Strategien zur Lärmminderung an der Quelle unter ... - Leiser Verkehr

Strategien zur Lärmminderung an der Quelle unter
Einschluss operationeller Möglichkeiten,
speziell für den Nachtflug
W. Neise
W. Dobrzynski *)
U. Isermann **
R. König***
A. B. Claßen****
G. Bischoff****
DLR-Institut für Antriebstechnik
Abteilung Triebwerksakustik, Berlin
DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
*) Abteilung Technische Akustik, Braunschweig
**) Abteilung Technische Strömungen, Göttingen
***) DLR-Institut für Flugsystemtechnik, Braunschweig
****) DLR Flughafenwesen und Luftverkehr, Köln
Forschungsprojekt gefördert vom
Bundesministerium für Verkehr Bauen und Stadtentwicklung (BMVBS)
unter der FE-Nummer L-3/2004-50.0307/2004
Laufzeit 07.02.2005 - 15.08.2009

Strategien zur Lärmminderung an der Quelle unter
Einschluss operationeller Möglichkeiten,
speziell für den Nachtflug
W. Neise
W. Dobrzynski *
U. Isermann **
R. König***
A. B. Claßen****
G. Bischoff****
DLR-Institut für Antriebstechnik,
Abteilung Triebwerksakustik, Berlin
DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik,
*) Abteilung Technische Akustik, Braunschweig
**) Abteilung Technische Strömungen, Göttingen
***) DLR-Institut für Flugsystemtechnik, Braunschweig
****) DLR Flughafenwesen und Luftverkehr
Forschungsprojekt gefördert vom
Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)
unter der FE-Nummer L-3/2004-50.0307/2004
Laufzeit 07.02.2005 - 15.08.2009
Bundesministerium
für Verkehr, Bau
und Stadtentwicklung

Inhaltsverzeichnis
Abkürzungen...................................................................................................................... ix
1 Einleitung ............................................................................................................................1
2 Zusammenfassung des BMVBS-Projekts „Bewertung des Standes der Technik in
der Lärmreduktionstechnologie für Verkehrsflugzeuge“ [2] ................................................2
3 Beschreibung unterschiedlicher An- und Abflugverfahren..................................................5
3.1 Start- und Steigflugverfahren......................................................................................5
3.1.1 Flugbahnen und Geschwindigkeiten .................................................................5
3.1.2 Fliegbarkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit ...................................................6
3.2 Anflugverfahren...........................................................................................................6
3.2.1 Flugbahnen und Geschwindigkeiten .................................................................6
3.2.2 Fliegbarkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit ...................................................8
4 Akustische Untersuchungen von An- und Abflugverfahren ................................................9
4.1 Einleitung ....................................................................................................................9
4.2 Deutschland: „Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren“ (LAnAb) .............................9
4.2.1 Vorbemerkung ...................................................................................................9
4.2.2 Aufgabenpaket 1: Modellierung der Schallquellen an
Verkehrsflugzeugen.........................................................................................10
4.2.3 Aufgabenpaket 2: Entwicklung eines Berechnungsverfahrens für die
Lärmkonturen beim An- und Abflug von Verkehrsflugzeugen .........................11
4.2.4 Aufgabenpaket 3: Abschätzung des Lärmminderungspotenzials und der
Fliegbarkeit von An- und Abflugverfahren .......................................................14
4.2.5 Aufgabenpaket 4: Durchführung einer Messkampagne zur Verifizierung
des prognostizierten Lärmminderungspotenzials lärmarmer Start- und
Landeverfahren [24] ........................................................................................20
4.2.6 Aufgabenpaket 5: Übertragung von Teilergebnissen der
Aufgabenpakete 2 und 4 in das Programm NIROS der Deutschen
Flugsicherung [25] ...........................................................................................23
4.2.7 Vorschläge für weiterführende Untersuchungen .............................................23
4.3 Europa ......................................................................................................................24
4.3.1 Airbus ..............................................................................................................24
4.3.2 EU-Projekt SOURDINE ...................................................................................27
4.3.3 EU-Projekt AWIATOR......................................................................................31
4.4 Vereinigte Staaten von Amerika ...............................................................................40
4.4.1 Akustische Simulation unterschiedlicher An und Abflugverfahren...................40
4.4.2 Einfluss der Wetterbedingungen auf die Abflugbahnen von
Verkehrsflugzeugen und die daraus resultierende Geräuschimmission..........43
4.4.3 Untersuchung von CDA-Verfahren für den Louisville International Airport......47
4.4.4 Untersuchungen zu Flugmanagementsystemen .............................................50
4.5 Weiterentwicklung von Geräuschprognoseverfahren ...............................................50
5 Lärmminderungspotenziale von akustisch optimierten An- und Abflugverfahren und
von Nachrüstmaßnahmen ................................................................................................51
5.1 Hintergrund und Vorgehensweise.............................................................................51
5.2 Lärmoptimierte Anflugverfahren für den Airbus A319...............................................52
5.3 Lärmoptimierte Abflugverfahren................................................................................58
5.3.1 Untersuchungen für den A319.........................................................................58
5.3.2 Untersuchungen für die B747-400...................................................................63
5.4 Lärmoptimierte Anflugverfahren und Anwendung von Nachrüstmaßnahmen ..........67
5.5 Lärmoptimierte Abflugverfahren und Anwendung von Nachrüstmaßnahmen ..........71
5.6 Lärmminderungspotenziale und Identifikation von geeigneten
Anwendungsbereichen .............................................................................................74
5.6.1 Anflüge ............................................................................................................74
5.6.2 Abflüge ............................................................................................................75
iii

6 Modellrechnungen für einen generischen Flughafen........................................................76
7 Bewertung der Umsetzungsmöglichkeit technischer Nachrüstmaßnahmen an der
Quelle und lärmoptimierer Flugverfahren .........................................................................79
8 Politische Instrumente zur Förderung der Lärmminderung an der Quelle –
Bonusliste .........................................................................................................................81
8.1 Einführung.................................................................................................................81
8.2 Anwendung der Bonusliste .......................................................................................82
8.2.1 Bonusliste und Betriebsbeschränkungen ........................................................83
8.2.2 Kapitel 4 und Betriebsbeschränkungen...........................................................83
8.2.3 Kapitel 4 und Bonusliste ..................................................................................84
8.2.4 Betriebsbeschränkungen und „Balanced Approach“ .......................................84
8.3 Bonusliste – Fortschreibung oder Neugestaltung? .................................................86
8.3.1 Veränderte rechtliche Rahmenbedingungen ...................................................87
8.3.2 Ansatz für eine Neugestaltung der Bonusliste.................................................88
8.4 Bewertung der Bonusliste als ordnungspolitisches Mittel zur Lärmminderung
an der Quelle ............................................................................................................90
9 Zusammenfassung ...........................................................................................................91
10 Literaturverzeichnis...........................................................................................................97
Anhang A: Einsatz der Bonusliste an deutschen Flughäfen ................................................101
A.1 München (MUC) ......................................................................................................101
A.2 Nürnberg (NUE) ......................................................................................................101
A.3 Karlsruhe/Baden-Baden (FKB)................................................................................101
A.4 Hannover (HAJ).......................................................................................................101
A.5 Münster/Osnabrück (FMO)......................................................................................102
A.6 Düsseldorf (DUS) ....................................................................................................102
A.7 Köln/Bonn (CGN) ....................................................................................................103
A.8 Dresden (DRS)........................................................................................................103
A.9 Zusammenfassung..................................................................................................103
Anhang B: Bonusliste – Vergleich 1997 zu 2003 .................................................................105
B.1 Abflug ......................................................................................................................105
B.2 Anflug ......................................................................................................................105
iv

Tabellenverzeichnis:
Tabelle 1: Zusammenfassung der beschriebenen Geräuschminderungsmaßnahmen für
Triebwerke...................................................................................................................3
Tabelle 2: Zusammenfassung der beschriebenen Geräuschminderungsmaßnahmen für
die Zellengeräusche (Fahrwerke / Hochauftriebshilfen)..............................................4
Tabelle 3: Mittlere Pegeldifferenzen ΔLAS,max und ΔSEL für die untersuchten
Anflugverfahren gegenüber dem Low-Drag-Low-Power-Verfahren (LDLP) an
den einzelnen Messstellen. .......................................................................................22
Tabelle 4: Übersicht zu den aerodynamischen und akustischen Eigenschaften
verschiedener Flügelkomponenten und deren potentielle Nutzung für lärmarme
Flugverfahren. ...........................................................................................................32
Tabelle 5: Optimiertes „close-in“ Abflugverfahren (siehe auch die grafische Darstellung
in Bild 21) ..................................................................................................................39
Tabelle 6: Optimiertes “distant” Abflugverfahren (siehe auch die grafische Darstellung
in Bild 22) ..................................................................................................................39
Tabelle 7: Zahl der von Fluglärm verschiedener Pegelbereiche betroffenen Personen
für das Standard- und das modifzierte „Winter“-Abflugverfahren am Logan
Airport in Boston USA (nach Huber, Clarke & Malony [31]). ....................................46
Tabelle 8: Untersuchte Anflugverfahren.................................................................................52
Tabelle 9: Untersuchte Abflugverfahren.................................................................................58
Tabelle 10: Bei den SIMUL-Rechungen für den A319 angenommene, durch
Nachrüstung erreichbare Pegelminderungen............................................................67
Tabelle 11: Verkehrszusammensetzung für den untersuchten generischen Flughafen
(Flugzeuggruppen nach AzB)....................................................................................76
v

