto:

Faktor 0,8 je konverzný faktor hrubá podlahová plocha poschodia → obytná podlahová plocha. Ak je známy iný faktor, ktorý je reprezentatívny pre danú oblasť, musí sa použiť namiesto neho a jasne zdokumentovať.

Ak je počet poschodí budovy neznámy, odhadne sa na základe výšky budovy, Hbuilding , čoho výsledkom je spravidla neceločíselný počet poschodí:

Ak nie je známa výška budovy ani počet poschodí, použije sa štandardná hodnota pre počet poschodí reprezentatívna pre danú štvrť alebo mestskú časť.

Priradenie bodov príjmu k fasádam budov

Posúdenie hlukovej expozície obyvateľstva je založené na hladinách bodoch príjmu v 4-metrovej výške nad terénom pred fasádami obytných budov.

Na výpočet počtu obyvateľov sa v prípade zdrojov hluku nachádzajúcich sa na zemi použije buď nižšie uvedený postup pre prípad č. 1 alebo pre prípad č. 2. Pokiaľ ide o hluk lietadiel vypočítaný podľa časti 2.6, všetci obyvatelia budovy sú spojení s najbližším bodom výpočtu na mriežke.

Prípad 1

Prípad 2

3.   Vstupné údaje

Vstupné údaje, ktoré sa majú použiť ako vhodné v súvislosti s uvedenými metódami, sú uvedené v dodatku F k dodatku I.

V prípadoch, keď sa vstupné údaje uvedené v dodatku F k dodatku I neuplatňujú alebo spôsobujú odchýlky od skutočnej hodnoty, ktoré nespĺňajú podmienky uvedené v 2.1.2 a 2.6.2, sa môžu použiť iné hodnoty za predpokladu, že použité hodnoty a metodika na ich odvodenie sú dostatočne zdokumentované vrátane preukázania ich vhodnosti. Tieto informácie sa zverejnia.

4.   Metódy merania

V prípadoch, keď sa z akéhokoľvek dôvodu vykonávajú merania, tieto musia byť v súlade so zásadami, ktorými sa riadia dlhodobé priemerné merania stanovené v normách ISO 1996-1:2003 a ISO 1996-2:2007, alebo pre hluk lietadiel v norme ISO 20906:2009.

---

Dodatok A

Požiadavky na údaje

Oddiel 2.7.6 hlavného textu všeobecne opisuje požiadavky týkajúce sa údajov, špecifických pre každý jednotlivý prípad, ktoré opisujú letisko a jeho prevádzku, potrebné na výpočty izofóny hlučnosti. V tabuľkách s technickými špecifikáciami uvedených nižšie budú ako príklad uvedené údaje o hypotetickom letisku. Špecifické formáty údajov budú spravidla závisieť od požiadaviek a potrieb konkrétneho systému modelovania hluku, ako aj od scenára danej štúdie.

Poznámka: Odporúča sa, aby sa geografické informácie (vzťažné body atď.) uvádzali v karteziánskych súradniciach. Výber konkrétneho súradnicového systému zvyčajne závisí od máp, ktoré sú k dispozícii.

A1   VŠEOBECNÉ ÚDAJE O LETISKU

A2   OPIS VZLETOVEJ A PRISTÁVACEJ DRÁHY

V prípade posunutých prahov vzletovej a pristávacej dráhy sa môže opis dráhy zopakovať, alebo sa tieto prahy dajú opísať v oddiele venovanom opisu priemetu dráhy na zemský povrch.

A3   OPIS PRIEMETU DRÁHY NA ZEMSKÝ POVRCH

Ak chýbajú radarové údaje, na opis konkrétneho priemetu dráhy na zemský povrch sú potrebné nasledujúce informácie:

A4   OPIS LETECKEJ PREMÁVKY

A5   TABUĽKA S TECHNICKOU ŠPECIFIKÁCIOU LETOVÝCH POSTUPOV

Lietadlo uvedené ako príklad v kapitole 3 Boeing 727-200 odvodené z údajov radaru podľa pokynov stanovených v oddiele 2.7.9 hlavného textu.

Príklad na profil postupu na základe údajov o lietadlách uložených v databáze ANP:

---

Dodatok B

Výpočty letového výkonu

Vymedzenie pojmov a symbolov

Pojmy a symboly použité v tomto dodatku sa zhodujú s tými, ktoré bežne používajú odborníci v oblasti výkonnosti lietadiel. Niektoré základné pojmy sú pre používateľov, ktorí s nimi nie sú oboznámení, stručne vysvetlené nižšie. Na minimalizáciu konfliktu s hlavnou časťou tejto metódy sú symboly v tomto dodatku vo väčšine prípadov definované osobitne. Veličinám, ktoré sú uvedené v hlavnej časti metódy, sú priradené spoločné symboly; niektoré symboly, ktoré sa v tomto doplnku používajú iným spôsobom, sú označené hviezdičkou (*). Súbežne sa tu vyskytujú niektoré jednotky používané v USA a jednotky sústavy SI; aj toto slúži na zachovanie konvencií, s ktorými sú oboznámení užívatelia z rôznych disciplín.

Pojmy

Zlomový bod

Pozri redukovaný výkon

Kalibrovaná rýchlosť letu

(Označovaná aj ako ekvivalentná alebo indikovaná rýchlosť letu.) Rýchlosť lietadla relatívna ku vzduchu, zaznamenaná kalibrovaným nástrojom na lietadle. Pravá vzdušná rýchlosť, ktorá je obvykle vyššia, sa dá vypočítať z kalibrovanej rýchlosti letu, ak je známa hustota vzduchu.

Korigovaný čistý ťah

Čistý ťah je hnacia sila motora na nosnej konštrukcii lietadla. Pri určitom nastavení výkonu (napr. EPR alebo N 1) klesá v dôsledku klesajúcej hustoty vzduchu s tým, ako sa zvyšuje nadmorská výška lietadla; korigovaný čistý ťah je ťah motora na hladine mora.

Redukovaný výkon

Pri určitých maximálnych teplotách komponentov ťah motora v dôsledku zvyšovania teploty okolitého ovzdušia klesá – a naopak. To znamená, že existuje kritická teplota vzduchu, po presiahnutí ktorej nemožno dosiahnuť menovitý ťah. V prípade väčšiny moderných motorov sa to označuje ako „teplota redukovaného výkonu“, pretože pri nižších teplotách vzduchu sa ťah automaticky obmedzí na menovitý ťah s cieľom maximalizovať životnosť. Ťah pri teplotách vyšších ako teplota redukovaného výkonu – ktoré sa často označujú ako zlomový bod alebo zlomová teplota – aj tak klesá.

Rýchlosť

Veľkosť vektora rýchlosti lietadla (vo vzťahu k súradnicovému systému letiska).

Menovitý ťah

Životnosť motora lietadla veľmi závisí od prevádzkových teplôt jeho komponentov. Čím vyšší je vyvinutý výkon alebo ťah, tým vyššie sú teploty a tým kratšia je životnosť. S cieľom nájsť rovnováhu medzi výkonom a životnosťou sú motorom s redukovanou výkonnosťou priradené hodnoty ťahu motorov pre vzlet, stúpanie a cestovnú fázu letu, ktoré definujú bežné maximálne nastavenia výkonu.

Parameter nastavenia ťahu

Pilot si nemôže vybrať konkrétny ťah motora; namiesto toho si zvolí vhodné nastavenie tohto parametra, ktoré sa zobrazuje v pilotnej kabíne. Zvyčajne je to buď kompresný pomer motora (EPR) alebo rotačná rýchlosť nízkotlakového rotora (alebo ventilátora) (N 1).

Symboly

Veličiny sú bezrozmerné, pokiaľ nie je uvedené inak. Symboly a skratky, ktoré nie sú uvedené nižšie, sa používajú len ojedinele a sú definované v texte. Dolné indexy 1 a 2 označujú podmienky na začiatku a konci segmentu, v uvedenom poradí. Čiary nad znakom označujú stredné hodnoty segmentov, t. j. priemer počiatočných a koncových hodnôt.

a	Priemerné zrýchlenie, v stopách/s2

amax	Maximálne možné zrýchlenie, v stopách/s2

A, B, C, D

Koeficienty klapiek

E, F, GA,B, H

Koeficienty ťahu motora

Fn	Čistý ťah motora, lbf

Fn/δ	Korigovaný čistý ťah motora, v lbf

G	Gradient stúpania

G′	Gradient stúpania s vypnutým motorom

GR	Stredný gradient vzletovej a pristávacej dráhy, pri stúpaní je kladný

g	Gravitačné zrýchlenie, v stopách/s2

ISA	Medzinárodná štandardná atmosféra

N *	Počet motorov dodávajúcich ťah

R	Pomer koeficientov odporu a vztlaku CD/CL

ROC	Rýchlosť stúpania segmentu (v stopách/min)

s	Pozemná vzdialenosť na priemete dráhy na zemský povrch, v stopách

sTO8	Dĺžka vzletu do dosiahnutia čelného vetra 8 uzlov, v stopách

sTOG	Dĺžka vzletu korigovaná o w a GR , v stopách

sTOw	Dĺžka vzletu do dosiahnutia čelného vetra w, v stopách

T	Teplota vzduchu, v °C

TB	Teplota zlomového bodu, v °C

V	Traťová rýchlosť, v uzloch

VC	Kalibrovaná rýchlosť letu, v uzloch

VT	Pravá vzdušná rýchlosť, v uzloch

W	Hmotnosť letúna, v librách

w	Rýchlosť čelného vetra, v uzloch

Δs	Dĺžka segmentu pri bezvetrí projektovaná na priemet dráhy na zemský povrch, v stopách

Δsw	Projekcia dĺžky segmentu na zemský povrch korigovaná o rýchlosť čelného vetra, v stopách

δ	p/po, pomer medzi tlakom okolitého vzduchu letúna a štandardným tlakom vzduchu na strednej hladine mora: po = 101,325 kPa (alebo 1 013,25 mb)

ε	Uhol priečneho náklonu, v radiánoch

γ	Uhol stúpania/klesania, v radiánoch

θ	(T + 273,15)/(T0 + 273,15) pomer medzi teplotou vzduchu v nadmorskej výške a štandardnou teplotou vzduchu na strednej hladine mora: T0 = 15,0 °C

σ *	ρ/ρ0 = pomer medzi hustotou vzduchu v nadmorskej výške a hodnotou nameranou na strednej hladine mora: (platí tiež σ = δ/θ)

B1   ÚVOD

Syntéza dráhy letu

V tomto dodatku sa odporúčajú predovšetkým postupy na výpočet profilu letu letúna na základe stanovených aerodynamických parametrov a parametrov pohonných jednotiek, hmotnosti letúna, atmosférických podmienok, priemetu dráhy na zemský povrch a prevádzkového postupu (konfigurácia letu, nastavenie výkonu, dopredná rýchlosť, vertikálna rýchlosť atď.). Prevádzkový postup je opísaný súborom procedurálnych krokov, ktoré predpisujú, ako letieť v danom profile letu.

