LNAS1

Approach Noise Reduction

Auf leisem Kurs nach unten


Flughafenanwohner kennen sie: einzelne, besonders laute Anflugmanöver. Mithilfe eines neuen Assistenzsystems können Piloten sie vermeiden. Auch die Region Zürich soll bald davon profitieren – erste Tests beginnen 2019.

Ein lauer Sommerabend in der Nähe von Kloten, die Familie sitzt gemütlich auf der Terrasse. An das gleichmäßige Brummen der Flugzeuge hat man sich hier in der Einflugschneise des Zürcher Flughafens mit der Zeit gewöhnt. Doch der Lärm plötzlich aufheulender Triebwerke, der jetzt herunterschallt, zerrt an den Nerven. Ärgerlich blickt die Runde nach oben.

Zahlreichen Anwohnern von Kloten setzt die Geräuschkulisse des Flugbetriebs zu. Und ihre Schar wächst, wie der jährlich erscheinende Zürcher Fluglärm-Index jüngst wieder konstatierte. Der Index benennt auch die Hauptgründe der Entwicklung: Zum einen steigt Zahl der Flüge, zum anderen ziehen immer mehr Menschen in die betroffene Region. Positiv bewertet der aktuelle Index den Effekt bestimmter technischer Gegenmaßnahmen: So sei - dank leiserer Flugzeuge – die Zahl von im Schlaf stark gestörten Personen nicht weiter gestiegen.

„Bei der Lärmreduktion von Flugzeugen gibt es noch etwas Luft nach oben“, sagt Swiss-Pilot Martin Gerber mit einem Augenzwinkern. Hardware-Änderungen an Triebwerken, Landeklappen oder Spoilern seien dabei nur eine Option.  „Spürbare Verbesserungen lassen sich auch mit Anflugverfahren erzielen, bei denen das Flugzeug von seiner Reiseflughöhe bis zur Piste fast kontinuierlich absinkt.“

Vorbereitungen laufen auf Hochtouren

Entsprechende Vorschläge hat der Zürcher Fluglärmbericht bereits im Jahr 2011 gemacht. Nun wollen Martin Gerber und seine Kollegen Fethi Abdelmoula vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Jean Marc Wunderli von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) die Idee praktisch erproben. Gefördert wird das Projekt vom eidgenössischen Bundesamt für Zivilluftfahrt, vom Bundesamt für Umwelt und von der Volkswirtschaftsdirektion des Kantons Zürich. „Die Vorbereitungen laufen auf Hochtouren“, berichtet Gerber, „Testflüge mit einem DLR-Airbus A320 sind für den Herbst 2019 geplant; abschließende Ergebnisse werden wir im Frühjahr 2020 vorstellen.“

Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Swiss SkyLab Foundation: Sie hat das Vorhaben zur Fluglärmminderung initiiert und zeichnet dafür verantwortlich. Es passt perfekt zum Anliegen der Stiftung,  die wissenschaftliche und technologische Nutzung von Flugplattformen in der Schweiz zu fördern. Dazu zählt der Militärflugplatz Dübendorf, wo auf Geheiß des Bundesrats künftig auch die zivile Luftfahrt Einzug halten soll und ein kantonaler Innovationspark geplant ist. „Die Schweiz hat ein Defizit bei Forschungsflügen“, sagt Gerber, der Mitglied des SkyLab-Stiftungsrates ist und in dieser Funktion das Projekt leitet. „Doch mithilfe von Dübendorf können wir den Mangel zunehmend ausgleichen.“

Auf dem Weg zum Forschungsflugplatz

Den Auftakt machten die von der Stiftung SkyLab organisierten Parabelflüge ab Dübendorf. Seit 2015 ermöglichen sie wissenschaftliches Experimentieren in der Schwerelosigkeit. „Ein weiterer Meilenstein auf dem Weg zum Forschungsflughafen ist die Erprobung lärmarmer Anflugtechniken“, sagt Oliver Ullrich, SkyLab-Präsident und Professor an der Universität Zürich. Dübendorf dient in dem Projekt nicht nur als Start- und Landeflughafen, hier werden die Versuche auch vorbereitet und ausgewertet.

Herzstück der Forschungskampagne ist das beim DLR in Braunschweig entwickelte Landeassistenzsystem Low Noise Augmentation System (LNAS). Es unterstützt Piloten bei leiseren Anflügen. Dass sich Lärmspitzen durch eine optimale Flugtechnik  um etliche Dezibel senken lassen, zeigte sich bereits bei Tests im Simulator und ersten Praxisversuchen am Airport Frankfurt. Gleichzeitig sank bei diesen Flügen der Kerosinverbrauch für die letzte Reiseetappe. „Beides zusammen macht LNAS sehr interessant für Airlines und Flugzeugbauer“, sagt Martin Gerber.

Jetzt geht es darum, das System unter Zürcher Bedingungen zu testen. Dafür werden Linienpiloten der Swiss und anderer Airlines sich nach dem Start in Dübendorf zunächst in den regulären Anflugverkehr über Kloten einfädeln und zum Anflug auf die Hauptpiste ansetzen – dann aber, kurz vor dem Bodenkontakt, wieder durchstarten und wenig später in Dübendorf landen. Jeder der insgesamt 70 vorgesehenen Anflüge wird am Flughafen Kloten akustisch vermessen und dokumentiert. Dafür zuständig sind Forscher der Empa mit Sitz in Dübendorf.

Zahl der Ausreisser senken

„Optimal wäre ein Sinkflug im Leerlauf, wie bei einem Segelflugzeug“, sagt Martin Gerber. Doch Gedränge im Luftraum, unklare Windverhältnisse und andere Widrigkeiten führten häufig zu unnötigen Horizontalflugsegmenten. Und diese seien meist die Ursache kurzzeitig erhöhter Lärmpegel, so Projektleiter Gerber: „Mithilfe unseres Assistenzsystems wollen wir die Anzahl der energetisch suboptimalen Anflüge reduzieren und Piloten die dafür nötigen Informationen auf intuitiv fassbare Weise vermitteln.“ Physikalische Grundprinzipien könne man nicht ändern, die Zahl der Ausreißer lasse sich jedoch reduzieren.

Um Piloten künftig mehr ideale Anflüge zu ermöglichen, wird das bestehende Pilotenassistenzsystem weiterentwickelt. Ein neues Verfahren namens Continuous Descent Approach (CDA) teilt der Cockpit-Crew zum Beispiel mit, wie lange sie auf das geräuschintensive Ausfahren des Fahrwerks verzichten kann – „das erfährt man von bisherigen  Bordcomputern nicht“, berichtet Martin Gerber. CDA soll nun zuerst in der Flugkampagne zwischen Dübendorf und Kloten erprobt werden und danach womöglich noch in einer Langzeitstudie bei der Swiss.

In wenigen Jahren wollen die Forscher ein auf Herz und Nieren geprüftes System zur Fluglärmreduktion zur Marktreife bringen.  „Ein Meilenstein wäre die reguläre Nutzung bei Airbus ab 2022“, sagt Martin Gerber. Das große Ziel der Wissenschaftler ist die Integration ihrer CDA-Software in das Flight Management System, das heißt in die reguläre Bordelektronik von Linienflugzeugen. Die Zeichen dafür stehen gut – ermutigende Aussichten also für Flugplatzanwohner.

Kontakt:

Martin Gerber, M.Sc. ETH, Capt.

Swiss SkyLab Foundation, Member of the Board

martin.gerber@swiss.com

Projekt:

www.skylab.swiss/lnas/