Bildverzeichnis:
Bild 1: Übersicht zu den operationell eingesetzten Start- und Steigflugverfahren. ................5
Bild 2: Standard LDLP und CDA Anflugverfahren..................................................................7
Bild 3: Schallquellen an einem Verkehrsflugzeug. ...............................................................11
Bild 4: Lage der Messstellen in der Umgebung des Flughafens Schwerin-Parchim............12
Bild 5: A-bewertete Maximalschallpegel LA,max an den Anflugmessstellen 13 bis 25 für
das LDLP-Verfahren. Vergleich mit den SIMUL-Rechnungen. .................................12
Bild 6: A-bewertete Maximalschallpegel LA,max an den Abflugmessstellen 1 bis 12 für
das modified ATA-Verfahren mit Flex-Power. Vergleich mit den SIMUL-
Rechnungen. .............................................................................................................13
Bild 7: Schematische Darstellung unterschiedlicher vertikaler An- und Abflugprofile. .........14
Bild 8: Schematische Darstellung verschiedener Anflugverfahren.......................................15
Bild 9: Konturen konstanten Schalldruckpegels für die LDLP-, LCDA-, SLDLP- und
SCDA-Verfahren (nach [16], siehe auch [4]).............................................................15
Bild 10: Höhenprofile der untersuchten Abflugpfade Boeing 747-400. ..................................18
Bild 11: Schematische Darstellung der untersuchten Flugverfahren (oben: Start; unten:
Landung). ..................................................................................................................21
Bild 12: Schematische Darstellung der von van Boven [26] untersuchten Anflugprofile........25
Bild 13: Höhenprofile und LA max-Spur für 2°-CDA-Verfahren im Vergleich zum
Referenzverfahren (A340; nach van Boven [26]). .....................................................25
Bild 14: Höhenprofile und LA max-Spur für das durch späteres Ausfahren der
Hochauftriebshilfen und Fahrwerke optimierte 2°-CDA-Verfahren im Vergleich
zum Referenzverfahren (A340; nach van Boven [26]). .............................................26
Bild 15: Höhenprofile und LA max-Spur für das Amsterdam-CDA-Verfahren im Vergleich
zum Referenzverfahren (A340; nach van Boven [26]). .............................................26
Bild 16: Höhenprofile und LA max–Spur des für SOURDINE II gewählten
Referenzverfahrens verglichen mit einem an einem großen europäischen
Flughafen gebräuchlichen Anflugverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]). ..................27
Bild 17: Höhenprofile und LA max–Spur des SOURDINE CDA-Verfahrens II verglichen
mit dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]). ......................28
Bild 18: Höhenprofile und LA max–Spur des SOURDINE CDA-Verfahrens III verglichen
mit dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]). ......................28
Bild 19: Höhenprofile und LA max–Spur des SOURDINE CDA-Verfahrens IV verglichen
mit dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]). ......................29
Bild 20: Höhenprofile und LA max–Spur des SOURDINE CDA-Verfahrens V verglichen
mit dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]). ......................29
Bild 21: Höhenprofile und LA max-Spur des SOURDINE Abflugverfahrens II („SOURDINE
optimised close in”) verglichen mit dem SOURDINE Referenzverfahren (nach
Escalonilla u.a. [27]). .................................................................................................30
Bild 22: Höhenprofile und LA max-Spur des SOURDINE Abflugverfahrens III
(„SOURDINE optimised distant”) verglichen mit dem SOURDINE
Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]). ........................................................30
Bild 23: Innovative Flügelkomponenten aus dem Projekt AWIATOR am Airbus A340. .........31
Bild 24: Trajektorien der in AWIATOR untersuchten CDA-Verfahren. ...................................33
Bild 25: Vergleich von verschiedenen 2CDA-Trajektorien und zugehörige Verläufe des
maximalen A-bewerteten Gesamtschalldruckpegels unter der Flugbahn ohne
und mit AWIATOR Flügelelemente (TEDs und Sp. 6). .............................................35
Bild 26: Vergleich von ausgewählten Pegelkonturen für verschiedene 2CDA-Verfahren
ohne und mit AWIATOR Flügelelemente (TEDs und Sp. 6). ....................................35
Bild 27: Kraftstoffverbrauch, Flugzeit und subjektive Beurteilung der Piloten für einen
Standardreferenzanflug und verschiedene CDA-Verfahren......................................36
Bild 28: Treibstoffverbrauch und Zeitbedarf für CDA-Verfahren im Vergleich mit dem
Referenzverfahren für die nicht modifizierte A340. ...................................................37
Bild 29: Einfluss von TEDs und Spoiler 6 auf die operationellen Flugparameter am
Beispiel des 10CDA-Verfahrens................................................................................38
vi

Bild 30: Von Clarke [29] untersuchte Anflugprofile. a) Standard Instrument Landing
System (ILS)-approach, b) vertically segmented approach, c) 3-deg
decelerating approach...............................................................................................40
Bild 31: Von Clarke [29] untersuchte vertikale Abflugprofile. a) Standard departure; b)
ICAO noise abatement procedure c) thrust cutback procedure. ...............................41
Bild 32: Veränderung der Fläche der LA max-Konturen bei der „ICAO noise abatement
procedure” verglichen mit „Standard departure“ in Abhängigkeit von der
erreichten Flughöhe (nach Clarke [29]).....................................................................42
Bild 33: Veränderung der Fläche der LA max-Konturen bei der „ thrust cutback
procedure” verglichen mit „Standard departure“ in Abhängigkeit von der
erreichten Flughöhe (nach Clarke [29]).....................................................................43
Bild 34: Blockstruktur des Simulationsmoduls NOISIM (nach Huber, Clarke & Maloney
[31]). ..........................................................................................................................44
Bild 35: Überfluggeräuschmessungen an einer Boeing B767 mit vertikalen
Mikrofonanordnungen (nach Huber, Clarke & Maloney [31]). ...................................44
Bild 36: Vergleich von Standardabflugverfahren (links) und modifiziertem
Abflugverfahren (rechts) von Logan Airport Boston und resultierende
Fluglärmkonturen (untere Diagramme) nach Huber, Clarke & Maloney [31]. ...........45
Bild 37: Von Clarke u.a. [32] betrachtete Anflugprofile für den Louisville International
Airport (MSL = main sea level; FPA = flight path angle; GS = glide slope). ..............47
Bild 38: A-bewertete Maximalpegel an sieben Fluglärmmessstellen im Anflugbereich
des Louisville International Airport (Wegpunkt WOODI, Ortschaft Floyds
Knobs) für das konventionelle und das 2FPA/3GS CDA-Verfahren (nach
Clarke u.a. [32]).........................................................................................................48
Bild 39: Mit NOISIM und ISN berechnete Fluglärmkonturen am Louisville International
Airport für das konventionelle Anflugverfahren (links) und das 2FPA/3GS CDA-
Verfahren (nach Clarke u.a. [32]). .............................................................................49
Bild 40: Verlauf von Flughöhe H, Geschwindigkeit V, Triebwerksdrehzahl N1 und
aerodynamischer Konfiguration für den A319 bei den vier untersuchten
Anflugverfahren. ........................................................................................................53
Bild 41: Mit SIMUL berechneter Verlauf des LA,max und des SEL unter der Flugbahn für
den A319 bei den vier unterschiedliche Anflugverfahren. .........................................55
Bild 42: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL unter der Flugbahn
des A319 zwischen den drei alternativen Anflugverfahren und dem
Referenzverfahren LDLP...........................................................................................55
Bild 43: Mit SIMUL berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für den A319.
Verglichen sind die Anflugverfahren LDLP, SCDA und SLDLP. ...............................56
Bild 44: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen dem
SLDLP- bzw. dem SCDA-Verfahren und dem Referenzverfahren LDLP für den
A319. Eingetragen sind zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für
den SLDLP- bzw. den SCDA-Anflug. ........................................................................57
Bild 45: Verlauf von Flughöhe H, Geschwindigkeit V und Triebwerksdrehzahl N1 beim
A319 für die vier untersuchten Abflugprozeduren. ....................................................59
Bild 46: Mit SIMUL berechneter Verlauf des LA,max und des SEL unter der Flugbahn für
den A319 bei den vier unterschiedlichen Abflugprozeduren. ....................................60
Bild 47: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL unter der Flugbahn
des A319 zwischen den untersuchten Abflugverfahren und dem
Referenzverfahren MATA-FLEX. ..............................................................................60
Bild 48: Mit SIMUL berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für die
untersuchten Abflugprozeduren beim A319. .............................................................61
Bild 49: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen der MATA-
FLEX- und der MATA-TOGA-Prozedur für den A319. Eingetragen sind
zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für die MATA-FLEX-Prozedur.......62
Bild 50: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen der MATA-
FLEX- und der ICOA-FLEX-Prozedur für den A319. Eingetragen sind
zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für die MATA-FLEX-Prozedur.......62
vii