Profil letu pri vzlete alebo priblížení je znázornený radom priamočiarych segmentov, ktorých konce sa označujú ako profilové body. Vypočíta sa pomocou aerodynamických a ťahových rovníc obsahujúcich množstvo koeficientov a konštánt, ktoré musia byť dostupné pre konkrétnu kombináciu konštrukcie lietadla a motora. Tento postup výpočtu je opísaný v texte ako proces syntézy dráhy letu.

Okrem parametrov výkonnosti letúna, ktoré možno získať z databázy ANP, si tieto rovnice vyžadujú špecifikáciu 1. celkovej hmotnosti letúna; 2. počtu motorov; 3. teploty vzduchu; 4. výšky vzletovej a pristávacej dráhy a 5. procedurálnych krokov (vyjadrených z hľadiska nastavenia výkonu, vychýlenia klapiek, vzdušnej rýchlosti a počas zrýchľovania aj priemernej miery stúpania/klesania) pre každý segment počas vzletu a približovania. Každý segment sa potom bude klasifikovať ako rozjazd alebo dojazd na dráhe, vzlet alebo pristátie, stúpanie pri konštantnej rýchlosti, zníženie výkonu, zrýchlenie stúpania so zatiahnutím alebo bez zatiahnutia klapiek, klesanie so spomalením alebo bez spomalenia a/alebo vysunutím klapiek alebo posledné priblíženie pred pristátím. Profil letu sa vytvára postupne, pričom počiatočné parametre každého segmentu sú rovnaké ako parametre na konci predchádzajúceho segmentu.

Parametre aerodynamického výkonu uvedené v databáze ANP sú určené na získanie dostatočne presnej predstavy o skutočnej dráhe letu letúna za stanovených referenčných podmienok (pozri oddiel 2.7.6 hlavného textu). Ukázalo sa však, že aerodynamické parametre a koeficienty motora zodpovedajú teplotám vzduchu do 43 °C, letiskám s nadmorskou výškou do 4 000  stôp a rozsahom hmotností vymedzených v databáze ANP. Tieto rovnice tak umožňujú výpočet dráhy letu aj pri iných podmienkach, t. j. inej než referenčnej rýchlosti letúna, rýchlosti vetra, teplote vzduchu, výške vzletovej a pristávacej dráhy (tlaku vzduchu), zvyčajne s dostatočnou presnosťou na výpočet izofóny priemerných hladín hluku v okolí letísk.

Oddiel B-4 vysvetľuje, ako sa pri odletoch zohľadňujú vplyvy letu pri otáčaní pri odletoch. To umožňuje zohľadniť pri výpočte vplyvov bočnej smerovosti (vplyvy inštalácie) aj uhol priečneho náklonu. Počas letu pri otáčaní sa zároveň spravidla znížia gradienty stúpania v závislosti od polomeru otáčania a rýchlosti letúna. (Vplyvy otáčania počas priblíženia pred pristátím sú zložitejšie a nateraz nie sú zahrnuté. Len výnimočne však dokážu výraznejšie ovplyvniť izofónu hlučnosti.)

Oddiely B-5 až B-9 opisujú odporúčanú metodiku na vytváranie letových profilov odletu na základe koeficientov databázy ANP a procedurálnych krokov.

Oddiely B-10 a B-11 opisujú odporúčanú metodiku na vytváranie letových profilov priblíženia na základe koeficientov databázy ANP a letových postupov.

Oddiel B-12 poskytuje spracované príklady týchto výpočtov.

Na určenie čistého ťahu vyvinutého prúdovými motormi a vrtuľami slúžia samostatné súbory rovníc. Pokiaľ nie je uvedené inak, rovnice na výpočet aerodynamického výkonu letúna platia rovnako pre prúdové a vrtuľové letúny.

Použité matematické symboly sú definované na začiatku tohto dodatku a/alebo na mieste, kde boli uvedené po prvýkrát. Vo všetkých rovniciach musia byť jednotky koeficientov a konštánt samozrejme v súlade s jednotkami príslušných parametrov a premenných. Na dosiahnutie súladu s databázou ANP sa tento dodatok riadi konvenciami inžinierstva výkonnosti lietadiel; vzdialenosti a výšky sú uvedené v stopách (ft), rýchlosť v uzloch (kt), hmotnosť v librách (lb), sila v librách sily (korigovaný čistý ťah pri vysokej teplote) atď. – aj keď niektoré veličiny (napr. atmosférické) sú vyjadrené v jednotkách SI. Tvorcovia modelov využívajúci iné jednotkové systémy by mali pri prispôsobovaní týchto rovníc pre vlastné potreby veľmi pozorne uplatniť príslušné prepočítavacie koeficienty.

Analýza dráhy letu

V niektorých aplikáciách modelovania sa informácie o dráhe letu poskytujú nie vo forme procedurálnych krokov, ale ako polohové a časové súradnice určené zvyčajne analýzou radarových údajov. Spomína sa to v oddiele 2.7.7 hlavného textu. V tomto prípade sa rovnice uvedené v tomto dodatku používajú „obrátene“, t. j., parametre ťahu motora sa odvodia z pohybu lietadla, a nie naopak. Vo všeobecnosti platí, že ak boli stanovené priemerné údaje o dráhe letu a obmedzené na hodnotu segmentu, každý segment sa klasifikuje podľa toho, či ide o stúpanie alebo klesanie, zrýchlenie alebo spomalenie a podľa zmien ťahu a klapiek. Je to pomerne jednoduché v porovnaní so syntézou, ktorá často zahŕňa iteratívne procesy.

B2   ŤAH MOTORA

Hnacia sila motora je jednou z piatich veličín, ktoré je potrebné definovať na konci každého segmentu dráhy letu (ostatné sú výška, rýchlosť, nastavenie výkonu a uhol priečneho náklonu). Čistý ťah predstavuje zložku hrubého ťahu motora, ktorý je k dispozícii pre pohon. Pri aerodynamických a akustických výpočtoch sa čistý ťah vzťahuje na štandardný tlak vzduchu v strednej hladine mora. Označuje sa ako korigovaný čistý ťah Fn /δ.

Bude to buď čistý ťah pri prevádzke v konkrétnom ťahovom nastavení alebo čistý ťah, ktorý vznikne, ak je parameter nastavenia ťahu nastavený na určitú konkrétnu hodnotu. V prípade turbokompresorových prúdových motorov alebo turbodúchadlových motorov, ktoré sú v prevádzke v špecifickom ťahovom nastavení, je korigovaný čistý ťah daný rovnicou

kde

Fn	je čistý ťah motora, v librách sily (lbf)

δ	je pomer medzi tlakom okolitého ovzdušia na letún s štandardným tlakom vzduchu v strednej hladine mora, t. j. 101,325 kPa (alebo 1 013,25 mb) [ref. 1]

Fn /δ

je korigovaný čistý ťah motora, v lbf

VC	je kalibrovaná rýchlosť letu, v uzloch

T	je teplota okolitého ovzdušia, v ktorom letí letún, v °C, a

E, F, GA, GB, H

sú konštanty ťahu motora alebo koeficienty pre teploty nižšie ako teplota redukovaného výkonu motora v danom ťahovom nastavení (v aktuálnom segmente vzletu/stúpania alebo dráhy letu priblíženia), v lb.s/ft, lb/ft, lb/ft2, lb/°C. Možno ich získať z databázy ANP.

V databáze ANP sú aj údaje, ktoré majú umožniť výpočet nemenovitého ťahu ako funkciu parametra nastavenia ťahu. Niektorí výrobcovia definujú tento parameter ako kompresný pomer motora EPR, iní ako rotačnú rýchlosť nízkotlakového rotora alebo rýchlosť ventilátora N 1. Ak je týmto parametrom EPR, rovnica B-1 sa nahrádza takto:

Kde K 1 a K 2 sú koeficienty z databázy ANP ktoré sa týkajú korigovaného čistého ťahu a kompresného pomeru motora v blízkosti sledovaného kompresného pomeru motora pre uvedené Machovo číslo letúna.

Ak je týmto parametrom, ktorý posádka pilotnej kabíny použila na nastavenie ťahu, rotačná rýchlosť motora N1 , všeobecná ťahová rovnica bude potom takáto:

kde:

N 1	je rotačná rýchlosť nízkotlakového rotora (alebo ventilátora) a stupňov turbíny, v %,

θ	= (T + 273)/288,15, pomer absolútnej celkovej teploty na vstupe sania motora voči absolútnej štandardnej teplote v strednej hladine more [ref. 1],

je korigovaná rotačná rýchlosť nízkotlakového rotora, v % a

K 3, K 4

sú konštanty odvodené z údajov o inštalovanom motore zahŕňajúce hľadané rýchlosti N1 .

V tejto súvislosti stojí za pozornosť, že v prípade konkrétneho letúna by veličiny E, F, GA, GB a H v rovniciach B-2 a B-3 mohli mať iné hodnoty než tie, ktoré sú uvedené v rovnici B-1.

