13.

Oddiel 2.7.13 „Tvorba segmentov dráhy letu“ sa nahrádza takto: „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. Potom sa realizuje ďalšia segmentácia pre lietadlo na vzletovej a pristávacej dráhe (rozjazd pri vzlete alebo dojazd lietadla po pristátí) a pre lietadlo v blízkosti vzletovej a pristávacej dráhy (počiatočné stúpanie alebo konečné priblíženie). Potom by sa mala uskutočniť ďalšia segmentácia vzdušných segmentov so značne odlišnými rýchlosťami na ich začiatočných a konečných bodoch. Dvojrozmerné súradnice segmentov priemetu dráhy (*) na zemský povrch sú určené a zlúčené s dvojrozmerným profilom letu na účely vytvorenia trojrozmerných segmentov dráhy letu. Napokon sa odstránia akékoľvek body dráhy letu, ktoré sú príliš blízko seba. Profil letu Parametre opisujúce každý segment profilu letu na začiatku (prípona 1) a na konci (prípona 2) segmentu sú: s1, s2 vzdialenosť pozdĺž priemetu dráhy na zemský povrch; z1, z2 výška letúna; V1 , V2 traťová rýchlosť; P1 , P2 výkonový parameter súvisiaci s hlukom (zodpovedajúci výkonu, pre ktorý sú definované krivky NPD) a 1, ε 2 uhol priečneho náklonu. Na vytvorenie profilu letu zo súboru procedurálnych krokov (syntéza dráhy letu) sa segmenty tvoria v poradí na dosiahnutie požadovaných podmienok na koncových bodoch. Parametre koncových bodov pre každý segment sa stanú parametrami začiatočných bodov pre ďalší segment. Pri akomkoľvek výpočte segmentov sú parametre známe na začiatku; požadované podmienky na konci špecifikuje procedurálny krok. Samotné kroky sú vymedzené buď štandardnými ANP alebo používateľom (napr. z letových príručiek lietadla). Koncové podmienky sú zvyčajne výška a rýchlosť; úlohou vytvorenia profilu je určiť dĺžku priemetu dráhy na zemský povrch zahrnutú pri dosahovaní uvedených podmienok. Nedefinované parametre sú určené výpočtami letovej výkonnosti opísanými v dodatku B. Ak je priemet dráhy na zemský povrch priamy, body profilu 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 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 zemskom povrchu 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 < s < 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 dvojrozmerného priemetu jeho 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: 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) kde: f = (s - s1 )/(s 2 - s 1) (2.7.7) 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 (**)]. 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. Rozjazd 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 dĺžka vzletu. Pokiaľ ide o ekvivalentnú dĺžku vzletu sTO (pozri dodatok B), počiatočnú rýchlosť V1 a vzletovú rýchlosť VTO , počet nTO segmentov rozjazdu pri vzlete je nTO = int (1 + (V TO - V1)/10) (2.7.8) a teda zmena rýchlosti pozdĺž segmentu je ΔV = VTO/nTO (2.7.9) a čas Δt pre jednotlivý segment je (predpokladá sa konštantné zrýchľovanie) (2.7.10) Dĺžka sTO,k segmentu k (1 ≤ k ≤ nTO) rozjazdu pri vzlete je potom: (2.7.11) Príklad: V prípade dĺžky vzletu sTO = 1 600 m, V1 = 0m/s a V2 = 75 m/s sa získa nTO = 8 segmentov s dĺžkou v rozsahu od 25 do 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: ΔP = (PTO - Pinit)/nTO (2.7.12) kde PTO označuje ťah lietadla v bode odpútania a P init označuje ťah lietadla na začiatku rozjazdu pri vzlete. Cieľom použitia tohto konštantného prírastku ťahu (namiesto použitia kvadratickej rovnice 2.7.6) je zabezpečiť súlad s lineárnym vzťahom medzi ťahom a rýchlosťou v prípade lietadiel s prúdovými motormi. Dôležitá poznámka: V prípade vyššie uvedených rovníc a príkladu sa implicitne predpokladá, že počiatočná rýchlosť lietadla na začiatku fázy vzletu je nula. To zodpovedá bežnej situácii, keď lietadlo začína rozjazd a zrýchľuje z bodu odbrzdenia. Existujú však situácie, keď lietadlo môže začať zrýchľovať zo svojej rolovacej rýchlosti bez zastavenia na prahu vzletovej a pristávacej dráhy. V danom prípade inej ako nulovej počiatočnej rýchlosti Vinit by sa namiesto rovníc 2.7.8, 2.7.9, 2.7.10 a 2.7.11 mali použiť tieto „zovšeobecnené“ rovnice: (2.7.13) V takomto prípade, pokiaľ ide o fázu vzletu, V1 je počiatočná rýchlosť Vinit , V2 je vzletová rýchlosť VTO , n je počet vzletových segmentov nTO , s je ekvivalentná dĺžka vzletu sTO a sk je dĺžka sTO,k segmentu k (1[symbol]k [symbol] n). Dojazd lietadla po pristávaní Hoci dojazd lietadla po pristávaní je v podstate obrátený postup ako pri rozjazde pri vzlete, osobitná pozornosť sa musí venovať — reverznému ťahu, ktorý sa niekedy používa na spomalenie lietadla, a — letúnom opúšťajúcim vzletovú a pristávaciu dráhu po spomalení (lietadlá, ktoré opustia vzletovú a pristávaciu dráhu, už neprispievajú k vzdušnému hluku, keďže hluk rolovania sa neberie do úvahy). Na rozdiel od dĺžky 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 náhlu zvukovú explóziu.) 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 v blízkosti 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.1). Lietadlo pri pristávaní prekročí prah pristávacej dráhy (ktorý má na priemet dráhy priblíženia na zemský povrch súradnicu s = 0) v nadmorskej výške 50 stôp a potom pokračuje v klesaní po zostupovej dráhe až do dotyku na vzletovej a pristávacej dráhe. V prípade zostupovej dráhy so sklonom 3° je bod dotyku 291 m za prahom pristávacej dráhy (podľa vyobrazenia na obrázku 2.7.h.1). Lietadlo potom spomaľuje počas celej vzdialenosti do zastavenia sstop – lietadlo, pre ktoré sú konkrétne hodnoty uvedené v databáze ANP – z rýchlosti konečného priblíženia Vfinal na 15 m/s. Z dôvodu rýchlych zmien rýchlosti v rámci tohto segmentu by sa mal ďalej rozdeliť na segmenty, a to rovnako ako v prípade rozjazdu pri vzlete (alebo letových segmentov s rýchlymi zmenami rýchlosti) s použitím zovšeobecnených rovníc 2.7.13 (keďže rolovacia rýchlosť sa nerovná nule). Výkon motora sa mení z výkonu na konečné priblíženie pri dotyku na nastavenie výkonu pri reverznom ťahu Prev v rámci vzdialenosti 0,1•sstop , 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 ΔLsa uplatňuje na hladinu udalosti odvodenú z NPD, pričom sa zvyšuje z nuly na hodnotu ΔLrev [predbežne sa odporúča 5 dB (***)] na úseku 0,1•sstop a potom lineárne klesá na nulu pozdĺž zostávajúcej vzdialenosti do zastavenia. Segmentácia segmentu počiatočného stúpania a segmentu konečného priblíženia Geometria vzťahu segmentu a prijímača sa rýchlo mení v segmente počiatočného stúpania a vzdušnom segmente konečného priblíženia, najmä v súvislosti s lokalitami pozorovateľa na strane dráhy letu, kde sa rýchlo mení aj uhol stúpania (uhol beta), ako lietadlo stúpa alebo klesá prechádzajúc týmito počiatočnými/konečnými úsekmi. Z porovnania s výpočtami týkajúcimi sa veľmi malých segmentov vyplýva, že pri použití jedného segmentu (alebo ich malého počtu) stúpania alebo vzdušného segmentu priblíženia pod určitou výškou (vo vzťahu k vzletovej a pristávacej dráhe) to vedie k nedostatočnej aproximácii hluku po stranách dráhy letu pre integrovanú metriku. Dôvodom je uplatnenie jedinej úpravy laterálneho útlmu na každom segmente, čo zodpovedá jedinej hodnote uhla stúpania špecifickej pre segment, zatiaľ čo rýchla zmena tohto parametra vedie k značnej variabilite efektu pridaného útlmu pozdĺž každého segmentu. Presnosť výpočtu sa zlepší ďalšou segmentáciou segmentu počiatočného stúpania a vzdušného segmentu konečného priblíženia. Počet čiastkových segmentov a dĺžka každého z nich určujú „podrobnosť“ zmeny laterálneho útlmu, ktorá sa započíta. S ohľadom na vyjadrenie celkového laterálneho útlmu lietadla s motormi upevnenými na jeho trupe možno preukázať, že pre obmedzujúcu zmenu laterálneho útlmu o 1,5 dB na jeden čiastkový segment by segment stúpania a vzdušný segment priblíženia do výšky 1 289,6 m (4 231 ft) nad vzletovou a pristávacou dráhou mali byť ďalej segmentované 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 Pre každý pôvodný segment pod 1 289,6 m (4 231 ft) sa vyššie uvedené výškové hodnoty realizujú na základe určenia, ktorá výška z uvedeného súboru je najbližšie pôvodnej výške koncového bodu (v prípade segmentu stúpania) alebo výške začiatočného bodu (v prípade segmentu priblíženia). Skutočné výšky čiastkových segmentov zi by sa potom vypočítali takto: zi = ze [z'i / z'N] (i = k..N) kde: ze výška koncového bodu