Bild 51: Verlauf von Flughöhe H, Geschwindigkeit V und korrigiertem Nettoschub Fn/δ
pro Triebwerk bei der B747-400 für die vier untersuchten Abflugprozeduren...........63
Bild 52: Mit dem AzB-Verfahren berechneter Verlauf des LA,max und des SEL unter der
Flugbahn für die B747-400 bei den vier unterschiedliche Abflugverfahren...............64
Bild 53: Mit dem AzB-Verfahren berechneter Verlauf der auf den Abflug mit dem
MATA-FLEX-Verfahren bezogenen Differenzen des LA,max und des SEL unter
der Flugbahn für die B747 für die untersuchten Abflugprozeduren...........................64
Bild 54: Mit dem AzB-Verfahren berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für die
untersuchten Abflugprozeduren bei der B747...........................................................65
Bild 55: Mit dem AzB-Verfahren berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen
der MATA-FLEX- und der MATA-TOGA-Prozedur für die B747. Eingetragen
sind zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für die MATA-FLEX-
Prozedur....................................................................................................................66
Bild 56: Mit dem AzB-Verfahren berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen
der MATA-FLEX- und der ICOA-FLEX-Prozedur für die B747. Eingetragen sind
zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für die MATA-FLEX-Prozedur.......67
Bild 57: Aus den Nachtrüstmaßnahmen für die untersuchten Anflugverfahren
resultierende Änderungen des LA,max und des SEL unter der Flugbahn.
Berechnung mit SIMUL für den A319........................................................................68
Bild 58: Aus den Nachrüstmaßnahmen für den SCDA resultierende Änderungen des
LA,max und des SEL unter der Flugbahn. Dargestellt sind die Effekte der
Einzelmaßnahmen. Berechnung mit SIMUL für den A319........................................69
Bild 59: Mit SIMUL berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für den A319.
Verglichen wird das Referenzverfahren LDLP mit den Alternativverfahren
SCDA und SLDLP jeweils mit zusätzlichen Nachrüstmaßnahmen. ..........................70
Bild 60: Differenzen im LA,max und im SEL zwischen dem SLDLP- bzw. dem SCDA-
Verfahren und dem Referenzverfahren LDLP für den A319. Die Berechnung
erfolgte mit SIMUL unter Berücksichtigung zusätzlicher Nachrüstmaßnahmen.
Eingetragen sind zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für den
SLDLP- bzw. den SCDA. ..........................................................................................71
Bild 61: Aus den Nachtrüstmaßnahmen für die untersuchten Abflugverfahren
resultierende Änderungen des LA,max und des SEL unter der Flugbahn.
Berechnung mit SIMUL für den A319........................................................................72
Bild 62: Mit SIMUL berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für den A319.
Verglichen wird das Referenz-Abflugverfahren MATA-FLEX mit den Verfahren
MATA-FLEX und ICAO-FLEX mit zusätzlichen Nachrüstmaßnahmen. ...................73
Bild 63: Differenzen im LA,max und im SEL zwischen dem MATA-FLEX bzw. dem ICAO-
FLEX-Verfahren mit Nachrüstmaßnahmen und dem Referenzverfahren MATA-
FLEX für den A319. Die Berechnung erfolgte mit SIMUL. Eingetragen sind
zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für die Verfahren mit
Nachrüstmaßnahmen................................................................................................74
Bild 64: Lärmkonturen in Anlehnung an das novellierte Fluglärmgesetz berechnet nach
dem AzB-Verfahren für einen generischen Flughafen unter Annahme der
Verkehrszusammensetzung in Tabelle 11. 80% der An- und Abflüge erfolgen
nach rechts (Westen). Ausgewiesen sind die Konturen für den Referenzfall
(LDLP-Anflug in Gruppe S 5.2), das Szenario Mod.1 (SLDLP-Anflug in Gruppe
S 5.2) und das Szenario Mod.2 (SLDLP-Anflug plus Nachrüstmaßnahmen in
Gruppe S 5.2); Flugrichtung von rechts nach links (von Ost nach West)..................77
Bild 65: Differenzen im LAeq,Nacht gegenüber dem Referenzfall für die Fälle Mod.1
(SLDLP-Anflug in Gruppe S 5.2) und Mod.2 (SLDLP-Anflug plus
Nachrüstmaßnahmen in Gruppe S 5.2) Eingetragen sind zusätzlich die
Konturen LAeq,Nacht = 50, 55 dB für die Fälle Mod.1 und Mod.2. Zu Grunde liegt
der generischen Flughafen mit der Verkehrszusammensetzung nach
Tabelle 11..................................................................................................................78
Bild 66: Auswertung der EASA Luftfahrzeugdatenbank TCDSN [66]. ...................................88
viii

Abkürzungen
ACDA Advanced Continuous Descent Approach
AFMS Advanced Flight Management System
ANOPP NASA Aircraft Noise Prediction Program
ATA Air Transport Association
ATC Air traffic control
ATTAS Advanced Technologies Transport
Aircraft System (DLR-Forschungsflugzeug
VFW 614)
AWIATOR Aircraft Wing with Advanced Technology
Operation (EU-Projekt)
AzB Anleitung zur Berechnung von
Lärmschutzbereichen [41]
BPR Bypass Ratio (Nebenstromverhältnis)
CAA Civil Aviation Authority des UK
CAS Calibrated Airspeed
CDA Continuous Descent Approach
CNEL Community Noise Equivalent Level
DFS Deutsche Flugsicherung
DfT Department for Transport des UK
DNL Day Night Average Sound Level
EASA European Aviation Safety Agency
ECAC European Civil Aviation Conference
EPNdB Effective Perceived Noise Level in
Dezibel
FAA Federal Aviation Administration
(USA)
FMS Flight Management System
FANOMOS Flight Track and Aircraft Noise Monitoring
System
FPA Flight Path Angle
GIS Geografisches Informationssystem
GS Glide Slope
IAA Intermediate Approach Altitude
ICAO International Civil Aviation Organization
ICAOA ICAO-A Startverfahren
ICAOA- ICAO-A Startverfahren mit reduzier-
FLEX tem Startschub
ICAOA- ICAO-A Startverfahren mit vollem
TOGA Startschub
ILS Instrument Landing System
INM Integrated Noise Model der FAA
LAnAb Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren
(BMWi-Projekt)
LCDA Continuous Descent Approach with
Late Gear Extension
LDLP Low-Drag-Low-Power Anflugverfahren
ix
LuftVG Luftverkehrsgesetz
LuftVZO Luftverkehrs-Zulassungs-Ordnung
LWL Large winglets
MIT Massachusetts Institute of Technology,
USA
MODATA Modified-ATA Startverfahren
MODATA- Modified-ATA Startverfahren mit
FLEX reduziertem Startschub
MODATA- Modified-ATA Startverfahren mit
TOGA vollem Startschub
MSL Main Sea Level
MTOM Maximum Take-Off Mass
N1 Fan-Drehzahl eines Triebwerks
NAPSIM Noise Abatement Procedure Simulation
NASA National Aeronautics and Space
Administration (USA)
NEF Noise Exposure Forecast
NIROS Noise Impact Reduction and Optimization
System (DFS)
NLCP Noise Level Calculation Program der
Firma Airbus
NOISIM Noise Simulation Program des MIT
PANS-OPS Procedures for Air Navigation Services
- Aircraft Operations
PNL Perceived Noise Level
PNLT Tone Corrected Perceived Noise
Level
POD Point of Descent
ROD Rate of Descent
SARP Standards and Recommended Practices
SCDA Segmented Continuous Descent
Approach
SEL Sound Exposure Level
SIMUL Fluglärmberechnungsprogramm von
DLR-ASG
SLDLP Steep Low-Drag-Low-Power Anflugverfahren
SOURDINE Study of Optimisation Procedures for
Decreasing the Impact of Noise
around Airports (EU-Projekt)
SOP Standard Operating Procedure
TCDSN Type-Certificate Data Sheet for
Noise
TED Mini Trailing Edge Device
TOGA Take-Off / Go Around (voller)
Startschub
TOD Top of Descent
WV Wake-vortex devices