Nie každý termín v uvedenej rovnici bude vždy významný. Napríklad v prípade motorov s redukovaným výkonom prevádzkovaných pri teplote vzduchu pod zlomovým bodom (zvyčajne 30 °C) možno nebude potrebné uvádzať termín teploty. Pre motory, ktoré nemajú redukovaný výkon, sa pri označovaní menovitého ťahu musí brať do úvahy teplota okolitého ovzdušia. Pri teplotách nad teplotou motora s redukovaným výkonom sa na stanovenie úrovne ťahu musí použiť odlišný súbor koeficientov ťahu motora (E, F, GA, GB a H) high . Obvyklým postupom by bolo vypočítať Fn /δ pomocou koeficientov nízkej teploty a koeficientov vysokej teploty a použiť vyššiu hladinu ťahu pre teploty nižšie ako teplota redukovaného výkonu a použiť nižšiu vypočítanú úroveň ťahu pre teploty vyššie ako teplota redukovaného výkonu.

Ak sú k dispozícii len koeficienty ťahu pre nízke teploty, je možné použiť nasledujúci vzťah:

kde:

(Fn /δ) high

korigovaný čistý ťah pre vysoké teploty (v lbf),

TB	teplota bodu zlomu (ak nie je známa končená hodnota, predpokladá sa východisková hodnota 30 °C).

V databáze ANP sa stanovujú hodnoty pre konštanty a koeficienty v rovniciach B-1 až B-4.

Pre vrtuľové letúny by sa mal korigovaný čistý ťah motora zistiť z grafov alebo vypočítať pomocou rovnice

kde

η	je účinnosť vrtule pre konkrétne vrtuľové zariadenie a je funkciou rotačnej rýchlosti vrtule a letovej rýchlosti letúna

VT	je skutočná rýchlosť letu, v uzloch

Pp	je čistá hnacia sila pre danú letovú podmienku, napr. maximálna sila vzletu alebo maximálna sila stúpania, v hp

Parametre rovnice B-5 pre nastavenia maximálneho ťahu pri vzlete a maximálneho ťahu pri stúpaní sú uvedené v databáze ANP.

Skutočná rýchlosť letu VT sa odhaduje z kalibrovanej rýchlosti letu VC pomocou vzťahu

kde σ je pomer medzi hustotou vzduchu v letúne a hodnotou na strednej hladine mora.

Pokyny pre prevádzku so zníženým vzletovým ťahom

Vzletová hmotnosť lietadla je často nižšia než maximálne povolená hmotnosť a/alebo dĺžka dostupnej vzletovej a pristávacej dráhy presahuje minimálnu dĺžku požadovanú pri použití maximálneho ťahu pri vzlete. V týchto prípadoch je bežnou praxou znížiť ťah motora pod maximálne úrovne v záujme predĺženia životnosti motora a v niektorých prípadoch aj na účely zníženia hluku. Ťah motora sa môže znížiť len na úroveň, pri ktorej sa zachová požadovaná úroveň bezpečnosti. Postup výpočtu, ktorí používajú prevádzkovatelia leteckých služieb na určenie miery redukcie ťahu, sa príslušným spôsobom reguluje. Je zložitý a zohľadňuje množstvo faktorov vrátane vzletovej hmotnosti, teploty okolitého ovzdušia, oznámených vzdialeností vzletovej a pristávacej dráhy, výšky vzletovej a pristávacej dráhy a kritéria bezpečnej výšky nad prekážkami pre danú vzletovú a pristávaciu dráhu. Preto sa veľkosť zníženia ťahu pri jednotlivých letoch líši.

Keďže prevádzka so zníženým ťahom môže mať veľký vplyv na izofónu hlučnosti pri odletoch, tvorcovia modelov by mali lety s redukovaným ťahom primerane zohľadniť a v záujme získania najlepších možných pravidiel by mali prevádzkovateľov požiadať o praktické poradenstvo.

Ak takéto poradenstvo nie je k dispozícii, aj tak sa odporúča vytvoriť určitú rezervu alternatívnymi prostriedkami. Nie je praktické kopírovať na účely modelovania hluku výpočty prevádzkovateľov; nebolo by ani vhodné používať ich vzhľadom na konvenčné zjednodušenia a aproximácie, ktoré slúžia na výpočet dlhodobých priemerných hladín hluku. Ako vhodná alternatíva môžu poslúžiť nasledujúce pokyny. Treba zdôrazniť, že v tejto oblasti prebieha intenzívny výskum a tieto pokyny sa môžu zmeniť.

Z analýzy zapisovača letových údajov (FDR) vyplýva, že úroveň zníženia ťahu veľmi úzko súvisí s pomerom medzi skutočnou vzletovou hmotnosťou a regulovanou vzletovou hmotnosťou (RTOW) až po stanovenú spodnú hranicu ( 27 ); t. j.,

kde (Fn /δ) max je maximálny menovitý ťah, W je skutočná celková vzletová hmotnosť a WRTOW je regulovaná vzletová hmotnosť.

RTOW predstavuje maximálnu vzletovú hmotnosť, ktorá sa môže bezpečne používať pri rešpektovaní požiadaviek týkajúcich sa dĺžky vzletovej dráhy, vypnutia motora a prekážok. Je funkciou dostupnej dĺžky vzletovej a pristávacej dráhy, výšky letiska, teploty, čelného vetra a uhla vychýlenia klapiek. Tieto informácie možno získať od prevádzkovateľov a mali by byť dostupnejšie ako údaje o skutočných úrovniach zníženia ťahu. Môžu sa prípadne vypočítať na základe údajov z letovej príručky lietadla.

Redukovaný ťah pri stúpaní

Ak sa používa redukovaný ťah pri vzlete, prevádzkovatelia často, ale nie vždy, redukujú pri stúpaní ťah z hodnôt nižších, než sú maximálne úrovne ( 28 ). Tým sa predchádza vzniku situácií, keď sa na konci počiatočného stúpania pri vzletovom ťahu musí výkon zvýšiť, a nie obmedziť. Nájsť dôvody, ktoré by mali všeobecnú platnosť, je však v tomto prípade ťažšie. Niektorí prevádzkovatelia používajú pevne stanovené zarážky nižšie než úroveň maximálneho ťahu pri stúpaní, niekedy sa označujú ako stúpanie 1 a stúpanie 2, ktoré zvyčajne znižujú ťah stúpania o 10 a 20 percent oproti maximu. Odporúča sa, aby sa vždy, keď sa použije redukovaný ťah pri vzlete, znížila aj úroveň ťahu pri stúpaní o 10 percent.

B3   VERTIKÁLNE PROFILY TEPLOTY, TLAKU A HUSTOTY VZDUCHU A RÝCHLOSTI VETRA

Na účely tohto dokumentu sa zmeny teploty, tlaku a hustoty vo výške nad strednou hladinou mora chápu ako zmeny medzinárodnej štandardnej atmosféry. Metodiky opísané ďalej boli overené pre letiská s nadmorskou výškou do 4 000  stôp nad morom a pre teploty vzduchu do 43 °C (109 F).

Hoci sa v skutočnosti priemerná rýchlosť vetra mení so zmenou výšky a času, z praktických dôvodov sa to zvyčajne pri modelovaní izofóny hlučnosti nezohľadňuje. Namiesto toho rovnice letového výkonu uvedené nižšie vychádzajú zo všeobecného predpokladu, že letún smeruje vždy priamo do (východiskového) čelného vetra s rýchlosťou 8 uzlov – bez ohľadu na údaje kompasu (hoci vo výpočtoch šírenia zvuku sa stredná rýchlosť vetra neberie vyslovene do úvahy). Uvádzajú sa aj metódy na prispôsobenie výsledkov pre iné rýchlosti čelného vetra.

B4   VPLYVY OTÁČANIA

Vo zvyšnej časti tohto dodatku sa vysvetľuje, ako možno vypočítať požadované vlastnosti segmentov priľahlých k profilovým bodom s,z, ktoré definujú dvojrozmernú dráhu letu vo vertikálnej rovine nad priemetom dráhy na zemský povrch. Segmenty sú definované v poradí v smere pohybu. Na konci každého segmentu (alebo na začiatku rozjazdu v prípade prvého segmentu odletu), keď sú definované prevádzkové parametre a ďalší procedurálny krok, je potrebné vypočítať uhol stúpania a vzdialenosť dráhy do bodu, kde sa dosiahne požadovaná výška a/alebo rýchlosť.

Ak je táto dráha priama, pokryje sa jediným profilovým segmentom, ktorého geometriu možno určiť priamo (hoci niekedy s určitým stupňom iterácie). Ale ak sa začína alebo končí otáčanie, alebo sa mení jeho polomer alebo smer ešte predtým, než sa dosiahnu požadované koncové podmienky, jeden segment by nestačil, pretože s meniacim sa uhlom priečneho náklonu sa mení aj vztlak a odpor lietadla. Na zohľadnenie vplyvov otáčania na stúpanie je potrebné pridať ďalšie profilové segmenty, ktoré umožnia tento postupový krok realizovať – a to nasledujúcim spôsobom.

Tvorba priemetu dráhy na zemský povrch je opísaná v oddiele 2.7.13 textu. Uskutočňuje sa to nezávisle od akéhokoľvek profilu letu lietadla (hoci je potrebné dbať o to, aby sa nedefinovali otáčania, ktoré by sa nemohli uskutočniť za normálnych prevádzkových obmedzení). Keďže je však profil letu – výška a rýchlosť ako funkcia vzdialenosti trate – ovplyvnený otáčaním, nemožno ho určiť nezávisle od priemetu dráhy na zemský povrch.

Na zachovanie rýchlosti pri otáčaní sa musí zvýšiť aerodynamický vztlak krídla, aby sa vyvážila odstredivá sila ako aj hmotnosť lietadla. Tým sa zvýši odpor a následne aj požadovaný propulzívny ťah. Vplyvy otáčania sú v rovniciach na výpočet výkonu vyjadrené ako funkcie uhla priečneho náklonu ε, ktorý je pre lietadlo vo vodorovnej letovej hladine otáčajúce sa pri konštantnej rýchlosti na kruhovej dráhe daný vzťahom

Pri všetkých otáčaniach sa predpokladá, že majú konštantný polomer a druhoradé vplyvy spojené s nevodorovnými dráhami letu sa neberú do úvahy; uhly priečneho náklonu vychádzajú len z polomeru otáčania r na priemete dráhy na zemský povrch.

