13)

Punkt 2.7.13 „Lennutrajektoori lõikude konstrueerimine“ asendatakse järgmisega: „2.7.13. Lennutrajektoori segmentide konstrueerimine Iga lennutrajektoori tuleb kirjeldada segmendi koordinaatide (sõlmede) ja lennuparameetrite kogumi abil. Esiteks tuleb kindlaks teha teekonnajoone segmentide koordinaadid. Seejärel arvutatakse lennuprofiil ning seejuures võetakse arvesse, et konkreetse protseduurietappide kogumi puhul sõltub profiil teekonnajoonest: näiteks on sama veojõu ja kiiruse juures õhusõiduki tõus pööramisel aeglasem kui sirgjoonelisel lennul. Seejärel toimub trajektoori osadeks jagamine rajal oleva õhusõiduki (stardihoovõtt või maandumisjärgne läbijooks) ja raja lähedal oleva õhusõiduki jaoks (algtõus või lõpplähenemine). Õhusviibimise segmendid, mille algus- ja lõpp-punktis on kiirus märkimisväärselt erinev, tuleb seejärel jagada alasegmentideks. Kolmemõõtmelise lennutrajektoori segmentide koostamiseks määratakse teekonnajoone segmentide kahemõõtmelised koordinaadid ja ühendatakse need kahemõõtmelise lennuprofiiliga (*). Lõpuks eemaldatakse kõik liiga lähestikku paiknevad lennutrajektoori punktid. Lennuprofiil Lennuprofiili iga segmendi algust (allindeks 1) ja lõppu (allindeks 2) kirjeldatakse järgmiste näitajatega: s1, s2 – kaugus piki teekonnajoont; z1, z2 – lennuki kõrgus; V1 , V2 – teekonnakiirus; P1 , P2 – müraga seotud võimsusnäitajad (vastavalt sellele, mille jaoks on määratletud müra-võimsuse-vahemaa kõverad); ε1, ε 2 – kaldenurk. Protseduurietappide kogumi järgi lennuprofiili koostamisel (lennutrajektoori süntees) konstrueeritakse segmendid üksteise järel nii, et nende lõpp-punktid paiknevad nõutavate tingimustega kohtades. Iga segmendi lõpp-punkti näitajatest saavad järgmise segmendi alguspunkti näitajad. Iga segmendi arvutamisel on teada algusparameetrid. Lõpp-punkti nõutavad tingimused määratakse vastavalt protseduurietapile. Etapid ise määratakse ANP-andmebaasi kohase standardväärtuse järgi või määrab need kasutaja (nt õhusõiduki lennukäsiraamatu põhjal). Tavaliselt on lõpp-punkti tingimusteks kõrgus ja kiirus. Profiili koostamise käigus tuleb kindlaks teha, kui pikk vahemaa läbitakse teekonnajoonel kuni vastavate tingimuste saavutamiseni. Täpsustamata parameetrid tehakse kindlaks B liites kirjeldatud õhusõiduki tehniliste näitajate arvutustega. Kui teekonnajoon on sirge, saab profiilipunktid ja nendega seotud lennuparameetrid kindlaks teha teekonnajoonest sõltumatult (kaldenurk on alati null). Sageli ei ole teekonnajoon sirge. Tavaliselt sisaldab see pöördeid ja parimate tulemuste saavutamiseks tuleb seda kahemõõtmelise lennuprofiili määramisel arvesse võtta. Vajaduse korral tuleb profiili segmendid teekonnajoone sõlmede kohal osadeks jagada, et kajastada kaldenurga muutumist. Reeglina ei ole järgmise segmendi pikkus alguses teada ning selle esialgne väärtus arvutatakse eeldusel, et kaldenurk ei muutu. Kui seejärel leitakse, et esialgne segment ulatub üle ühe või mitme teekonnajoone sõlme, millest esimene asub kaugusel s, st s1 < s < s2 , lühendatakse segmenti väärtuseni s ning arvutatakse seal kehtivad näitajad interpoleerimisega (vt allpool). Nendest