1 Einleitung
Lärm gehört zu den wichtigsten Umweltproblemen im dicht besiedelten Deutschland und
Europa. Das Hauptproblem ist der Verkehrslärm – und in der Umgebung der großen Flughäfen
vor allem der Fluglärm. Der Fluglärm ist erfahrungsgemäß das größte Hindernis für alle
Pläne zur Erweiterung vorhandener und den Bau neuer Flughäfen. Kapazitätserhöhungen
der Flughäfen sind aber für die export- und dienstleistungsorientierte deutsche Wirtschaft
unverzichtbar.
Eine Reihe deutscher Verkehrsflughäfen, deren wirtschaftlicher Umsatz zu einem großen
Teil von ihrem Betrieb als Frachtflugdrehkreuz abhängt, wären ohne den wichtigen, auch in
Krisenzeiten stetig anwachsenden Wirtschaftszweig des Schnell- und Expressgüterumschlags
sowie des hochflexiblen Kurz-, Mittel- und Langstreckentransports vor ernsthafte
wirtschaftliche Schwierigkeiten gestellt.
Für die Frachtunternehmen sind insbesondere Flüge während der Tagesrandzeiten und in
der Nacht von großer Wichtigkeit. Gerade der nächtliche Flugverkehr ist aber wegen der
daraus resultierenden Störungen des Nachtschlafs besonders umstritten. Angesichts des in
Deutschland ansässigen weltweiten Marktführers auf dem Frachtflugmarkt, Lufthansa Cargo,
sowie diverser florierender Paket- und Postdienstleister sind einige Flughäfen (Köln-Bonn,
Frankfurt/Main und München seien hier als Beispiele genannt) in dem Dilemma, zwischen
grundsätzlichen wirtschaftlichen Interessen und stetig wachsenden Anwohnerprotesten zu
vermitteln. Die sensible Bewertung des Lärms in der Nacht macht gesonderte Strategien zur
Ausschöpfung aller Lärmminderungspotenziale notwendig.
Weltweit unternehmen die Luftfahrtindustrie und -forschung erhebliche Anstrengungen, um
leisere Fluggeräte und -verfahren zu entwickeln. So hat die Europäische Union in ihrem
Weißbuch „European Aeronautics: A Vision for 2020“ [1] als Zielvorgabe für das Jahr 2020
u.a. Technologieentwicklungen für eine Halbierung des Fluglärms gefordert, also eine Reduzierung
um 10 EPNdB. Diese Gesamtreduktion soll durch Maßnahmen an der Quelle, durch
effizienteren Flugzeugbetrieb und durch akustisch optimierte Flugverfahren erreicht werden:
Aircraft Source Noise
(Airframe + Powerplant)
1
Departure Arrival
6 6
Aircraft Performance 2 1
Operating Practices 2 3
Total 10 10
Wegen der langen Lebensdauer der Flugzeuge von etwa 25 - 35 Jahren werden sich die
leiseren Technologien aber erst mit großer Zeitverzögerung in einer spürbaren Senkung der
Lärmpegel an den Flughäfen auswirken, und deshalb kommt der Erarbeitung und Erprobung
von geräuscharmen Nachrüstmaßnahmen für bestehende Flugzeuge und der Entwicklung
lärmreduzierender Flugverfahren, die auch auf die heutigen Flugzeuge anwendbar sind, besondere
Bedeutung zu.
In einem früheren vom BMVBS geförderten Forschungsprojekt (Neise u.a. [2]), dessen Ergebnisse
in Kapitel 2 zusammengefasst werden, wurden neuere Geräuschminderungstechnologien
daraufhin überprüft, ob sie sich auf bestehendes Fluggerät übertragen lassen und
welches Lärmminderungspotenzial sich dabei für ausgewählte Flugzeugmuster ergibt. Untersucht
wurden sowohl Maßnahmen am Triebwerk (leisere Turbomaschinen und Freistrahldüsen,
schalldämpfende Auskleidungen, usw.) als auch Maßnahmen an der Flugzeugzelle
(Fahrwerke, Hochauftriebshilfen usw.).
In dem vorliegenden Projekt soll herausgearbeitet werden, wie durch Kombination aller be-

kannten nachrüstbaren Geräuschminderungsmaßnahmen am Fluggerät selbst und durch
Anwendung lärmoptimierter operationeller Verfahren kurz- bis mittelfristig eine Verbesserung
der Lärmsituation in der Umgebung von Verkehrsflughäfen erreicht werden kann. Besondere
Bedeutung kommt dabei der Minderung der Belastung durch den Nachtfluglärm zu.
In einem weiteren Zusammenhang steht das vorliegende Projekt auch mit den verkehrlichen
Aspekten der Novellierung des Fluglärmgesetzes. Die damit eingeführten strengeren Grenzwerte
für die Lärmschutzzonen speziell für den Nachtfluglärm resultieren in zusätzlichen
Schallschutzmaßnahmen in der Flughafenumgebung, die zu hohen Kostenbelastungen der
Flughafenbetreiber führen. Nachrüstbare Geräuschminderungsmaßnahmen am Flugzeug
oder akustisch verbesserte Flugverfahren helfen, diese Kosten zu reduzieren.
Der vorliegende Bericht ist wie folgt gegliedert: In Kapitel 2 werden die Ergebnisse des ersten
BMVBS-Projekts [2] zusammengefasst, in Kapitel 3 verschiedene An- und Abflugverfahren
beschrieben und in Kapitel 4 Untersuchungen in Deutschland, Europa und den USA zum
Thema lärmreduzierender An- und Abflugverfahren vorgestellt. In Kapitel 5 werden die Lärmminderungspotenziale
von Nachrüstmaßnahmen an der Quelle in Kombination mit akustisch
optimierten Flugverfahren diskutiert, wobei besonders auf die Ergebnisse des kürzlich abgeschlossenen
BMWi-Vorhabens „Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren“ (s. Neise [3], [4]
und Abschnitt 4.2) eingegangen wird. Um den Erfolg der vorgeschlagenen Maßnahmen auch
quantifizieren zu können, wird in Kapitel 6 das zu erarbeitende Konzept am Beispiel eines
generischen Flughafens simuliert, der wenig oder keinen Langstreckenverkehr aufweist. Die
Umsetzungsmöglichkeit der entwickelten Verfahren wird in Kapitel 7 bewertet. In Kapitel 8
werden die sogenannte Bonusliste als ordnungspolitisches Instrument zur Lärmminderung
an der Quelle beschrieben und künftige Gestaltungsoptionen diskutiert. Der Bericht schließt
mit einer Zusammenfassung (Kapitel 9) und dem Literaturverzeichnis (Kapitel 10).
2 Zusammenfassung des BMVBS-Projekts „Bewertung des Standes der
Technik in der Lärmreduktionstechnologie für Verkehrsflugzeuge“ [2]
Nach einer Beschreibung der an heutigen Verkehrsflugzeugen beim Start und der Landung
auftretenden aerodynamischen Schallquellen (Kapitel 2 des Berichts [2]) wird in Kapitel 3 die
aeroakustische Theorie der Schallentstehung durch Strömungsvorgänge rekapituliert, die
sowohl die Entstehung der Triebwerksgeräusche als auch die Entstehung des Zellengeräusche,
d.h. die durch die Umströmung der Fahrwerke und Hochauftriebshilfen verursachten
Anteile, beschreibt.
In Kapitel 4 und Kapitel 5 des Berichts [2] werden experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung
von Nachrüstmaßnahmen zur Reduzierung der Triebwerks- bzw. der Umströmungsgeräusche
(Zellenlärm) beschrieben und in Kapitel 6 die Ergebnisse von Flugversuchen
zur Verifizierung von Geräuschminderungsmaßnahmen, die zuvor bei Modell-, Prüfstands-
oder Windkanalversuchen entwickelt wurden. In Tabelle 1 und Tabelle 2 sind die
Ergebnisse der Kapitel 4 bis 6 zusammenfassend aufgelistet. Die dort angegebenen Geräuschminderungswerte
beziehen sich auf die jeweils angegebene Teilschallquelle, nicht auf
das Flugzeuggesamtgeräusch. Es ist nicht möglich, das Lärmminderungspotenzial für das
gesamte Flugzeug allgemein zu quantifizieren, weil die relative Bedeutung der Einzelschallquellen
für das Gesamtgeräusch von Flugzeug zu Flugzeug variiert.
Operationelle Verfahren sind neben den technologischen Geräuschminderungsmaßnahmen
an der Quelle ein weiteres Mittel zur Fluglärmreduzierung. Die in Abschnitt 6.2 des Berichts
[2] beschriebenen Überflugmessungen mit einer Boeing MD-11 ergaben ein Geräuschminderungspotenzial
von ca. 5 dB gegenüber der Zertifizierungskonfiguration durch veränderte
Triebwerks- und Klappenstellungen. In diesem Zusammenhang sei nochmals auf Kapitel 4
des vorliegenden Berichts verwiesen, in dem weitere akustisch optimierte Flugverfahren
beschrieben werden.
2