Na vykonanie procedurálneho kroku sa najprv vypočíta provizórny profilový segment pomocou uhla priečneho náklonu ε v počiatočnom bode - tak, ako uvádza rovnica B-8 na výpočet polomeru traťového segmentu r. Ak je vypočítaná dĺžka tohto provizórneho segmentu taká, že nepretína začiatok alebo koniec otáčania, uvedený provizórny segment sa potvrdí a prejde sa k nasledujúcemu kroku.

Ale ak provizórny segment pretne jeden alebo viac začiatkov alebo koncov otáčania (kde sa mení ε) ( 29 ), letové parametre na prvom takomto bode sa odhadnú pomocou interpolácie (pozri oddiel 2.7.13), uchovajú sa spolu s jeho súradnicami ako koncové hodnoty a segment sa ukončí. Druhá časť tohto procedurálneho kroku sa potom uplatní od tohto bodu – opäť za provizórneho predpokladu, že je možné uskutočniť ju v rámci jedného segmentu s rovnakými koncovými podmienkami, ale s novým počiatočným bodom a novým uhlom priečneho náklonu. Ak tento druhý segment prejde ďalšou zmenou polomeru/smeru otáčania, bude potrebný aj tretí segment – a tak to bude pokračovať až dovtedy, kým sa nedosiahnu koncové podmienky.

Aproximačná metóda

Z uvedeného jasne vyplynie, že úplné zohľadnenie vplyvov otáčania, tak, ako je to uvedené vyššie, si vyžiada značne zložité výpočty, pretože profil stúpania každého lietadla sa musí vypočítať osobitne pre priemet každej dráhy na zemský povrch, ktorú absolvuje. No zmeny vertikálneho profilu spôsobené otáčaním majú zvyčajne výrazne menší vplyv na izofónu ako zmeny uhla priečneho náklonu a niektorí používatelia sa možno radšej tejto zložitosti vyhnú – aj za cenu určitej straty presnosti – a nezohľadnia vplyvy otáčania na profily, pričom však stále zohľadnia uhol priečneho náklonu pri výpočte bočných emisií hluku (pozri oddiel 2.7.19). Na základe tejto aproximácie sa profilové body pre konkrétnu prevádzku lietadla vypočítajú len raz, za predpokladu priameho priemetu dráhy na zemský povrch (pre ktorý platí ε = 0).

B5   ROZJAZD PRI VZLETE

Vzletový ťah zrýchľuje letún na vzletovej a pristávacej dráhe, až kým sa neodpúta od zeme. Kalibrovaná rýchlosť letu sa považuje za konštantnú počas celej počiatočnej časti stúpania. Predpokladá sa, že podvozok, ak sa dá stiahnuť, bude krátko po odpútaní od zeme stiahnutý.

Na účely tohto dokumentu sa skutočný rozjazd pri vzlete aproximuje ekvivalentnou dĺžkou vzletu (až do dosiahnutia východiskovej hodnoty čelného vetra s rýchlosťou 8 uzlov), sTO8 , definovanou tak, ako je to znázornené na obrázku B-1, ako vzdialenosť na vzletovej a pristávacej dráhe od momentu uvoľnenia bŕzd do momentu, keď sa priamočiare predĺženie počiatočnej dráhy letu pri stúpaní so stiahnutým podvozkom pretne so vzletovou a pristávacou dráhou.

Obrázok B-1

Ekvivalentná dĺžka vzletu

Na rovnej vzletovej a pristávacej dráhe sa ekvivalentná dĺžka rozjazdu pri vzlete sTO8 v stopách určí vzťahom

kde:

B8	je koeficient vhodný pre konkrétnu kombináciu letún/vychýlenie klapiek v referenčných podmienkach ISA vrátane 8-uzlovej rýchlosti čelného vetra, vo ft/lbf,

W	je celková hmotnosť letúna po uvoľnení bŕzd, v lbf,

N	je počet motorov dodávajúcich ťah.

Poznámka: Keďže rovnica B-9 zohľadňuje zmeny ťahu pri rôznych rýchlostiach letu a výške vzletovej a pristávacej dráhy, koeficient B8 pre daný letún závisí len od vychýlenia klapiek.

Pre čelný vietor s inou než štandardnou 8-uzlovou rýchlosťou sa dĺžka rozjazdu pri vzlete koriguje vzťahom

kde:

STOw	je dĺžka rozjazdu korigovaná o čelný vietor w, v stopách,

VC	(v tejto rovnici) je kalibrovaná rýchlosť počas rotácie pri vzlete, v uzloch,

w	je čelný vietor, v uzloch.

Dĺžka rozjazdu pri vzlete sa koriguje aj pre gradient vzletovej a pristávacej dráhy takto:

kde:

STOG	je dĺžka rozjazdu (v stopách) korigovaná o čelný vietor a o gradient vzletovej a pristávacej dráhy,

α	je priemerné zrýchlenie na vzletovej a pristávacej dráhe, ktoré sa rovná , v stopách/s2,

GR	je gradient vzletovej a pristávacej dráhy; kladný, ak dráha pri vzlete stúpa.

B6   STÚPANIE KONŠTANTNOU RÝCHLOSŤOU

Tento typ segmentu je definovaný kalibrovanou rýchlosťou letu letúna, nastavením klapiek a výškou a uhlom priečneho náklonu na jeho konci, spolu s rýchlosťou čelného vetra (východisková hodnota 8 uzlov). Tak, ako pri každom segmentu, sú parametre na počiatku segmentu vrátane korigovaného čistého ťahu rovnaké ako parametre na konci predchádzajúceho segmentu – neexistujú žiadne prerušenia (okrem uhla klapiek a uhla priečneho náklonu, ktoré sa v týchto výpočtoch môžu postupne meniť). Hodnoty čistého ťahu na konci segmentu sa vypočítajú najprv použitím príslušnej rovnice B-1 až B-5. Priemerný geometrický uhol stúpania γ (pozri obrázok B-1) je potom daný vzťahom

kde čiary nad znakom označujú stredové hodnoty segmentu (= priemer hodnôt počiatočného a koncového bodu – vo všeobecnosti stredové hodnoty segmentu) a

K

je konštanta závislá na rýchlosti a rovnajúca sa hodnote 1,01, ak platí VC ≤ 200 uzlov, ináč sa rovná hodnote 0,95. Táto konštanta zohľadňuje vplyvy stúpania do čelného vetra s rýchlosťou 8 uzlov a zrýchlenia spojené so stúpaním pri konštantnej kalibrovanej rýchlosti letu na gradient stúpania (skutočná rýchlosť sa zvyšuje s tým, ako sa pri rastúcej výške znižuje hustota vzduchu);

R	je pomer medzi koeficientom odporu letúna a jeho vztlakovým koeficientom zodpovedajúci danému nastaveniu klapiek. Predpokladá sa, že podvozok je stiahnutý;

ε	Je uhol priečneho náklonu, v radiánoch.

Uhol stúpania sa koriguje o čelný vietor w týmto vzťahom

kde γ w je priemerný uhol stúpania korigovaný o čelný vietor.

Vzdialenosť, ktorú prejde letún po priemete dráhy na zemský povrch, Δs, počas stúpania pod uhlom γ w z počiatočnej nadmorskej výšky h 1 do konečnej nadmorskej výšky h 2, je daná vzťahom

Stúpanie pri konštantnej vzdušnej rýchlosti je spravidla súčasťou dvoch odlišných fáz od profilu letu. Prvá, ktorá sa niekedy nazýva aj segment počiatočného stúpania, nastáva okamžite po odpútaní od zeme, keď bezpečnostné požiadavky nariaďujú, aby letún letel minimálnou vzdušnou rýchlosťou rovnajúcou sa najmenšej bezpečnej rýchlosti vzletu. Je to regulovaná rýchlosť a mala by sa dosiahnuť do výšky 35 stôp nad vzletovou a pristávacou dráhou pri bežnej prevádzke. Je však bežnou praxou udržiavať rýchlosť počiatočného stúpania mierne nad úrovňou bezpečnej rýchlosti vzletu, zvyčajne o 10 – 20 uzlov, pretože sa tým zvyčajne zlepší dosiahnutý gradient počiatočného stúpania. Druhá fáza nastáva po zatiahnutí klapiek a počiatočnom zrýchlení a nazýva sa pokračujúce stúpanie.

Počas počiatočného stúpania závisí rýchlosť letu od vzletového nastavenia klapiek a celkovej hmotnosti letúna. Kalibrovaná rýchlosť počiatočného stúpania VCTO sa vypočíta pomocou aproximácie prvého rádu:

kde C je koeficient vhodný pre nastavenie klapiek (v uzloch/√lbf), získaný z databázy ANP.

V prípade pokračujúceho stúpania po zrýchlení je kalibrovaná rýchlosť letu parametrom, ktorý zadáva používateľ.

B7   ZNÍŽENIE VÝKONU (PRECHODOVÝ SEGMENT)

Výkon z nastavenia pri vzlete sa v určitom bode po vzlete obmedzí alebo zníži s cieľom predĺžiť životnosť motora a často aj znížiť hluk v určitých oblastiach. Ťah sa zvyčajne znižuje buď počas segmentu stúpania konštantnou rýchlosťou (oddiel B6) alebo počas segmentu zrýchlenia (oddiel B8). Keďže ide o relatívne krátky proces, ktorý zvyčajne trvá iba 3 až 5 sekúnd, modeluje sa pridaním „prechodového segmentu“ k hlavnému segmentu. Obvykle sa predpokladá, že zahŕňa horizontálnu pozemnú vzdialenosť 1 000  stôp (305 m).