saavad vaadeldava segmendi lõpp-punkti näitajad ja uue segmendi alguspunkti näitajad (tingimused on samad). Kui teekonnajoonel ei ole ühtegi vahepealset sõlme, tunnistatakse esialgne segment kehtivaks. Kui pöörete mõju lennuprofiilile jäetakse arvestamata, kasutatakse sirgjoonelise lennu ja ühe segmendiga lahendust, kuid kaldenurga andmeid säilitatakse edaspidiseks kasutamiseks. Olenemata sellest, kas pöörete mõju on täielikult modelleeritud või mitte, genereeritakse kõik kolmemõõtmelised trajektoorisegmendid kahemõõtmelise lennuprofiili ja sellele vastava kahemõõtmelise teekonnajoone ühendamisega. Tulemuseks on koordinaatide kogumite (x,y,z) jada, kus iga koordinaatide kogum vastab segmentideks jaotatud teekonnajoone sõlmele, lennuprofiili sõlmele või mõlemale ning kus profiilipunktidele on lisatud vastavad kõrguse z, teekonnakiiruse V, kaldenurga ε ja mootori võimsuse P väärtused. Lennuprofiili segmendi otspunktide vahel asuva teekonnajoone punkti (x,y) lennuparameetrid interpoleeritakse järgmiselt: z = z 1 + f (z 2 – z 1) (2.7.3); (2.7.4); ε = ε 1 + f · (ε 2 - ε 1) (2.7.5); (2.7.6), kus f = (s - s 1)/(s 2 - s 1) (2.7.7). Tähelepanu: eelduste kohaselt on z ja ε võrdelised kaugusega, aga V ja P muutuvad võrdeliselt ajaga (st kiirendus on konstantne (**)). Lennuprofiili segmentide ühitamisel radariandmetega (lennutrajektoori analüüsil) tehakse kõik otspunktide vahekaugused, kõrgused, kiirused ja kaldenurgad kindlaks vahetult andmete põhjal; ainult võimsusrežiimi andmed tuleb arvutada tehniliste näitajate valemitega. Kuna teekonnajoone ja lennuprofiili koordinaate saab samuti vastavalt ühitada, on see tavaliselt üsna lihtne. Stardihoovõtt Stardil õhusõiduki kiirendamise ajal stardialustuspunktist (SOR) ehk pidurivabastuspunktist õhkutõusmispunktini kasvab kiirus 1 500 – 2 500 m pikkuse vahemaa jooksul väga kiiresti nullist kuni väärtuseni umbes 80–100 m/s. Seetõttu jagatakse stardihoovõtt eri pikkusega segmentideks, milles õhusõiduki kiiruse juurdekasv ΔV ei ole suurem kui 10 m/s (umbes 20 sõlme). Kuigi kiirendus stardihoovõtu ajal tegelikult muutub, piisab siinkohal eeldusest, et kiirendus on konstantne. Sel juhul on stardietapil algkiirus V1 ja stardikiirus VTO ning nTO on stardisegmendi number ja sTO on ekvivalentne stardidistants. Ekvivalentse stardidistantsi sTO (vt B liide), algkiiruse V1 ja stardikiiruse VTO korral arvutatakse stardihoovõtu segmentide arv nTO valemiga nTO = int (1 + (V TO - V1)/10) (2.7.8) ja kiiruse muutus ühes segmendis valemiga ΔV = VTO/nTO (2.7.9) ja iga segmendi läbimiseks kulunud aeg Δt (eeldusel, et kiirendus on konstantne) valemiga (2.7.10). Stardihoovõtu segmendi k pikkus sTO,k (kus 1 ≤ k ≤ nTO ) arvutatakse valemiga (2.7.11). Näide. Stardidistantsi sTO = 1 600 m, V1 = 0 m/s ja VTO = 75 m/s korral on nTO väärtus 8 segmenti, mille pikkused jäävad vahemikku 25–375 meetrit (vt joonis 2.7.g). Sarnaselt kiiruse muutumisega muutub õhusõiduki tõmbejõud igas segmendis võrdsel määral ΔP, mis arvutatakse valemiga ΔP = (PTO - Pinit )/nTO (2.7.12), kus PTO ja P init tähistavad õhusõiduki tõmmet vastavalt õhkutõusmispunktis ja stardialustuspunktis. Kirjeldatud