Untersuchte Geräuschminderungsmaßnahme
Vermeiden von Einlaufstörungen im Zuströmkanal
Verbesserte Auskleidung der Triebwerksgondel
ohne Stoßstellen in Umfangsrichtung
(„zero-splice liners“)
Akustische Bedämpfung der Einlaufrundung
der Triebwerksgondel („lip liner“)
Verbesserte Auskleidung der Triebwerksgondel
ohne Stoßstellen in Umfangsrichtung
(„zero-splice liners“) kombiniert mit
akustischer Bedämpfung der Einlaufrundung
der Triebwerksgondel
Schalldämpfer auf der Abströmseite des
Triebwerks zur Reduzierung des Brennkammergeräusches
Tabelle 1:
Zusammenfassung der beschriebenen Geräuschminderungsmaßnahmen für Triebwerke
Geeignet für
Nachrüstung /
Neuflugzeug
Nachrüstung +
Neuflugzeug
Nachrüstung +
Neuflugzeug
Nachrüstung +
Neuflugzeug
Nachrüstung +
Neuflugzeug
Nachrüstung +
Neuflugzeug
Chevrondüse Nachrüstung +
Neuflugzeug
Erreichte
Pegelminderung
an der Einzelquelle
Keine Zahlenwerte für Einzelmaßnahme
bekannt, weil
nur in Kombination mit anderen
Maßnahmen untersucht.
ca. 3 dB der nach vorn abgestrahlten
Schallleistung
Bis 5 dB Tonpegelreduzierung
Bis 20 dB Tonpegelreduzierung
bis zu 11 dB bei Leerlaufdrehzahl
3-4 dB bei Lande-
Betriebszustand
3
Auswirkung auf
Gesamtflugzeug /
Umsetzbarkeit
Umrüstungskosten durch Versetzen von
Strömungssonden;
keine erhöhten Betriebskosten;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
Höhere Herstellungskosten bzw. Umrüstungskosten
bei Nachrüstung;
keine erhöhten Betriebskosten;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
Höhere Herstellungskosten bzw. Umrüstungskosten
bei Nachrüstung;
leicht erhöhte Betriebskosten durch höhere
Triebwerksmasse; es sind noch technische
Probleme wegen Enteisung zu lösen;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
Höhere Herstellungskosten bzw. Umrüstungskosten
bei Nachrüstung;
keine erhöhten Betriebskosten;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
Höhere Herstellungskosten bzw. Umrüstungskosten
bei Nachrüstung;
leicht erhöhte Betriebskosten durch
höhere Triebwerksmasse;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
1 -3 dB(A) Etwas erhöhter spezifischer Treibstoffverbrauch
je nach Ausführung
Detaillierte
Beschreibung
in [2]
4.2
Bild 65
4.3;
Bild 27
4.4 und 6.4.2;
Bild 66
6.4.2; Bild 65
4.5
4.6, 6.1.3.2,
6.4.3; Bild 68

Tabelle 2:
Zusammenfassung der beschriebenen Geräuschminderungsmaßnahmen für die Zellengeräusche (Fahrwerke / Hochauftriebshilfen)
Untersuchte Geräuschminderungsmaßnahme
Geeignet für
Nachrüstung /
Neuflugzeug
Sub boundary layer vortex generators Nachrüstung +
Neuflugzeug
Aerodynamische Verkleidung von Fahrwerkskomponenten
Wirbelgeneratoren zur Unterdrückung von
Hohlraumresonanzen
Verschließen von Öffnungen an der Flügelvorderkanten
Nachrüstung +
Neuflugzeug
Nachrüstung +
Neuflugzeug
Nachrüstung +
Neuflugzeug
Erreichte
Pegelminderung
an der Einzelquelle
Keine Zahlenwerte für Einzelmaßnahme
bekannt
4
Auswirkung auf
Gesamtflugzeug /
Umsetzbarkeit
Höhere Herstellungskosten bzw. Umrüstungskosten
bei Nachrüstung;
keine erhöhten Betriebskosten;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
2-3 dB(A) Höhere Herstellungskosten bzw. Umrüstungskosten
bei Nachrüstung; höhere Betriebskosten
infolge Massenzuwachs (z.B.
ca. 70 kg bei A340) und Wartungsaufwand;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
bis zu12 dB Tonpegelminderung
bis zu 6 dB(A)
Minimale (voraussichtlich nicht nachweisbare)
Zunahme des Widerstands im Reiseflug
und damit des Kraftstoffverbrauchs
bis 3 dB(A) Höhere Herstellungskosten bzw. Umrüstungskosten
bei Nachrüstung; geringe
Absenkung des Kraftstoffverbrauchs erwartet
infolge verminderten Widerstands;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
Rückseitenabdeckung der Vorflügel Neuflugzeug 2-3 dB breitbandig Höhere Herstellungskosten; erhöhte Betriebskosten
durch erhöhten Wartungsaufwand;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
Bürstenaufsätze an Flügelhinterkante Nachrüstung +
Neuflugzeug
Poröse Ausführung der Seitenkanten der
Landeklappen
Nachrüstung +
Neuflugzeug
1 dB Aerodynamische Leistungsfähigkeit des
Hochauftriebssystems unzulässig beeinträchtigt
2 dB Höhere Herstellungskosten bzw. Umrüstungskosten
bei Nachrüstung;
keine erhöhten Betriebskosten;
prinzipiell bei allen Flugzeugen einsetzbar
Detaillierte
Beschreibung
in [2]
5
5.1
6.1.3, Bild 50-
Bild 52,
6.3, Bild 54-58
5.2
5.2
5.2
5.2, Bild 46,
Bild 47

3 Beschreibung unterschiedlicher An- und Abflugverfahren
3.1 Start- und Steigflugverfahren
3.1.1 Flugbahnen und Geschwindigkeiten
Die operationell eingesetzten Start- und Steigflugverfahren unterscheiden sich zum einen
durch den verwendeten Startschub und damit durch die Länge der Startstrecke und zum
anderen durch die Steigflughöhe, in der auf die endgültige Steigfluggeschwindigkeit beschleunigt
wird (Bild 1).
NM NM NM
Bild 1: Übersicht zu den operationell eingesetzten Start- und Steigflugverfahren.
Die an den europäischen Verkehrsflughäfen vorhandenen Startbahnlängen lassen es in der
Regel zu, dass bei Kurz- bzw. Mittelstreckenverkehrsflugzeugen der Schub gegenüber dem
maximalen Startschub reduziert werden kann, was den Treibstoffverbrauch verringert und
die Lebensdauer der Triebwerke erhöht. Damit verbunden ist allerdings neben der Startstreckenverlängerung
auch eine Verringerung der Überflughöhe im ersten Steigsegment bedingt
durch einen kleineren Bahnwinkel und durch das spätere Abheben (Bild 1). Weniger Schub
und eine geringere Überflughöhe sind im Hinblick auf die Lärmimmission jedoch gegenläufig.
Die Verfahren mit reduziertem Startschub werden bei Airbus-Flugzeugen als FLEX-
Verfahren bezeichnet, bei Boeing nennt man sie Derated-Thrust-Verfahren.
Nach dem Abheben wird der Steigflug zunächst mit konstantem Schub (FLEX oder maximaler
Schub (TOGA)) und konstanter Geschwindigkeit von mindestens V2 = 1,2 VS geflogen,
üblicherweise jedoch mit V2 + 10 kt. VS ist die Überziehgeschwindigkeit, also die minimale
konstante Geschwindigkeit, bei der das Flugzeug noch zu kontrollieren ist. Ab einer bestimmten
Höhe wird dann der Schub auf den maximalen Steigflugschub reduziert (Cut-Back)
und je nach Verfahren das Flugzeug beschleunigt (MODATA) oder weiter mit konstanter
Fluggeschwindigkeit gestiegen (ICAOA) und erst später die notwendige Beschleunigung
eingeleitet. Während der Beschleunigungsphase werden beim Erreichen der Minimalgeschwindigkeiten
die Vorflügel / Landeklappen eingefahren. Für das Verhältnis von Steigen
und Beschleunigen gibt es keine allgemeingültigen Aussagen. In der Regel wird mit 500 -
1000 ft/min gestiegen, was einen Bahnwinkel von ca. 2 - 4° bedeutet. Die Beschleunigungsphase
ist üblicherweise beendet, wenn das Flugzeug die Maximalgeschwindigkeit für den
Luftraum unter 10.000 ft von 250 kt erreicht hat; es erfolgt der Übergang auf den „Final
Climb“.
Im Detail unterscheiden sich die einzelnen Verfahren (Bild 1) wie folgt:
5