pôvodného segmentu (stúpanie) alebo výška začiatočného bodu (priblíženie) z'i je i-ty člen súboru vyššie uvedených výškových hodnôt z'N je najbližšia výšková hodnota zo súboru vyššie uvedených výškových hodnôt nad výškou ze k označuje koeficient prvého člena súboru výškových hodnôt, v prípade ktorého je vypočítaná hodnota zk výhradne vyššia ako výška koncového bodu predchádzajúceho pôvodného segmentu stúpania alebo výška začiatočného bodu nasledujúceho pôvodného segmentu priblíženia, ktorý sa bude ďalej segmentovať. V špecifickom prípade segmentu počiatočného stúpania alebo segmentu konečného priblíženia platí, že k = 1, ale vo všeobecnejšom prípade vzdušných segmentov, ktoré nie sú spojené so vzletovou a pristávacou dráhou, bude k väčšia ako 1. Príklad pre segment počiatočného stúpania Ak je výška koncového bodu pôvodného segmentu ze = 304,8 m, potom zo súboru výškových hodnôt zistíme, že 214,9 < ze < 334,9 a najbližšia výška zo súboru po hodnotu ze je z'7 = 334,9 m. Výšky koncových bodov čiastkových segmentov sa potom vypočítajú takto: zi = 304,8 [z'i / 334,9] pre i = 1 až 7 (s tým, že v danom prípade platí, že k =1, keďže to je segment počiatočného stúpania) Teda z1 by bolo 17,2 m a z2 by bolo 37,8 m atď. Segmentácia vzdušných segmentov Pokiaľ ide o vzdušné segmenty, keď v rámci segmentu dochádza k značnej zmene rýchlosti, mal by sa rozdeliť ako v prípade rozjazdu pri vzlete, t. j. nseg = int (1 + |V 2 - V 1|/10) (2.7.14) kde V1 je rýchlosť na začiatku segmentu a V2 rýchlosť na konci segmentu. Zodpovedajúce parametre čiastkových segmentov sa vypočítajú podobným spôsobom ako v prípade rozjazdu pri vzlete s použitím rovníc 2.7.9 až 2.7.11. 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 s definovaným polomerom 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. Podrobnosti, 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: nsub = int (1 + (Δξ – 2•Δξtrans )/10) (2.7.15) keď int(x) je funkcia, ktorá dáva celé číslo x, potom sa zmena kurzu Δξ sub každého čiastkového oblúka vypočíta ako Δξ = (ξ-2•Δξtrans )/nsub (2.7.16) kde nsub musí byť dostatočne veľké na to, aby sa zabezpečilo, že Δξsub ≤ 10 stupňov. Segmentácia oblúka (s výnimkou ukončujúcich prechodových čiastkových segmentov) je znázornená na obrázku 2.7.h.2 (****). Potom, čo sa v rovine x-y stanovili segmenty priemetu dráhy na zemský povrch, prekryjú sa segmentmi profilu letu (v rovine s-z), aby vznikli trojrozmerné (x, y, z) segmenty dráhy. Priemet dráhy na zemský povrch by mal vždy siahať od vzletovej a pristávacej dráhy až nad rámec rozsahu výpočtovej mriežky. V prípade potreby sa to dá dosiahnuť pridaním priameho segmentu vhodnej dĺžky za posledný segment priemetu dráhy na zemský povrch. Celková dĺžka profilu letu po zlúčení s priemetom dráhy na zemský povrch musí takisto siahať od vzletovej a pristávacej dráhy až nad rámec rozsahu výpočtovej mriežky. V prípade potreby sa to dá dosiahnuť pridaním ďalšieho bodu profilu: — za koniec profilu odletu s rovnakými hodnotami rýchlosti a ťahu ako v prípade posledného bodu profilu odletu a výšku lineárne extrapolovanú z posledného a predposledného bodu profilu alebo — za začiatok profilu príletu s rovnakými hodnotami rýchlosti a ťahu ako v prípade prvého bodu profilu príletu a výšku spätne lineárne extrapolovanú z prvého a druhého bodu profilu. Úprava segmentácie vzdušných segmentov Po odvodení trojrozmerných segmentov dráhy letu podľa postupu opísaného v oddiele 2.7.13 môžu byť potrebné ďalšie úpravy týkajúce sa segmentácie s cieľom odstrániť body dráhy letu, ktoré sa nachádzajú príliš blízko seba. Keď sú susedné body od seba vzdialené 10 metrov a menej a keď súvisiace rýchlosti a ťahy sú rovnaké, jeden z bodov by sa mal odstrániť. (*) 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." (**) 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 však tieto zmeny zvyčajne zanedbateľné." (***) Táto hodnota sa odporúčala v predchádzajúcom vydaní dokumentu ECAC č. 29, no stále sa považuje za predbežnú až do získania ďalších potvrdzujúcich experimentálnych údajov." (****) 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.“"