Veľkosť redukovania ťahu

Pri normálnej prevádzke motora sa ťah redukuje na nastavenie maximálneho ťahu stúpania. Na rozdiel od vzletového ťahu je ťah stúpania možné udržiavať donekonečna, zvyčajne sa to v praxi realizuje až dovtedy, kým letún nedosiahne svoju počiatočnú cestovnú výšku. Úroveň maximálneho ťahu stúpania sa určí rovnicou B-1 pomocou koeficientov maximálneho ťahu, ktoré poskytol výrobca. Požiadavky na obmedzenie hluku si však môžu vyžadovať dodatočné redukovanie ťahu, niekedy označované ako hlboké redukovanie. Na účely bezpečnosti je maximálne redukovanie ťahu obmedzené ( 30 ) na úroveň určenú výkonnosťou letúna a počtom motorov.

Minimálna úroveň „redukovaného ťahu“ sa niekedy nazýva aj „redukovaný ťah s vypnutým motorom“:

kde:

δ2	je kompresný pomer motora v nadmorskej výške h2,

G′	je percentuálny podiel gradientu stúpania s vypnutým motorom: = 0 % v prípade letúnov s automatickými systémami obnovenia ťahu; v ostatných prípadoch, = 1,2 % pre dvojmotorový letún, = 1,5 % pre trojmotorový letún, = 1,7 % pre štvormotorový letún.

Segment stúpania konštantnou rýchlosťou so znížením

Gradient segmentu stúpania sa vypočíta pomocou rovnice B-12, pričom ťah motora sa vypočíta buď rovnicou B-1 s maximálnymi koeficientmi stúpania alebo rovnicou B-16 v prípade redukovaného ťahu. Segment stúpania sa potom rozdelí na dva čiastkové segmenty s rovnakým uhlom stúpania. Tento postup je znázornený na obrázku B-2.

Obrázok B-2

Segment stúpania konštantnou rýchlosťou so znížením (len pre ilustráciu – nie je zachovaná mierka)

Prvému čiastkovému segmentu je pridelená pozemná vzdialenosť 1 000  stôp (304 m) a korigovaný čistý ťah motora na konci 1 000  stôp sa nastaví tak, aby sa rovnal hodnote zníženého ťahu. (Ak je pôvodná horizontálna vzdialenosť menšia než 2 000  stôp, jedna polovica tohto segmentu sa použije na znížený ťah.) Ťah na konci druhého čiastkového segmentu sa takisto nastaví tak, aby sa rovnal hodnote zníženého ťahu. Druhý čiastkový segment sa teda letí pri konštantnom ťahu.

B8   ZRÝCHLENÉ STÚPANIE A ZATIAHNUTIE KLAPIEK

Táto fáza zvyčajne nasleduje po počiatočnom stúpaní. Tak, ako pri všetkých letových segmentoch sú nadmorská výška začiatočného bodu h1 , skutočná rýchlosť letu VT 1, a ťah (Fn /δ)1 totožné s hodnotami na konci predošlého segmentu. Kalibrovaná rýchlosť letu VC 2 a priemerná rýchlosť stúpania ROC na koncovom bode sú hodnotami, ktoré zadáva používateľ (uhol priečneho náklonu ε je funkciou rýchlosti a polomeru otáčania). Keďže sú tieto veličiny navzájom závislé, koncová nadmorská výška h 2, koncová skutočná rýchlosť letu VT 2, koncový ťah (F n/δ)2 a dĺžka segmentu dráhy Δs sa musia vypočítať pomocou iterácie; koncová nadmorská výška h 2 sa najprv odhadne a potom znovu vypočíta pomocou rovníc B-16 a B-17, až kým nebude rozdiel medzi týmito za sebou nasledujúcimi odhadmi menší než stanovená tolerancia, napr. jedna stopa. Praktickým počiatočným odhadom je h 2 = h 1 + 250 stôp.

Dĺžka segmentu dráhy (preletená horizontálna vzdialenosť) sa odhaduje ako:

kde:

0,95	je faktor, ktorým sa zohľadní vplyv čelného vetra s rýchlosťou 8 uzlov pri rýchlosti stúpania 160 uzlov,

k	je konštanta na prevod uzlov na ft/s = 1,688 ft/s za jeden uzol,

VT 2	= skutočná rýchlosť letu na konci segmentu, v uzloch:, kde σ2 = pomer hustoty vzduchu v koncovej nadmorskej výške h 2,

amax	= maximálne zrýchlenie vo vodorovnej letovej hladine (stopy/s2), =

G	= gradient stúpania, kde ROC = rýchlosť stúpania, v stopách/min.

Pomocou tohto odhadu pre Δs sa znovu odhadne koncová nadmorská výška h 2′ použitím vzťahu

Pokiaľ je chyba
väčšia než stanovená tolerancia, kroky B-17 a B-18 sa opakujú pomocou aktuálnych iteračných hodnôt nadmorskej výšky h 2, pravej vzdušnej rýchlosti VT 2 a korigovaného čistého ťahu motora (Fn /d)2 na konci segmentu. Ak je chyba v rámci tolerancie, iteračný cyklus sa ukončí a segment zrýchlenia sa definuje konečnými hodnotami na konci segmentu.

Poznámka: Ak počas iteračného procesu platí (amax – G·g) < 0,02g, zrýchlenie môže byť príliš malé na to, aby dosiahlo požadovanú hodnotu VC 2 v primeranej vzdialenosti. V tomto prípade môže byť gradient stúpania obmedzený na G = amax/g – 0,02, čím sa vlastne zníži požadovaná rýchlosť stúpania s cieľom udržať prijateľné zrýchlenie. Ak G < 0,01, potom by sa mal vyvodiť záver, že ťah nie je dostatočný na to, aby sa dosiahlo požadovaná miera zrýchlenia a stúpania; výpočet by sa mal ukončiť a procedurálne kroky prehodnotiť ( 31 ).

Dĺžka segmentu zrýchlenia sa koriguje o čelný vietor w týmto vzťahom

Segment zrýchlenia so znížením

Zníženie ťahu sa vkladá do segmentov zrýchlenia rovnakým spôsobom ako pri segmente konštantnej rýchlosti; a to zmenou jeho prvej časti na prechodový segment. Úroveň zníženia ťahu sa vypočíta ako pri postupe zníženia ťahu pri konštantnej rýchlosti len pomocou rovnice B-1. Je potrebné poznamenať, že vo všeobecnosti nie je možné zrýchľovať a stúpať pri zachovaní nastavenia minimálneho ťahu s vypnutým motorom. Tomuto prechodu ťahu je pridelená pozemná vzdialenosť 1 000  stôp (305 m) a korigovaný čistý ťah motora na konci 1 000  stôp sa nastaví tak, aby sa rovnal hodnote zníženého ťahu. Rýchlosť na konci tohto segmentu sa určí iteráciou pre dĺžku segmentu 1 000  stôp. (Ak je pôvodná horizontálna vzdialenosť menšia než 2 000  stôp, jedna polovica tohto segmentu sa použije na zmenu ťahu.) Ťah na konci druhého segmentu sa takisto nastaví tak, aby sa rovnal hodnote zníženého ťahu. Druhý čiastkový segment sa teda letí pri konštantnom ťahu.

B9   ĎALŠIE SEGMENTY STÚPANIA A ZRÝCHLENIA PO ZATIAHNUTÍ KLAPIEK

V prípade, že sú do dráhy letu stúpania zahrnuté ďalšie segmenty zrýchlenia, na výpočet dĺžky priemetu dráhy na zemský povrch, priemerného uhla stúpania a prírastku výšky by sa mali pre každý segment opäť použiť rovnice B-12 až B-19. Tak ako predtým sa musí výška na konci segmentu odhadnúť iteráciou.

B10   KLESANIE A SPOMALENIE

Let na priblíženie zvyčajne vyžaduje, aby letún klesal a spomaľoval v rámci prípravy na segment konečného priblíženia v prípadoch, keď je vybavené približovacími klapkami a vysúvacím podvozkom. Mechanika letu sa v porovnaní s odletom nemení; hlavný rozdiel spočíva v tom, že profily výšky a rýchlosti sú všeobecne známe a pre každý segment sa musia odhadovať úrovne ťahu motora. Základná rovnica rovnováhy síl je:

Rovnicu B-20 možno použiť dvoma odlišnými spôsobmi. Pri prvom spôsobe môžu byť definované rýchlosti letúna na začiatku a konci segmentu, spolu s uhlom zostupu (alebo vodorovnou dĺžkou segmentu) a počiatočné a koncové nadmorské výšky segmentu. V tomto prípade možno spomalenie vypočítať pomocou vzťahu:

kde Δs je zahrnutá pozemská vzdialenosť a V 1 a V 2 sú počiatočné a koncové traťové rýchlosti vypočítané pomocou vzťahu

Rovnice B-20, B-21 a B-22 potvrdzujú, že hoci dôjde k spomaleniu na stanovenej vzdialenosti pri konštantnej rýchlosti klesania, silnejší čelný vietor sa prejaví v potrebe väčšieho ťahu na zachovanie rovnakého spomalenia a zadný vietor si bude vyžadovať menší ťah na udržanie rovnakého spomalenia.

V praxi sa väčšina, ak nie všetky spomalenia počas letu na priblíženie uskutočňujú vo voľnobežnom ťahu. Preto pri druhom možnom uplatnení rovnice B-20 sa ťah definuje v nastavení voľnobehu a táto rovnica sa rieši iteratívne s cieľom určiť 1. spomalenie a 2. výšku na konci segmentu spomalenia – podobným spôsobom ako pri segmentoch zrýchlenia pri odlete. V tomto prípade môže byť vzdialenosť spomalenia pri čelnom vetre a zadnom vetre výrazne odlišná a niekedy je na získanie prijateľných výsledkov potrebné znížiť uhol klesania.

Pri väčšine letúnov sa ťah voľnobehu nerovná nule a v mnohých prípadoch je zároveň funkciou rýchlosti letu. Preto sa rovnica B-20 na výpočet spomalenia rieši zadaním ťahu voľnobehu; voľnobeh sa vypočíta pomocou rovnice v tvare:

kde (Eidle, Fidle, GA,idle, GB,idle a Hidle ) sú koeficienty motora s voľnobežným ťahom dostupné v databáze ANP.