a) Modified ATA mit reduziertem Startschub (MODATA-FLEX)
Das modifizierte ATA-Verfahren leitet sich mit einer Cut-Back-Höhe von 1500 ft aus
dem ATA-Verfahren ab (1000 ft Cut-Back Höhe). Gleichzeitig mit der Zurücknahme
des Schubes wird das Flugzeug auf die Geschwindigkeit von 250 kt für den „Final
Climb“ beschleunigt. Im Zusammenhang mit einem von vornherein reduzierten Startschub
(FLEX) kann das Verfahren als Standardverfahren angesehen werden und soll
im Folgenden auch als Referenzverfahren dienen.
b) ICAO-A mit reduziertem Startschub (ICAOA-FLEX)
Das ICAO-A-Verfahren unterscheidet sich vom modifizierten ATA-Verfahren durch die
Tatsache, dass am Cut-Back-Punkt nicht beschleunigt, sondern weiter mit konstanter
Geschwindigkeit gestiegen wird. Erst in 3000 ft beginnt die Beschleunigungsphase mit
gleichem Ablauf wie bei MODATA. Die Schubreduktion am Cut-Back-Punkt fällt beim
FLEX-Verfahren nur gering aus und ist deshalb in seinen Auswirkungen auf den Steigwinkel
kaum zu erkennen.
ICAOA wird auch als Steilstartverfahren bezeichnet. Ab dem Cut-Back-Punkt liegt die
Bahn über eine lange Distanz über der von MODATA. Allerdings schneiden sich die
Bahnen in größerer Entfernung vom Startpunkt wieder, da durch ein längeres Fliegen
in einer ungünstigeren Widerstandskonfiguration (Vorflügel/Landeklappen werden später
eingefahren), die effektiv in Steigleistung umgesetzte Energie kleiner ist. Die Auswirkungen
beider Höheneffekte auf die Schallimmission werden in den folgenden Kapiteln
diskutiert.
c) Modified ATA mit vollem Startschub (MODATA-TOGA)
Mit vollem Startschub (TOGA) gestaltet sich das modified ATA-Verfahren in seinem
Ablauf in gleicher Weise wie mit reduziertem Startschub (FLEX). Die Startstrecke ist
wie erwartet kürzer, und die Flugbahn liegt aufgrund höherer Energiezufuhr immer höher.
Im „Final Climb“ hat das Verfahren auch insgesamt die größte Flughöhe (Bild 1).
d) ICAO-A mit vollem Startschub (ICAOA-TOGA)
Voller Startschub und ICAOA-Verfahren bedeuten vom Cut-Back-Punkt bis zum Ende
der Beschleunigungsphase die höchste Flugbahn. Erst bei diesem Verfahren wird die
Auswirkung der Schubrücknahme bei 1500 ft in Hinsicht auf den verbleibenden Bahnwinkel
deutlich.
3.1.2 Fliegbarkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit
Alle beschriebenen Verfahren stellen keine erhöhten Anforderungen an den Piloten dar. Der
Startvorgang an sich wird manuell durchgeführt. Nach dem Abheben und Einfahren des
Fahrwerks erfolgen die Steigflug- und die Beschleunigungsphasen meistens automatisch,
einzig das Einfahren der Vorflügel/Landeklappen wird manuell initialisiert.
Die Sicherheit ist gewährleistet, wenn die definierten Minimalgeschwindigkeiten nicht unterschritten
werden und Hindernisfreiheit besteht. In der Beschleunigungsphase sollte der
Bahnwinkel nicht kleiner als der bei Triebwerksausfall nachzuweisende minimale Bahnwinkel
werden. Dieser beträgt für 2-strahlige Flugzeuge 1,2% oder ca. 0,7°. Eine horizontale Beschleunigungsphase
ist aber grundsätzlich zugelassen, sofern Hindernisfreiheit besteht.
Unter Wirtschaftlichkeit versteht man im wesentlichen Treibstoffverbrauch und Zeitbedarf.
Beides liegt bei den ICAOA-Verfahren höher als bei den MODATA-Verfahren. Der Grund
dafür liegt im späteren Beschleunigen und damit späteren Einfahren der Hochauftriebshilfen.
3.2 Anflugverfahren
3.2.1 Flugbahnen und Geschwindigkeiten
Für die Landung eines Flugzeugs müssen während des Anflugs Höhe und Fluggeschwindigkeit
in geeigneter, sicherer Art und Weise verringert werden. Als gewisser Standard hat sich
hierbei das Low-Drag-Low-Power (LDLP)-Verfahren etabliert, das auch als Frankfurter Verfahren
bezeichnet wird. Der Name „Low-Drag-Low-Power“ resultiert aus der Tatsache, dass
6

Fahrwerk und Landeklappen für den Endanflug so spät wie möglich ausgefahren werden und
nicht bereits kurz nach dem Einflug in den Gleitpfad, wie es beim herkömmlichen ILS-Anflug
üblich ist. Dadurch wird der Anfangsteil des Endanfluges auf dem Gleitpfad mit geringem
Widerstand (Low Drag) und damit verbunden geringerer notwendiger Triebwerksleistung
(Low Power) durchgeführt, was deutlich weniger Fluglärm bedeutet.
Ein LDLP Anflug soll im Folgenden detailliert für ein Airbus Kurz-/Mittelstreckenflugzeug beschrieben
werden. Ausgehend von einem Horizontalflug in einer Höhe von z.B. 7000 ft und
einer Fluggeschwindigkeit von 250 kt wird der Landeanflug mit einem Sinkflug eingeleitet
(Bild 2). Bei konstant bleibender Fluggeschwindigkeit werden dazu die Triebwerke in den
Leerlaufzustand versetzt, das Flugzeug verhält sich somit wie ein Segelflugzeug. Bahnwinkel
und Sinkgeschwindigkeit stellen sich in Abhängigkeit von der aerodynamischen Gleitzahl,
der Fluggeschwindigkeit, des Leerlaufschubes, des Fluggewichtes und der Windverhältnisse
ein. Nach Erreichen der so genannten Zwischenanflughöhe, in der Regel 3000 ft Mean Sea
Level (MSL), wird wieder in den Horizontalflug übergegangen und der Schub erhöht, um einen
zu frühen Geschwindigkeitsabbau zu vermeiden.
NM NM NM NM NM
Konfigurationsstufe Vorflügel- / Landeklappenstellung
1 18°/0
2 22°/15°
3 22°/20°
4 27°/40°
Bild 2: Standard LDLP und CDA Anflugverfahren.
Die für die vorgesehene Landung notwendige Reduktion der Fluggeschwindigkeit wird bereits
vor Erreichen des Gleitpfades durch eine erneute Schubrücknahme eingeleitet. Die sich
daraufhin einstellenden niedrigeren Geschwindigkeiten erfordern das Ausfahren der Hochauftriebshilfen
(Vorflügel und Hinterkantenklappen), um ausreichend Auftrieb zu erzeugen.
So wird kurz vor Erreichen der Minimalgeschwindigkeit für eingefahrene Klappen das Ausfahren
der ersten Konfigurationsstufe initialisiert. Nach einer weiteren Verzögerung wird die
nächste Konfigurationsstufe eingenommen und bis zum Erreichen des 3°-Gleitpfades weiter
verzögert. Dieser wird in ca. 10 NM Entfernung vom Aufsetzpunkt von unten angeflogen.
7