tõmbejõu võrdset juurdekasvu kasutatakse (ruutvõrrandi 2.7.6 kasutamise asemel) eesmärgiga järgida järjekindlalt tõmbejõu ja kiiruse lineaarse sõltuvuse põhimõtet reaktiivmootoriga õhusõidukite puhul. Oluline märkus. Eespool esitatud võrrandites ja näites eeldatakse kaudselt, et õhusõiduki algkiirus stardietapi alguses on null. See vastab üldiselt olukorrale, kus õhusõiduk alustab veeremist ja kiirendab alates pidurivabastuspunktist. Siiski on ka olukordi, kus õhusõiduk võib alustada kiirendamist ruleerimiskiiruselt, peatumata rajaläve juures. Nullist erineva algkiiruse Vinit korral tuleb valemite 2.7.8, 2.7.9, 2.7.10 ja 2.7.11 asendamiseks kasutada järgmisi üldistatud valemeid. (2.7.13) Sellisel juhul tähistab stardietapil V1 algkiirust Vinit , V2 stardikiirust VTO , n tähistab stardisegmentide arvu nTO , s tähistab ekvivalentset stardidistantsi sTO ja sk tähistab segmendi k pikkust sTO,k (1≤k≤ n). Maandumisjärgne läbijooks Kuigi maandumisjärgne läbijooks on sisuliselt ümberpööratud stardihoovõtt, tuleb eraldi arvesse võtta — õhusõiduki aeglustamiseks mõnikord kasutatavat tagasitõmmet ja — lennuki rajalt lahkumist pärast aeglustamist (rajalt lahkunud õhusõiduk ei tekita enam õhu kaudu levivat müra, sest ruleerimismüra ei võeta arvesse). Erinevalt stardihoovõtu distantsist, mis tuletatakse õhusõiduki tehniliste näitajate põhjal, ei sõltu peatumisdistants sstop (st maapuutepunkti ja rajalt lahkumise punkti vahekaugus) ainult õhusõiduki omadustest. Kuigi minimaalse peatumisteekonna saab arvutada õhusõiduki massi ja tehniliste näitajate (ja kasutatava tagasitõmbe) põhjal, sõltub tegelik peatumisteekond ka ruleerimisteede asukohast, liiklusolukorrast ja tagasitõmbe kasutamist käsitlevatest lennujaama eeskirjadest. Tagasitõmme ei ole standardprotseduur, seda kasutatakse vaid siis, kui vajalikku aeglustust ei ole võimalik saavutada üksnes rattapiduritega. (Tagasitõmme võib olla äärmiselt häiriv, sest mootori järsk lülitamine tühikäigult tagasitõmbele tekitab äkilise müratulva.) Enamikku radasid kasutatakse nii õhkutõusmiseks kui ka maandumiseks ja seega avaldab tagasitõmme mürakontuurile väga väikest mõju, sest raja läheduses moodustab valdava osa summaarsest helienergiast stardil tekkiv müra. Tagasitõmbe osakaal kontuuris võib olla oluline üksnes juhul, kui rada kasutatakse ainult maandumiseks. Füüsikaliselt on tagasitõmbemüra tekkimine väga keeruline protsess, aga selle suhteliselt väikese osakaalu tõttu õhus leviva müra kontuurides saab seda modelleerida lihtsustatult: mootori võimsusrežiimi kiire muutumine võetakse arvesse sobivateks segmentideks jagamise teel. On selge, et maandumisjärgse läbijooksu modelleerimine ei ole sama lihtne kui stardihoovõtu müra modelleerimine. Järgmisi lihtsustatud modelleerimiseeldusi soovitatakse üldiseks kasutamiseks juhul, kui üksikasjalikud andmed puuduvad (vt joonis 2.7.h.1). Õhusõiduk ületab maandumise rajaläve (mille koordinaat s lähenemise teekonnajoonel on 0) kõrgusel 50 jalga ning jätkab seejärel glisseerides laskumist, kuni puudutab rada. 3° suuruse glissaadi korral on maapuutepunkt 291 m kaugusel maandumise rajalävest (nagu on näidatud joonisel 2.7.h.1). Seejärel aeglustatakse lennukit peatumisteekonnal sstop (mille väärtused eri õhusõidukite puhul on esitatud ANP-andmebaasis) lõpplähenemise kiiruselt Vfinal kiiruseni 15 m/s. Kõnealuses segmendis toimuva järsu kiirusemuutuse tõttu tuleks see sarnaselt stardihoovõtule (või suurte kiirusemuutustega õhusviibimise segmentidele) jagada alasegmentideks ning kasutada seejuures üldistatud valemit 2.7.13 (sest ruleerimiskiirus ei võrdu nulliga). Mootori võimsus muutub vahemaa 0,1•sstop jooksul maapuutehetke lõpplähenemisvõimsuse väärtusest tagasitõmbevõimsuse Prev väärtuseni ja väheneb siis peatumisteekonna ülejäänud 90 % jooksul 10 protsendini maksimaalsest võimsusest. Kuni raja lõpuni (st s = –s RWY) püsib õhusõiduki kiirus konstantsena. Praegu ei sisalda ANP-andmebaas müra-võimsuse-vahemaa kõveraid tagasitõmbe jaoks, mistõttu kõnealuse mõju modelleerimiseks tuleb kasutada tavalisi kõveraid. Enamasti moodustab tagasitõmbevõimsus Prev umbes 20 % täisvõimsusest ja muude käitusandmete puudumise korral on soovitatav kasutada seda väärtust. Tagasitõmbejõud tekitab kindlal võimsusrežiimil enamasti palju rohkem müra kui edasiliikumise tõmbejõud ning müra-võimsuse-vahemaa andmete põhjal määratud sündmuse helitasemele lisatakse juurdekasv ΔL, mis kasvab vahemaa 0,1•sstop jooksul nullist väärtuseni ΔLrev (ajutiselt on soovitatav kasutada väärtust 5 dB (***)) ning kahaneb seejärel ülejäänud peatumisteekonna jooksul lineaarselt nullini. Algtõusu ja lõpplähenemise segmentide jagamine alasegmentideks Segmendi ja vastuvõtja vaheline geomeetria muutub õhusviibimisel kiiresti nii algtõusu kui ka lõpplähenemise segmendis, eelkõige lennutrajektoori küljel paikneva vaatleja suhtes, kus kõrgusnurk (nurk β) muutub samuti kiiresti, kui õhusõiduk liigub tõustes või laskudes läbi kõnealuse alg- või lõppsegmendi. Võrdlusest väga väikestel segmentidel põhinevate arvutustega nähtub, et õhusviibimise puhul ühe (või väga piiratud arvu) tõusu- või laskumissegmendi (-segmentide) kasutamine allpool teatavat kõrgust (raja suhtes) annab tulemuseks integreeritud parameetrite ebapiisava täpsusega lähenduse müra kohta lennutrajektoori küljel. See tuleneb sellest, et igas segmendis korrigeeritakse külgsumbumist vaid ühel korral lähtuvalt kõrgusnurga ühest segmendipõhisest väärtusest, kuid selle parameetri kiire muutumine põhjustab külgsumbumise mõju märkimisväärset varieerumist igas segmendis. Arvutustäpsust saab parandada õhusviibimist kirjeldavate algtõusu ja lõpplähenemise segmentide täiendava osadeks jagamisega. Alasegmentide arv ja iga segmendi pikkus määravad ära külgsumbumise muutumise sammu, mida tuleb arvesse võtta. Kerele kinnitatud mootoritega õhusõiduki puhul täheldatava summaarse külgsumbumise avaldise abil saab näidata, et kui külgsumbumise muutuse väärtuseks alasegmendi kohta võtta 1,5 dB, siis tuleks õhusviibimist kirjeldavad tõusu- ja laskumissegmendid, mille kõrgus rajast on kuni 1 289,6 m (4 231 jalga), jagada alasegmentideks lähtuvalt järgmistest kõrgustest: z = {18,9, 41,5, 68.3, 102,1, 147,5, 214,9, 334,9, 609,6, 1 289,6} meetrit või z = {62, 136, 224, 335, 