B11   PRIBLÍŽENIE PRED PRISTÁTÍM

Kalibrovaná vzdušná rýchlosť priblíženia pred pristátím, VCA , sa vzťahuje na celkovú pristávaciu hmotnosť rovnicou v rovnakom tvare ako má rovnica B-11, a to:

kde koeficient D (v uzloch/√lbf) zodpovedá nastaveniu klapiek na pristátie.

Korigovaný čistý ťah motora počas klesania na zostupovej dráhe približovania sa vypočíta podľa rovnice B-12 pre pristávaciu hmotnosť W a pomer koeficientov vztlaku a odporu R vhodný pre nastavenie klapiek s vysunutým podvozkom. Nastavenie klapiek by malo byť také, aké sa bežne používa pri skutočnej prevádzke. Počas približovania pred pristátím je možné predpokladať, že uhol klesania zostupovej dráhy γ bude konštantný. V prípade prúdových letúnov a vrtuľových letúnov s viacerými motormi sa γ zvyčajne rovná – 3°. V prípade vrtuľových letúnov s jedným motorom sa γ zvyčajne rovná – 5°.

Priemerný korigovaný čistý ťah sa vypočíta prevrátením rovnice B-12 pomocou K = 1,03 na zohľadnenie spomalenia spojeného s letom na zostupovej letovej dráhe do referenčného 8-uzlového čelného vetra pri konštantnej kalibrovanej rýchlosti letu danej rovnicou B-24, t. j.

V prípade inej rýchlosti čelného vetra než 8 uzlov získame priemerný korigovaný čistý ťah vzťahom

Preletená horizontálna vzdialenosť sa vypočíta vzťahom:

(je kladná, pretože h1 > h2 a γ je záporné).

---

Dodatok C

Modelovanie bočného rozloženia priemetu dráhy na zemský povrch

V prípade, keď nie sú k dispozícii údaje z radaru, sa pri modelovaní bočného rozptylu priemetu dráhy na zemský povrch odporúča vychádzať z predpokladu, že rozloženie dráh kolmo na priemet strednej dráhy na zemský povrch rešpektuje Gaussovo rozdelenie. Skúsenosti ukázali, že tento predpoklad je opodstatnený vo väčšine prípadov.

Za predpokladu Gaussovho rozdelenia so štandardnou odchýlkou S, ako je to znázornené na obrázku C-1, sa asi 98,8 percenta všetkých pohybov vojde do rozpätia ± 2,5×S (t.j. do variácii dráh letu so šírkou 5×S).

Obrázok C-1

Ďalšie rozdelenie priemetu dráhy na zemský povrch na 7 čiastkových dráh

(Šírka variácií dráh zväzku je 5-násobkom štandardnej odchýlky od rozloženia priemetu dráhy na zemský povrch)

Gaussovo rozdelenie sa dá za normálnych okolností primerane modelovať so siedmimi oddelenými priemetmi čiastkových dráh, ktoré sú rovnomerne rozložené medzi hranicami variácií dráh a ich vzdialenosť od stredu je ± 2,5 · S, tak ako je to zobrazené na obrázku C-1.

Primeranosť tejto aproximácie však závisí od vzťahu medzi rozdelením dráhy na čiastkové úseky a výškami lietadla letiaceho nad nimi. Môžu sa vyskytnúť situácie (pri veľmi blízkych alebo veľmi rozptýlených dráhach), kde bude vhodnejší odlišný počet priemetov čiastkových dráh. Príliš málo priemetov čiastkových dráh môže spôsobiť, že sa na izofóne objavia „prsty“. Tabuľky C-1 a C-2 ukazujú parametre pri rozdelení dráhy na 5 až 13 priemetov čiastkových dráh. Tabuľka C-1 uvádza umiestnenie konkrétnych priemetov čiastkových dráh, tabuľka C-2 zodpovedajúci percentuálny podiel každého priemetu čiastkovej dráhy na pohyboch lietadiel.

---

Dodatok D

Prepočet údajov NPD na nereferenčné podmienky

Hlukové príspevky každého segmentu dráhy letu sú odvodené z údajov NPD uložených v medzinárodnej databáze ANP. Treba však poznamenať, že tieto údaje boli normalizované pomocou priemerných hodnôt atmosférického útlmu definovaných v dokumente Spoločenstva automobilových, leteckých a kozmických inžinierov (SAE) č. AIR 1845. Tieto koeficienty sú priemerné hodnoty údajov stanovených počas certifikačných skúšok hluku lietadiel v Európe a USA. Značné rozdiely atmosférických podmienok (teplota a relatívna vlhkosť) pri týchto skúškach ilustruje obrázok D-1.

Obrázok D-1

Meteorologické podmienky zaznamenané počas skúšok pre hlukovú certifikáciu

Krivky znázornené na obrázku D-1 vypočítané pomocou priemyselného modelu štandardného atmosferického útlmu ARP 866A ukazujú, že v rôznych skúšobných podmienkach možno očakávať podstatné rozdiely vysokofrekvenčnej (8 kHz) zvukovej absorpcie (hoci rozdiely celkovej absorpcie by boli skôr menšie).

Keďže miery útlmu uvedené v tabuľke D-1 sú aritmetickými priemermi, kompletný súbor nemožno priradiť k jednej referenčnej atmosfére (t. j. s konkrétnymi hodnotami teploty a relatívnej vlhkosti). Možno ich považovať len za vlastnosti čisto hypotetickej atmosféry, známej aj ako „atmosféra AIR-1845“.

Koeficienty útlmu v tabuľke D-1 možno považovať za platné v primeranom rozpätí teploty a vlhkosti. Na skontrolovanie toho, či sú potrebné úpravy, by sa však mal použiť model ARP-866A používaný na výpočet priemerných koeficientov atmosférického útlmu pre priemernú teplotu letiska T a relatívnu vlhkosť RH. Ak na základe porovnania týchto hodnôt s hodnotami uvedenými v tabuľke D-1 vyplynie že sú potrebné úpravy, mala by sa použiť nasledovná metodika.

Databáza ANP poskytuje nasledujúce NPD údaje pre každé nastavenie výkonu:

Všetky údaje sú normalizované na atmosféru AIR-1845.

Úprava kriviek NPD na podmienky T a RH stanovené používateľom sa uskutočňuje v troch krokoch:

kde Ln (dref ) je netlmené spektrum vo vzdialenosti dref = 305m a a n,ref je koeficient atmosférického útlmu pre frekvenčné pásmo n prevzatý z tabuľky D-1 (ale vyjadrený v dB/m).

kde a n,866A je koeficient atmosférickej absorpcie pre frekvenčné pásmo n (vyjadrený v dB/m) vypočítaný pomocou modelu SAE ARP-866A s teplotou T a relatívnou vlhkosťou RH.

Prírastok ΔL je rozdiel medzi údajmi NPD v atmosfére stanovenej používateľom a referenčnej atmosfére. Tento prírastok sa pripočíta k hodnote údajov NPD z databázy ANP, aby bolo možné určiť upravené údaje NPD.

Použitím ΔL na úpravu Lmax a LE údajov NPD sa predpokladá, že rozdielne atmosférické podmienky ovplyvňujú len referenčné spektrum a nemajú žiaden vplyv na utváranie histórie hladín v čase. Tieto podmienky možno považovať za platné v prípade typických rozsahov šírenia zvuku a typických atmosférických podmienok.

---

Dodatok E

Korekcia konečného segmentu

Tento dodatok charakterizuje odvodenie konečnej korekcie segmentu a s ňou spojený algoritmus podielu energie opísaný v oddiele 2.7.19.

E1   GEOMETRIA

Algoritmus podielu energie je založený na akustickom vyžarovaní zo „štvornásobného“ 90-stupňového dipólového zdroja zvuku. Má smerové vlastnosti, ktoré aproximujú vlastnosti zvuku prúdových lietadiel, minimálne v uhlovej oblasti, ktorá najviac ovplyvňuje hladinu zvukovej udalosti pod dráhou letu lietadla a na jej bočnej strane.

Obrázok E-1

Geometria medzi dráhou letu a pozíciou pozorovateľa O

Obrázok E-1 znázorňuje geometriu šírenia zvuku medzi dráhou letu a pozíciou pozorovateľa O. Lietadlo v bode P letí v homogénnom bezvetrí konštantnou rýchlosťou na priamej vodorovnej dráhe letu. Bodom jeho najbližšieho priblíženia k pozorovateľovi je Pp . Parametre sú nasledovné:

d	vzdialenosť od pozorovateľa k lietadlu

dp	kolmá vzdialenosť od pozorovateľa k dráhe letu (šikmá vzdialenosť)

q	vzdialenosť od P k Pp = – V · τ

V	rýchlosť lietadla

t	čas, v ktorom sa lietadlo nachádza v bode P

tp	čas, v ktorom sa lietadlo nachádza v bode najbližšieho priblíženia Pp

τ	čas letu = čas relatívny k času v bode Pp = t – tp

ψ	uhol medzi dráhou letu a vektorom lietadlo-pozorovateľ

Treba poznamenať, že keď je lietadlo pred pozíciou pozorovateľa (ako ilustruje obrázok E-1), je čas letu τ vo vzťahu k bodu najbližšieho priblíženia záporný, a relatívna vzdialenosť q od bodu najbližšieho priblíženia sa v tomto prípade stane kladná. Ak je lietadlo pred pozorovateľom, q sa stane záporná.

E2   ODHAD PODIELU ENERGIE

Základný pojem podielu energie slúži na vyjadrenie hlukovej expozície E, ktorá vznikla v pozícii pozorovateľa zo segmentu dráhy letu P1P2 (so začiatočným bodom P1 a koncovým bodom P2 ) vynásobením expozície E ∞ z celej nekonečnej dráhy preletu jednoduchým koeficientom – koeficientom podielu energie F:

Keďže expozícia sa môže vyjadriť ako časový integrál strednej kvadratickej (váženej) hladiny akustického tlaku, t. j.

na výpočet hodnoty E musí byť stredný kvadratický tlak vyjadrený ako funkcia so známymi geometrickými a prevádzkovými parametrami. Pre 90° zdroj dipólu platí:

kde p 2 a pp 2 sú zaznamenané stredné kvadratické hodnoty akustického tlaku, ktoré vznikajú, keď lietadlo prechádza bodmi P a Pp .