Pilot oder Autopilot schwenken auf den Gleitpfad ein und folgen diesem bis zum Boden. Auf
dem Gleitpfad verzögert das Flugzeug geringfügig weiter, während die Triebwerke im Leerlauf
bleiben. In einer Höhe von ca. 2000 ft wird das Fahrwerk ausgefahren, direkt gefolgt von
den Konfigurationsstufen 3 und 4. Um die Landegeschwindigkeit zu halten, nachdem diese
erreicht wurde, ist eine Anpassung des Triebwerksschubes notwendig. Vor Erreichen der
sicheren Stabilisierungshöhe von 1000 ft sind das Fahrwerk ausgefahren, die Hochauftriebshilfen
in Landestellung, der Schub auf einen konstanten Wert eingestellt, Landegeschwindigkeit
erreicht und Endanflugbahn eingenommen.
Bild 2 zeigt neben dem LDLP-Verfahren einen Continuous Descent Approach (CDA). Das
CDA-Verfahren kann man noch nicht als Standardverfahren bezeichnen, es findet aber zunehmend
Anwendung in verkehrsarmen Zeiten. Der CDA zeichnet sich durch das Fehlen
eines Zwischenanflugsegments aus. Während beim LDLP Höhe und Geschwindigkeit getrennt
verringert werden, wird dies beim CDA gleichzeitig gemacht. Dadurch liegt bis zum
Erreichen des Gleitpfades immer eine größere Höhe vor. Auf dem Gleitpfad unterscheidet
sich der CDA nicht mehr vom LDLP.
Da beim CDA die Verzögerung auf einer geneigten Bahn erfolgt und dadurch eine längere
Zeit in Anspruch nimmt als beim LDLP, muss mit dem Vorgang früher begonnen werden.
Dies bedeutet aber auch, dass früher konfiguriert werden muss, was durchaus zu einem
Lärmanstieg führen kann, wenn der früher einsetzende Umströmungslärm durch den Höheneffekt
nicht kompensiert werden kann.
3.2.2 Fliegbarkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit
Das LDLP-Verfahren stellt keine erhöhten Anforderungen an den Piloten. Allerdings kommt
es im Flugbetrieb häufig vor, dass bei hohem Verkehrsaufkommen und ungünstigen Wetterbedingungen
die Endanflugkonfiguration früher eingenommen wird, als es theoretisch notwendig
ist. Auch der Anflug, wie schon der Steigflug nach dem Start, wird überwiegend automatisch
durchgeführt, jedenfalls in Bezug auf die Schubverstellung. Das Ausfahren der
Hochauftriebshilfen und des Fahrwerks ist und wird auch auf absehbare Zeit Aufgabe des
Piloten bleiben. Kurz vor der Landung erfolgt dann der Übergang zum vollständig manuellen
Flug. Für das CDA-Verfahren benötigt der Pilot Hilfestellung in der Festlegung des Sinkflugbeginns,
der von Flugzeuggewicht und Wind abhängig ist. Wird der Sinkflugbeginn falsch
festgelegt oder ändern sich Randbedingungen wie die Windgeschwindigkeit während des
Sinkfluges, dann sind Korrekturmaßnahmen notwendig. Schuberhöhungen oder Ausfahren
von Bremsklappen führen dann zwangsläufig zu Geräuschzunahmen.
Die Sicherheit ist gewährleistet, wenn die definierten Maximal- und Minimalgeschwindigkeiten
für die einzelnen Konfigurationsstufen nicht unterschritten werden. Weiterhin ist eine maximale
Sinkgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Flughöhe definiert, die eine zu schnelle
Annäherung an den Boden vermeiden soll und nötigenfalls auch einen sicheren Durchstart
ermöglicht. In 1000 ft Höhe über Grund muss das Flugzeug in Landekonfiguration mit ausgefahrenem
Fahrwerk, angepasstem Schub und vorgeschriebener Landegeschwindigkeit stabil
auf dem Gleitpfad sein. Andernfalls ist ein Durchstart durchzuführen.
Unter Wirtschaftlichkeit versteht man beim Landeanflug wie beim Start und Steigflug im wesentlichen
Treibstoffverbrauch und Zeitbedarf, die zusätzlich aber auch noch durch Staffelungsabstände
beeinflusst werden können. Beim LDLP-Verfahren lassen sich beide Größen
durch möglichst spätes Einnehmen der Endanflugkonfiguration verringern. Dies gilt natürlich
auch für den CDA, der sich im Endanflug nicht vom LDLP unterscheidet. Im Sinkflug, vor
Erreichen des Gleitpfades, benötigt der CDA mehr Zeit, da eine geringere Durchschnittsgeschwindigkeit
gegenüber dem LDLP geflogen wird (früherer Verzögerungsbeginn). Gegenüber
einem LDLP mit angepasster Zwischenanflughöhe (Länge für notwendige Verzögerung
gerade ausreichend) verbraucht der CDA nur geringfügig weniger Treibstoff. Probleme beim
CDA entstehen dadurch, dass die Ankunftszeiten nicht genau genug vorhergesagt werden
8

können, da über längere Distanzen nicht mehr mit konstanten Geschwindigkeiten geflogen
wird. Wenn aus diesem Grund seitens der Flugsicherung die Staffelungsabstände erhöht
werden, dann sinkt die Zahl der Flugbewegungen pro Zeiteinheit und damit der Durchsatz,
was ebenfalls Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit hat.
4 Akustische Untersuchungen von An- und Abflugverfahren
4.1 Einleitung
Die in den nächsten Jahren zu erwartende weitere Verringerung der Triebwerksgeräusche
und die einsetzenden Erfolge bei der Verringerung der Umströmungsgeräusche werden erst
langfristig die Lärmsituation an den Flughäfen verbessern, weil die Verbesserung nur bei
neuen Flugzeugmustern wirksam wird und die heute eingesetzten Flugzeuge zum Teil noch
Jahrzehnte in Betrieb bleiben werden. Eine kurz- bis mittelfristig erzielbare Lärmminderung
ist dagegen erreichbar durch leisere An- und Abflugverfahren, wenn diese auch mit den heutigen
Flugzeugen geflogen werden können. In diesem Kapitel werden wissenschaftliche Untersuchungen
in Deutschland, Europa und den USA beschrieben, die auf die Entwicklung
und Überprüfung leiserer Flugverfahren abzielen.
Die Flugverfahren wurden auch in der Vergangenheit im Hinblick auf eine Verringerung der
Lärmimmission optimiert, allerdings zu einer Zeit als die Schallleistung der Triebwerke noch
mehrfach höher war als heute. Selbst bei der Landung spielten damals die Umströmungsgeräusche
im Vergleich zu den lauten Triebwerksgeräuschen eine untergeordnete Rolle. Diese
Situation hat sich geändert. Während die Triebwerke in den letzten drei Jahrzehnten erheblich
leiser geworden sind, haben die Umströmungsgeräusche möglicherweise sogar zugenommen,
da die Hochauftriebshilfen technisch immer komplizierter wurden und die Landegeschwindigkeiten
sich erhöht haben. Vor diesem Hintergrund ist eine erneute Optimierung
der Start- und insbesondere der Landeverfahren im Hinblick auf die Lärmbelastung in der
Umgebung von Flughäfen dringend erforderlich.
4.2 Deutschland: „Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren“ (LAnAb)
4.2.1 Vorbemerkung
Ziel des im Folgenden vorgestellten Forschungsprojekts war die Entwicklung und Überprüfung
von An- und Abflugverfahren, die im Vergleich mit den derzeit an deutschen Flughäfen
geflogenen Standardverfahren eine deutlich geringere Geräuschbelastung in der Umgebung
von Verkehrsflughäfen bewirken. Das Verbundprojekt LAnAb wurde im Forschungsverbund
Leiser Verkehr (Weyer und Neise [5]) konzipiert und vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung BMBF bzw. dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert.
Das Projekt wurde im Dezember 2002 begonnen und im März 2007 abgeschlossen. Der
Abschlussbericht liegt seit November 2007 [4] vor.
An der Durchführung des Projektes waren beteiligt: Deutsche Flugsicherung GmbH (Langen),
Deutsche Lufthansa AG (Frankfurt), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt
e.V. (DLR) mit sieben Instituten in Berlin, Braunschweig, Göttingen, Köln und Oberpfaffenhofen,
EADS Forschung (Ottobrunn), Institut für Flugführung der TU Braunschweig, Ingenieurbüro
akustik-data (Berlin), Design-/Objekt-/Stadtplanung (Frankfurt), Flughafen Schwerin-
Parchim, Flughafen München GmbH, Ingenieurbüro SIMULOPT (Maintal), Institut für Luft-
und Raumfahrt der TU-Berlin, Institut für Meteorologie und Klimatologie der Universität Hannover,
Dr. Ludwig May (Schwalmstadt), Meteorologische Institut der Universität München,
Technisch-Mathematische Studiengesellschaft mbH Bonn und Zentrum für Flugsimulation
GmbH (Berlin). Die Projektkoordination lag beim DLR.
Eine rein experimentelle Erprobung neuer Start- und Landeverfahren verbietet sich wegen
der Vielzahl der zu behandelnden Varianten aus Kosten- und Zeitgründen, und auch weil die
Reproduzierbarkeit der Versuchsbedingungen bei den Flugversuchen wegen der wetterbe-
9