484, 705, 1 099, 2 000, 4 231} jalga. Iga algsegmendi puhul, mis on madalamal kui 1 289,6 m (4 231 jalga), kasutatakse neid loetletud kõrgusi nii, et tehakse kindlaks, milline neist on kõige lähemal algsele lõpp-punkti kõrgusele (tõususegmendi puhul) või alguspunkti kõrgusele (lähenemissegmendi puhul). Tegelikud alasegmentide kõrgused zi arvutatakse seejärel valemiga zi = ze [z’i / z’N] (i = k..N) kus ze on segmendi algne lõpp-punkti kõrgus (tõusul) või alguspunkti kõrgus (lähenemisel); z’i on eespool loetletud kõrguste jada i-s liige; z’N on kõrgus, mis eespool loetletud kõrguste jada väärtustest on kõige lähemal kõrgusele ze ; k tähistab kõrguste jada esimese sellise liikme indeksit, mille puhul arvutatud zk on rangelt suurem kui eelneva algse tõususegmendi lõpp-punkti kõrgus või alasegmentideks jaotatava järgneva algse lähenemissegmendi alguspunkti kõrgus. Algtõusu või lõpplähenemise segmendi erijuhul k = 1, kuid üldiselt on k rajaga ühendamata õhusviibimise segmentide puhul suurem kui 1. Algtõusu segmendi näide Kui algse segmendi lõpp-punkti kõrgus on ze = 304,8 m, siis kõrguste jada väärtuste vahemikust 214,9 m < ze < 334,9 m on ze -le kõige lähem kõrgus z’7 = 334,9 m. Seejärel arvutatakse alasegmentide lõpp-punktide kõrgus järgmise valemiga: zi = 304,8 [z’i / 334,9], kus i = 1 kuni 7 (tuleb tähele panna, et käesoleval juhul k =1, sest see on algtõusu segment). Seega z1 = 17,2 m ja z2 = 37,8 m jne. Õhusviibimise segmentide jagamine alasegmentideks Kui ühes õhusviibimise segmendis toimub suur kiirusemuutus, jagatakse segment väiksemateks segmentideks nii, nagu maapinnal liikumise puhul: nseg = int (1 + |V2 - V1|/10) (2.7.14), kus V1 ja V2 on vastavalt kiirus segmendi alguses ja lõpus. Vastava alasegmendi parameetrid arvutatakse nagu stardihoovõtu puhul valemitega 2.7.9–2.7.11. Teekonnajoon Teekonnajoon (nii magistraalteekonnajoon kui ka hajus alamteekonnajoon) määratakse kindlaks maatasapinnal paiknevate (näiteks radariandmetel põhinevate) koordinaatide (x,y) jadaga või radarkursside andmise käskude jadaga, mis kirjeldab sirglõike ja kaari (pöörded kindlaksmääratud raadiusega r ja kursimuutus Δξ). Segmentidena modelleerimisel kujutatakse kaart alamkaartele sobitatud järjestikuste sirglõikude jadana. Kuigi pööretel tekkivad õhusõiduki kalded ei ole teekonnajoone segmentides otseselt näha, mõjutavad need segmentide kindlaksmääramist. B4 liites selgitatakse, kuidas arvutada kaldenurkasid ühtlase pöörde ajal, kuid mõistagi neid tegelikkuses ei rakendata või eemaldatakse need kohe. Puudub ettekirjutus selle kohta, kuidas käsitleda üleminekut otselennu ja pöörde või kahe järjestikuse pöörde vahel. Üldjuhul on tõenäoline, et kasutaja otsustada jäetud üksikasjad (vt punkt 2.7.11) ei avalda lõplikele kontuuridele olulist mõju. Peamine nõue on mitte jätta suuri vahesid pöörete otste vahele ning selle saavutamiseks võib nende vahele lihtsalt paigutada lühikese üleminekusegmendi, kus kaldenurk muutub võrdeliselt läbitud vahemaaga. Üleminekudünaamika tegelikule olukorrale lähedasemat modelleerimist on vaja üksnes erijuhul, kui konkreetne pööre avaldab lõplikele kontuuridele tõenäoliselt