Tento relatívne jednoduchý vzťah sa považuje za dobrú simuláciu hluku prúdových lietadiel, hoci skutočné mechanizmy, ktoré sa na ňom podieľajú, sú mimoriadne zložité. Výraz dp 2 /d 2 v rovnici E-3 opisuje len mechanizmus guľového rozloženia, ktorý sa hodí na bodový zdroj, nekonečnú rýchlosť zvuku a homogénnu nerozptyľujúcu atmosféru. Všetky ostatné fyzikálne javy – smerovosť zdroja zvuku, konečná rýchlosť zvuku, atmosférická absorpcia, Dopplerov posuv atď. – sú implicitne zahrnuté vo výraze sin 2 ψ. Vplyvom tohto faktora sa stredný kvadratický tlak znižuje nepriamo úmerne hodnote d 4; odtiaľ pochádza výraz „zdroj štvrtej mocniny“.

Ak zameníme

and

potom sa dá stredný kvadratický tlak vyjadriť ako funkcia času (opäť sa nevezme do úvahy čas šírenia zvuku):

Použitím v rovnici (E-2) a nahradením

hlukovú expozíciu na pozícii pozorovateľa z preletu v časovom intervale [ τ 1, τ 2] možno vyjadriť ako

Riešením tohto integrálu je:

Integráciou za celý interval [– ∞,+ ∞] (t. j. za celú nekonečnú dráhu letu) možno získať nasledujúce vyjadrenie celkovej expozície E ∞:

a podiel energie podľa rovnice E-1 bude teda nasledovný

E3   SÚLAD MERANÍ MAXIMÁLNYCH A ČASOVO INTEGROVANÝCH HODNÔT – KÓTOVANÁ VZDIALENOSŤ

V dôsledku použitia jednoduchého dipólového modelu na definovanie podielu energie dochádza k špecifickému teoretickému rozdielu ΔL medzi úrovňami hlukovej udalosti Lmax a LE . Ak má byť model izofóny vnútorne konzistentný, je potrebné vyrovnať rozdielne hodnoty určené z kriviek NPD. Problém spočíva v tom, že údaje NPD vychádzajú zo skutočných meraní hluku lietadiel, ktoré sa nemusia nevyhnutne zhodovať s touto jednoduchou teóriou. Táto teória preto potrebuje dodatočný prvok flexibility. V zásade sú však premenné α 1 a α 2 určené geometriou a rýchlosťou lietadla – čím sa neponecháva ďalší slobodný priestor. Riešenie ponúka pojem váženej vzdialenosti d λ, a to nasledovným spôsobom.

Hladina expozície LE ,∞, v tabuľkách databázy ANP uvedená ako funkcia dp pre referenčnú rýchlosť Vref , sa môže vyjadriť ako

kde p 0 je štandardný referenčný tlak a tref je referenčný čas (= 1 s pre SEL). Pre skutočnú rýchlosť V to potom bude

Podobne sa dá i maximálna hladina zvukovej udalosti Lmax zapísať ako

Pre zdroj dipólu sa použitím rovníc E-8, E-11 a E-12, pričom (z rovníc E-2 a E-8) platí
, dá rozdiel ΔL zapísať aj ako:

Takto sa dá vyrovnať hodnota ΔL určená z údajov NPD len vtedy, ak sa šikmá vzdialenosť dp použitá pri výpočte podielu energie nahradí váženou vzdialenosťou d λ, ktorá je daná ako

alebo

Nahradením d λ za dp v rovnici E-5 a použitím definície q = Vτ z obrázku E-1 sa parametre α1 a α2 v rovnici E-9 dajú zapísať (pričom q = q 1 sa umiestni na počiatočný bod a q – λ = q 2 na koncový bod segmentu dráhy letu s dĺžkou λ) aj ako

Nevyhnutnosť nahradiť skutočnú šikmú vzdialenosť váženou vzdialenosťou znižuje jednoduchosť štvornásobného 90-stupňového dipólového modelu. Keďže sa však kalibruje prakticky na mieste pomocou údajov získaných z meraní, algoritmus podielu energie možno považovať za poloempirický, a nie len čisto teoretický.

---

Dodatok F

Databáza zdrojov hluku cestnej premávky

Tento dodatok obsahuje databázu väčšiny existujúcich zdrojov hluku cestnej dopravy, ktorá sa má použiť na výpočet hluku cestnej dopravy podľa metódy opísanej v časti 2.2 Hluk cestnej dopravy.

▼C1

---

Dodatok G

Databáza pre zdroje hluku železničnej dopravy

Tento dodatok obsahuje databázu pre väčšinu existujúcich zdrojov hluku železničnej dopravy, ktoré sa majú použiť na výpočet hluku železničnej dopravy podľa metódy opísanej v časti 2.3 Hluk železničnej dopravy.

Tabuľka G-1

Koeficienty Lr,TR,i a Lr,VEH,i  pre drsnosť koľajníc a kolies

Tabuľka G-3

Koeficienty LH,TR,i LH,VEH,i  a LH,VEH,SUP,i  pre prenosové funkcie

(Hodnoty sú vyjadrené ako hladina akustického výkonu na nápravu)

▼M2

---

Dodatok H

Databáza pre priemyselné zdroje

Tento dodatok obsahuje niekoľko príkladov vstupných hodnôt pre niektoré zdroje priemyselného hluku, ktoré možno použiť na výpočet priemyselného hluku podľa metódy opísanej v časti 2.4 Priemyselný hluk. Keďže priemyselné zdroje hluku sú veľmi špecifické pre každý priemyselný závod, príslušné hodnoty sa získavajú z miestnych, vnútroštátnych alebo medzinárodných databáz alebo meraní.

---

Dodatok I

Databáza pre zdroj hluku lietadiel – údaje o hluku, výkone a vzdialenosti (NPD)

Tento dodatok predstavuje databázu pre väčšinu zdrojov hluku lietadiel, ktorú možno použiť na výpočet hluku lietadiel podľa metódy opísanej v časti 2.6 Hluk lietadiel.

Tabuľka I-10

Spektrálne triedy

Tento oddiel obsahuje doplňujúce údaje týkajúce sa lietadiel všeobecného letectva.

Údaje o GASEPF a GASEPV

(the associated spectral data are available in the ANP „Spectral Classes“ table)

Údaje o triedach lietadiel

Údaje o hluku a výkone lietadiel pre štyri triedy sú uvedené v nasledujúcich tabuľkách:

Súbor údajov o hluku a výkone vrtuľníkov 1

Súbor obsahuje údaje pre päť tried vrtuľníkov, na základe maximálnej vzletovej hmotnosti (MTOM) vrtuľníka:

Súbor údajov o hluku a výkone vrtuľníkov 2

Súbor obsahuje údaje pre tri triedy vrtuľníkov na základe ich maximálnej vzletovej hmotnosti:

Štandardné príletové a odletové profily letu sa uvádzajú ako profily miesta dotyku. Štandardné odletové profily dráhy letu predpokladajú stúpanie na úroveň vodorovného letu 1 000 stôp (305 m) pre každú triedu vrtuľníka. Ak sa časť vodorovného letu pri odlete alebo prílete od týchto hodnôt na miestnej úrovni líši, odporúča sa prispôsobenie štandardných profilov tak, aby zohľadňovali miestne okolnosti.

▼B

---

PRÍLOHA III

METÓDY POSUDZOVANIA PRE ŠKODLIVÉ ÚČINKY

uvedené v článku 6 ods. 3

▼M1

Vzťahy dávka – účinok zavedené budúcimi revíziami tejto prílohy v súlade s regulačným postupom s kontrolou uvedeným v článku 13 ods. 3 sa budú týkať najmä:

▼B

Ak treba, špecifické vzťahy dávka-účinok by sa mohli prezentovať pre:

---

PRÍLOHA IV

MINIMÁLNE POŽIADAVKY NA STRATEGICKÉ HLUKOVÉ MAPY

uvedené v článku 7

1.

Strategická hluková mapa je prezentácia údajov o jednom z nasledujúcich hľadísk: — existujúca, predchádzajúca alebo predpokladaná hluková situácia z hľadiska hlukového indikátora, — prekročenie limitnej hodnoty, — odhadovaný počet obydlí, škôl a nemocníc v určitej oblasti, ktoré sú vystavené špecifickým hodnotám hlukového indikátora, — odhadovaný počet ľudí umiestnených v oblasti vystavenej hluku.

2.	Strategické hlukové mapy môžu byť prezentované verejnosti ako: — grafické plány, — číselné údaje v tabuľkách, — číselné údaje v elektronickej forme.

3.	Strategické hlukové mapy pre aglomerácie musia klásť zvláštny dôraz na hluk emitovaný: — cestnou dopravou, — železničnou dopravou, — letectvom, — miestami priemyselnej činnosti vrátane prístavov.

4.

Strategické hlukové mapy sa použijú pre nasledujúce účely: — poskytovanie údajov, ktoré sa majú zaslať Komisii v zhode s článkom 10 ods. 2 a prílohou VI, — zdroj informácií pre obyvateľov v zhode s článkom 9, — základ pre akčné plány v zhode s článkom 8. Každá z týchto aplikácií vyžaduje rozdielny typ strategickej hlukovej mapy.

5.	Minimálne požiadavky na strategické hlukové mapy týkajúce sa údajov, ktoré sa majú zaslať Komisii, sú stanovené v odsekoch 1. 5, 1. 6, 2. 5, 2. 6 a 2. 7 prílohy VI.

6.

Na účely informovania obyvateľov v zhode s článkom 9 a vytvorenia akčných plánov v zhode s článkom 8 musia byť dané také doplňujúce a podrobnejšie informácie, ako: — grafická prezentácia, — mapy odhaľujúce prekročenie limitnej hodnoty, — diferenčné mapy, v ktorých je existujúca situácia porovnaná s rozličnými možnými budúcimi situáciami, — mapy uvádzajúce hodnotu hlukového indikátora pri výške inej ako 4 m, ak je to vhodné. Členské štáty môžu stanoviť pravidlá pre typy a formáty týchto hlukových máp.

