metafly - Modellierung

Flugzeug-Telemetriedaten

Mit Hilfe von Telemetriedaten, die von einem großen Teil der Flugzeuge übertragen werden, lassen sich ihre Flugbahnen berechnen. Die Daten werden im Automatic Dependent Surveillance (ADS) Format (vgl. 1) vom Transponder der Flugzeuge gesendet und mit einem Funkempfänger an ein Computersystem weitergeleitet und dort aufbereitet.

Die interessanten Daten sind

Flugzeugkennung,
Ortsdaten,
Flughöhe,
Geschwindigkeit und
Sink- bzw. Steigrate,

die im Extended Squitter übertragen werden.

Die Positionsdaten werden meist durch eine Kreiselplattform erzeugt. Sie unterliegt einem geringen Drift, je nach Güte des Systems. Um dem entgegenzuwirken wird im Flugzeug mittels Funkpeilung ein Korrekturvektor ermittelt, aber leider nicht über ADS-B übertragen.

Der Betrieb eines ADS-B-Empfängers war bis zum 31.12.2016 in Deutschland legal (vgl. 2). Durch eine Änderung des Telekommunikationsgesetztes(TKG) zum 01.01.2017 herrscht im Moment Rechtsunsicherheit. Die unberechtigte Zurkenntnisnahme von Funkverkehr ist unter Strafe gestellt worden. Wie eine Berechtigung zustande kommt ist jedoch vom Gesetzgeber nicht klar ausgeführt.

Vereinfachtes Lärmmodell

In die Berechnung des Lärms gehen folgende Daten ein:

Flugzeugtyp,
Ortsdaten,
Flughöhe,
Geschwindigkeit,
Sink- bzw. Steigrate und
Flugphase (z.B. Start, Horizontalflug, Landung)

Der Flugzeugtyp wird verwendet, um über Tabellen flugzeugspezifische Daten wie Luftwiderstand, Landegewicht, Triebwerkseigenschaften und spezifische Lärmemissionseigenschaften zu ermitteln (vgl. 3, Abs. 4.2).

Die Flugphasen werden aus einer Folge von Orts- und Geschwindigkeitsdaten ermittelt. In den einzelnen Flugphasen wird eine typische Triebwerksleistung unterstellt. Das sind

in der Startphase von Höhe 0 bis 1500ft der Vollschub (TOGA),
in der Startphase oberhalb von 1500ft ein reduzierter Schub (MaxClimb),
im Horizontal- bzw. Sinkflug mit einer Geschwindigkeit von mehr als 230kn wird angenommen, dass die Landeklappen und das Fahrwerk eingefahren sind,
im Horizontal- bzw. Sinkflug mit einer Geschwindigkeit von weniger als 230kn wird angenommen, dass Landeklappen und Fahrwerk ausgefahren sind.

Für die letzten beiden Fälle gilt ein flugzeugspezifischer Luftwiderstand, anhand dessen der Schubbedarf errechnet werden kann. (vgl. 3, Anhang B10)

Dabei wird das maximal zulässige Landegewicht des Flugzeugtyps angesetzt, da das tatsächliche Landegewicht aus Effizienzgründen nur knapp unter dem maximalen Landegewicht liegt.

Aus der ermittelten Triebwerksleistung lässt sich wiederum durch Tabellen ein Lärmpegel in definiertem Abstand zum Flugzeug errechnen (vgl. 3, Abs. 4.2). In dem vereinfachten Lärmmodell wird ein Kugelstrahler angenommen, bei dem die maximale Lärmeinwirkung auf die Umgebung im rechten Winkel zur Flugbahn erfolgt. Für den Fall, dass der Schall flacher als 50° auf den Boden einwirkt, wird eine zusätzliche Dämpfung berücksichtigt (vgl. 3, Abs. 4.5.4).

Informationen zum Modell

Flugzeug-Telemetriedaten

Vereinfachtes Lärmmodell

Quellen

Autoren