märgatavat mõju. Sellisel juhul tuleb kaldenurk seostada konkreetse õhusõiduki tüübiga ja kasutada asjakohast muutmiskiirust. Käesolevas osas piisab tõdemusest, et iga pöörde otsmise alamkaare Δξtrans asukoht on määratud kaldenurga muutmise nõuetega. Kaare ülejäänud osa, kus kursimuutus on Δξ – 2·Δξtrans kraadi, jagatakse nsub alamkaareks valemiga nsub = int (1 + (Δξ – 2•Δξtrans )/10 (2.7.15), kus int(x) on muutuja x täisarvulise osa esitamise funktsioon. Seejärel arvutatakse iga alamkaare puhul kursimuutus Δξ sub valemiga Δξ = (ξ-2•Δξ trans ) / nsub (2.7.16), kus nsub peab olema piisavalt suur tagamaks, et Δξ sub ≤ 10 kraadi. Kaare lõikudeks jagamist on näitlikult kujutatud (ilma otstes paiknevate ülemineku alasegmentideta) joonisel 2.7.h.2 (****). Kui teekonnajoone segmendid on x-y-tasapinnal kindlaks määratud, ühitatakse need s-z-tasapinnal paiknevate lennuprofiili segmentidega, et saada kolmemõõtmelised (x, y, z) lennutrajektoori segmendid. Teekonnajoon peab alati ulatuma lennurajast punktini, mis jääb arvutusvõrgu ulatusest kaugemale. Vajaduse korral võib selle saavutamiseks lisada teekonnajoone viimase segmendi lõppu sobiva pikkusega sirglõigu. Lennuprofiili kogupikkus peab pärast teekonnajoonega ühendamist samuti ulatuma lennurajast punktini, mis jääb arvutusvõrgu ulatusest kaugemale. Selle saavutamiseks võib vajaduse korral lisada profiilile täiendava punkti: — väljumisprofiili lõppu punkti kiiruse ja tõukejõu väärtusega, mis on võrdne väljumisprofiili viimase punkti vastava väärtusega, ning kõrgusega, mis on lineaarselt ekstrapoleeritud viimase ja eelviimase profiilipunkti alusel, või — saabumisprofiili algusse punkti kiiruse ja tõukejõu väärtusega, mis on võrdne saabumisprofiili esimese punkti vastava väärtusega, ning kõrgusega, mis on lineaarselt ekstrapoleeritud esimese ja teise profiilipunkti alusel. Õhusviibimise segmentide korrigeerimine Pärast 3D-lennutrajektoori segmentide tuletamist punktis 2.7.13 kirjeldatud korra kohaselt võib olla vaja segmente täiendavalt korrigeerida, et eemaldada liiga lähestikku paiknevad lennutrajektoori punktid. Kui kaks järjestikust punkti paiknevad teineteisest kuni 10 meetri kaugusel ning nendega seotud kiiruse ja tõmbejõu väärtused on võrdsed, tuleb üks punkt kustutada. (*) Nimetatud põhjusel peab teekonnajoone kogupikkus olema alati suurem kui lennuprofiili kogupikkus. Vajaduse korral võib selle saavutamiseks lisada teekonnajoone viimase segmendi lõppu sobiva pikkusega sirglõike." (**) Isegi kui mootori võimsusrežiim jääb segmendi jooksul konstantseks, võivad veojõud ja kiirendus muutuda õhutiheduse muutumise tõttu kõrguse muutumisel. Müra modelleerimise seisukohalt on sellised muutused tavaliselt siiski ebaolulised." (***) Selline soovitus on esitatud dokumendi ECAC Doc 29 eelmises redaktsioonis, kuid seda käsitatakse endiselt ajutisena kuni täiendavate kinnitavate katseandmete kogumiseni." (****) Sellise lihtsa määratluse puhul on segmentideks jagatud trajektoori kogupikkus veidi lühem kui kaarekujulise trajektoori pikkus. Selle tagajärjel tekkiv kontuuriviga on siiski kaduvväike, kui nurga juurdekasv on alla 30°.“"