7.	Strategické hlukové mapy pre miestnu alebo národnú aplikáciu sa musia zhotoviť pre posudzovaciu výšku 4 m a 5 dB rozsah Ldvn a Lnoc, ako je definované v prílohe VI.

8.	Čo sa týka aglomerácií, pre hluk cestnej dopravy, železničnej dopravy, leteckej dopravy a pre priemyselný hluk sa musia zhotoviť samostatné strategické hlukové mapy. Mapy pre iné zdroje sa môžu pridať.

9.	Komisia môže vytvoriť smernice poskytujúce ďalšie návody na hlukové mapy, mapovanie hluku a mapovacie softvéry v zhode s článkom 13 ods. 2.

---

PRÍLOHA V

MINIMÁLNE POŽIADAVKY NA AKČNÉ PLÁNY

uvedené v článku 8

---

PRÍLOHA VI

ÚDAJE, KTORÉ SA MAJÚ ZASLAŤ KOMISII

uvedené v článku 10

Údaje, ktoré sa majú zaslať Komisii, sú tieto:

---

( 1 ) Ú. V. ES L 257, 10.10.1996, s. 26.

( 2 ) Ú. v. ES L 158, 23. 6. 1990, s. 56.

( 3 ) V emisnom modeli sa zohľadňujú absorpčné vlastnosti pórovitých povrchov vozoviek.

( 4 ) Príkladom takejto špeciálnej konfigurácie môže byť sieť menších prekážok umiestnených v určitej rovine a v pravidelných vzdialenostiach od seba.

( 5 ) Priamo pod lietadlom kolmo na os krídla a smer letu sa považujú za vertikálne pod lietadlom počas neotáčajúceho sa letu (t. j. pri lete bez náklonu).

( 6 ) Čas sa zohľadňuje prostredníctvom rýchlosti lietadiel.

( 7 ) Posunuté prahy možno zohľadniť pri vymedzovaní dodatočných vzletových a pristávacích dráh.

( 8 ) Niekedy sa vyžadujú vypočítané hladiny vo výške 4 m alebo vyššie. Z porovnania meraní pri 1,2 m a 10 m a teoretického výpočtu účinkov na terén vyplýva, že odchýlky A-váženej hladiny zvukovej expozície sú relatívne necitlivé na výšku prijímača. Odchýlky sú vo všeobecnosti menšie ako jeden decibel okrem prípadov, ak je maximálny uhol dopadu zvuku nižší ako 10° a ak A-vážená hladina frekvenčného spektra na prijímači má maximálny rozsah 200 až 500 Hz. Takéto spektrá, v ktorých prevláda nízka frekvencia, sa môžu vyskytovať napr. pri dlhých vzdialenostiach pri motoroch s nízkym obtokovým pomerom a vrtuľových motoroch s prerušovanými tónmi s nízkou frekvenciou.

( 9 ) Zapisovače letových údajov lietadla poskytujú komplexné prevádzkové údaje. Nedá sa k nim však ľahko dostať a ide o finančne nákladnú záležitosť. Ich použitie na účely modelovania hluku je za bežných okolností obmedzené na špeciálne projekty a štúdie týkajúce sa vývoja modelov.

( 10 ) Zvyčajne sa meria ako nadmorská výška nad strednou hladinou mora (t. j. vo vzťahu k 1 013  mb) a prostredníctvom systému monitorovania letiska sa koriguje k výške letiska.

( 11 ) Zvyčajne sú osi miestnych súradníc rovnobežné s osou mapy, na ktorú sa zakresľujú izofóny. Niekedy je však užitočné zvoliť si os x rovnobežne so vzletovou a pristávacou dráhou, vďaka čomu je možné získať symetrické izofóny bez použitia podrobnej výpočtovej mriežky (pozri oddiely 2.7.26 až 2.7.28).

( 12 ) V prípade nerovného terénu je možné, že sa pozorovateľ nachádza nad lietadlom, a v tom prípade má z′ na účely výpočtu šírenia zvuku (a zodpovedajúci uhol stúpania β – pozri kapitolu 4) hodnotu nula.

( 13 ) O najlepšom spôsobe uplatnenia rozhoduje používateľ, pretože to bude závisieť od spôsobu, akým sú definované polomery výškového oblúka. Keď je východiskovým bodom sekvencia priamych alebo zaoblených úsekov, relatívne jednoduchým riešením je vložiť na začiatok a koniec otáčania prechodové segmenty s uhlom priečneho náklonu, v rámci ktorého sa lietadlo pohybuje okolo pozdĺžnej osi konštantnou rýchlosťou (napr. vyjadrenou v °/m alebo °/s).

( 14 ) Na tento účel by mala byť celková dĺžka priemetu dráhy na zemský povrch vždy väčšia než celková dĺžka profilu letu. V prípade potreby sa to dá dosiahnuť pridaním priamych segmentov vhodnej dĺžky za posledný segment priemetu dráhy na zemský povrch.

( 15 ) Celková dĺžka segmentovanej dráhy je na základe vymedzenia týmto jednoduchým spôsobom mierne kratšia ako celková dĺžka kruhovej dráhy. Ak sú však prírastky uhla menšie než 30° je následná chyba v hodnote izofóny zanedbateľná.

( 16 ) Dokonca aj keď nastavenia výkonu motora zostanú v celom segmente konštantné, hnacia sila a zrýchlenie sa môžu meniť v dôsledku zmeny hustoty vzduchu s výškou. Na účely modelovania hluku sú tieto zmeny zvyčajne zanedbateľné.

( 17 ) Táto hodnota sa odporúčala v predchádzajúcom vydaní dokumentu ECAC č. 29, no stále sa považuje za predbežnú až do získania ďalších potvrdzujúcich experimentálnych údajov.

( 18 ) Hodnota „10-dB down“LE môže byť až o 0,5 dB nižšie než LE vyhodnotené počas dlhšieho obdobia. Avšak s výnimkou krátkych šikmých vzdialeností, keď sú hladiny udalostí vysoké, vonkajší environmentálny hluk však často spôsobuje, že dlhšie intervaly merania sa nedajú uplatniť a hodnoty „10-dB down“ sú normou. Keďže štúdie o účinkoch hluku (použité na „kalibráciu“ izofón) sa takisto opierajú väčšinou o hodnoty „10-dB down“ tabuľky ANP sa považujú za úplne vhodné.

( 19 ) Hoci je pojem nekonečne dlhej dráhy letu dôležitý pre definíciu hladiny zvukovej expozície hlukovej udalosti LE , je menej dôležitý v prípade maximálnej hladiny udalosti Lmax , ktorá je určená hlukom šíreným z lietadla v konkrétnej polohe v alebo blízko jeho najbližšieho bodu približovania k pozorovateľovi. Na účely modelovania sa parameter vzdialenosti NPD považuje za minimálnu vzdialenosť medzi pozorovateľom a segmentom.

( 20 ) Špecifikácie NPD si vyžadujú, aby boli údaje založené na meraniach konštantného priameho letu, nie nevyhnutne vodorovného; na vytvorenie potrebných letových podmienok sa môže dráha letu lietadla, ktorá sa podrobuje skúške, nakloniť tak, aby dosiahla horizontálnu úroveň. Ako sa však uvádza nižšie, naklonené dráhy spôsobujú ťažkosti pri výpočtoch a, keď sa údaje používajú na modelovanie, je vhodné znázorniť zdrojové dráhy ako priame aj vodorovné.

( 21 ) Toto je známe ako korekcia trvania, pretože sa tým zohľadňujú vplyvy rýchlosti lietadla na trvanie zvukovej udalosti – uplatnením jednoduchého predpokladu, že pri ostatných rovnakých okolnostiach, je trvanie, a teda prijatá akustická energia udalosti, nepriamo úmerná rýchlosti zdroja.

( 22 ) V prípade nerovného terénu môže mať uhol stúpania rôzne definície. Tu je definovaný výškou lietadla nad pozorovacím bodom a šikmou vzdialenosťou – zanedbáva sa teda pritom sklon miestneho terénu, ako aj prekážky na ceste šírenia zvuku (pozri oddiely 2.7.6 a 2.7.10). V prípade, že v dôsledku stúpania terénu sa bod príjmu nachádza nad lietadlom, uhol stúpania β sa nastaví na nulu.

( 23 ) Hladina „voľného poľa“ je hladina, ktorá by bola zaznamenaná v prípade, keby tam neexistoval zemský povrch.

( 24 ) Veterné a teplotné gradienty a turbulencia závisia čiastočne od drsnosti povrchu a jeho vlastností prenosu tepla povrchu.

( 25 ) Pre pozorovateľa, ktorý sa nachádza napravo od segmentu by φ bolo β + ε (pozri 2.7.19).

( 26 ) Časové obdobia sa od týchto troch môžu líšiť v závislosti od definície použitého indexu hluku.

( 27 ) Orgány letovej spôsobilosti určujú zvyčajne spodnú hranicu ťahu, často o 25 percent nižšiu, než je maximálna úroveň.

( 28 ) Na túto úroveň sa zníži ťah po počiatočnom stúpaní pri vzletovom výkone.

( 29 ) Aby sa zabránilo prerušovaniam izofóny v dôsledku okamžitých zmien uhla priečneho náklonu na styčných bodoch medzi priamym letom a letom pri otáčaní, do výpočtov hluku sa zaradia čiastkové segmenty, čo umožní lineárne prechody uhla priečneho náklonu na prvých a posledných 5° zatáčky. Tieto čiastkové úseky nebudú potrebné na výpočty výkonu; uhol priečneho náklonu je vždy daný rovnicou B-8.

( 30 ) Postupy na obmedzenie hluku (Noise Abatement Procedures), dokument Medzinárodnej organizácie civilného letectva (ICAO) 8168, postupy pre letecké navigačné služby („PANS-OPS“), zväzok 1, časť V, kapitola 3, ICAO 2004.

( 31 ) V ktoromkoľvek z týchto prípadov by mal byť počítačový model naprogramovaný tak, aby používateľa informoval o nesúlade.