dingten Änderungen nicht in ausreichendem Maße gesichert erscheint. Aus diesem Grund
wurden in dem Projekt unterschiedliche Flugverfahren auf der Basis von Simulationsprogrammen
untersucht und bewertet, um leisere Verfahren zu finden.
Die Verfügbarkeit eines zuverlässigen, validierten Simulationstools ist unabdingbare Voraussetzung
für diese Vorgehensweise. Dazu gehört die genaue Kenntnis der Geräuschemission
der einzelnen Schallquellen des Flugzeuges, also des Einflusses von Fluggeschwindigkeit,
Flugzeugmasse, Triebwerksleistung, Klappenstellung und Fahrwerkposition auf die Schallemission
als Funktion des Emissionswinkels in und quer zur Flugrichtung. Außerdem müssen
die Einflüsse von Wind- und Temperaturprofilen auf die Schallausbreitung bekannt sein.
Die heute üblichen Quell- und Ausbreitungsmodelle erfüllen diesen Anspruch bei weitem
nicht.
Die Erarbeitung eines verbesserten Simulationstools, seine Anwendung zur Untersuchung
geeigneter Lärm reduzierender Flugverfahren und die daran anschließende Verifizierung
durch Flugversuche sind die wesentlichen Elemente des LAnAb-Projekts, das in die folgenden
fünf Aufgabenpakete untergliedert ist:
4.2.2 Aufgabenpaket 1: Modellierung der Schallquellen an Verkehrsflugzeugen
Bild 3 zeigt die wichtigsten Schallquellen an einem Verkehrsflugzeug am Beispiel des Airbus
A319. Alle wichtigen Quellen müssen für die Zwecke der Simulation durch geeignete empirische
Beziehungen in Abhängigkeit von den Flug- und Betriebsparametern des Flugzeugs
beschrieben werden. Es standen dafür vorhandene Messungen an Fahrwerken und Hochauftriebssystemen
in Windkanälen sowie am Gesamtflugzeug bei Überflugmessungen mit
Hilfe von Mikrofonarrays (akustischen Kameras) zur Verfügung, die für den vorliegenden
Zweck ausgewertet werden mussten. Weitere wichtige Daten konnten aber nur mit neuen
Flugtests gewonnen werden. Dazu gehörten Überflüge zur Gewinnung von Validierungsdaten
mit Einzelmikrofonen und einem Mikrofonarray. Diese Messungen wurden im Juni 2004
mit einem Lufthansa Airbus A319 am Flughafen Schwerin-Parchim (Mecklenburg-
Vorpommern) durchgeführt, wobei Überflüge mit unterschiedlichen Einstellungen der Triebwerke,
Klappen und Fahrwerke akustisch vermessen wurden, um die verschiedenen Geräuschquellen
besser separieren zu können. Aus Kostengründen wurden diese Flugtests auf
nur einen Flugzeugtyp (A319) beschränkt.
Die von der Lufthansa mit dem Airbus A319 durchgeführten Überflüge [6] wurden von zwei
Arbeitsgruppen des DLR akustisch vermessen. Zum Einen wurde ein aus 36 Einzelmikrofonen
bestehendes großflächiges Messsystem eingesetzt, mit dem insbesondere auch die
Richtcharakteristik der Schallabstrahlung quer zur Flugrichtung über einen großen Winkelbereich
erfasst werden konnte. Diese Daten bildeten die Grundlage für vom DLR [7] vorgenommene
Modellierung der bei der Umströmung der Fahrwerke und Hochauftriebshilfen
entstehenden Geräusche. Zum anderen wurde ein Mikrofonarray (akustische Kamera) eingesetzt,
um die einzelnen Quellen identifizieren und lokalisieren zu können. Diese Daten
wurden von EADS [8], [9], [10], [11] für eine alternative Modellierung der Umströmungsgeräusche
verwendet und vom DLR [12] zur Modellierung der Triebwerksgeräusche.
Insgesamt konzentrierten sich die Arbeiten zur Schallquellenmodellierung auf die Airbus-
Flugzeuge A319/320 und A340, also auf einen zweistrahligen und einen vierstrahligen Typ.
Weitere Ergebnisse sind dem zusammenfassenden Schlussbericht [4] und/oder den genannten
Einzelberichten [6] bis [12] zu entnehmen. A319 und A320 sind zahlenmäßig stark verbreitet,
starten und landen wegen der oft kurzen Flugstrecken relativ häufig und beeinflussen
damit die Lärmpegel an deutschen Flughäfen erheblich. Da sich die Hochauftriebssysteme
moderner Verkehrsflugzeuge sehr ähneln, ist zu erwarten, dass die Ergebnisse über Skalierungsregeln
- mit gewissen Abstrichen in der Voraussagegenauigkeit - auch auf andere Geometrien
übertragen werden können.
10

Hochauftriebshilfen
Klappen
Vorflügel
Strahl
Bild 3: Schallquellen an einem Verkehrsflugzeug.
11
Fahrwerke
Fan
Triebwerke
4.2.3 Aufgabenpaket 2: Entwicklung eines Berechnungsverfahrens für die Lärmkonturen
beim An- und Abflug von Verkehrsflugzeugen
Beim derzeitigen technischen Stand der Rechnertechnik ist die Anwendung einer Simulationstechnik
zur Fluglärmberechnung problemlos durchführbar. Dazu wird die Flugbahn eines
Flugzeuges in diskrete Einzelpunkte zerlegt, an denen Fluggeschwindigkeit, Triebwerksleistung
und im Landeanflug Klappen- und Fahrwerkspositionen (also implizit die Schallabstrahlungseigenschaften)
des Flugzeugs bekannt sein müssen. Unter Berücksichtigung der
Schallausbreitungsgesetze und der Geometrie zwischen Flugzeug und Immissionsort kann
dann an letzterem ein zeitlicher Schallpegelverlauf ermittelt werden, der im Idealfall einem
gemessenen Verlauf entspricht.
Die derzeit in der Praxis benutzten Fluglärmberechnungsverfahren sind für Prognosezwecke
in komplexen Flugszenarien ausgelegt und greifen deshalb auf vereinfachte Schallquellen-
und Schallausbreitungsmodelle zurück. Die Entwicklung neuer Flugprozeduren mit geringerer
Lärmimmission erfordert aber den Einsatz von verbesserten Modellen für sowohl die Geräuschemission
als auch für die Schallausbreitung von der Quelle zum Boden und stellt hohe
Genauigkeitsanforderungen an die Datengrundlagen.
Ausgangspunkt des in LAnAb zu entwickelnden Simulationsmodells war das Rechenmodell
SIMUL aus dem DLR-Projekt Leiser Flugverkehr [13]. Dieses Programm basiert auf einer
Teilschallquellenzerlegung, die die Abstrahlcharakteristik des Flugzeugs und deren Geschwindigkeitsabhängigkeit
sowie die spektrale Verteilung der Schallenergie für verschiedene
Geräuschmechanismen (Strahllärm, Fanlärm, Zellenlärm) berücksichtigt [14]. In dieses
Rechenmodul wurden die Ergebnisse aus dem Aufgabenpaket 1 "Schallquellenmodellierung"
integriert [15]. Darüber hinaus wurden moderne Ausbreitungsmodelle implementiert,
die vom DLR ebenfalls in dem internen Projekt Leiser Flugverkehr erarbeitet wurden.
Ein Vergleich der mit SIMUL berechneten Schalldruckpegel mit Messergebnissen wurde im
Zusammenhang mit einer zweiten Überflugmesskampagne mit dem Lufthansa Airbus A319
angestellt, über die in Abschnitt 4.2.5 berichtet wird. Diese Messkampagne im Rahmen des
Aufgabenpakets 4 diente der experimentellen Verifizierung der im Aufgabenpaket 3 (Abschnitt
4.2.4) durch die Simulationsrechnungen ermittelten akustisch optimierten Flugverfahren.
Bild 4 zeigt die Lage der Messstellen sowie die An- und Abfluggrundlinien am Flughafen
Schwerin-Parchim. Insgesamt wurden 12 Messstellen in 4 Messebenen für den Abflug sowie
13 Messstellen in 5 Messebenen für den Anflug eingerichtet. Die Gesamtausdehnung des

Messfeldes betrug etwa 40 km in Richtung der Runway-Achse (14 km im Abflug- und 26 km
im Anflugbereich).
� Start: 14 km max. Abstand vom Startpunkt
� Landung: 26 km max. Abstand von Aufsetzpunkt
�
1
2�
3
�
�4
5�
6�
7�
8 � 9
�
10�
�
�11
12
13
��
12
14
�
�15 �
16
20
�
�21
17
� �22
18�
� 19
Bild 4: Lage der Messstellen in der Umgebung des Flughafens Schwerin-Parchim.
L A,max [dB]
90
85
80
75
70
65
60
55
50
2 km
LDLP (1.2m Mikrofon) LDLP (Bodenmikrofon) LDLP (Simul)
7 km 13 km 17 km 26 km
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Messstelle
23
�
24
�
Bild 5: A-bewertete Maximalschallpegel LA,max an den Anflugmessstellen 13 bis 25 für das
LDLP-Verfahren. Vergleich mit den SIMUL-Rechnungen.
Bild 5 zeigt einen Vergleich zwischen gemessenen und nach dem SIMUL-Verfahren berechneten
Werten des A-bewerteten Maximalschallpegels LA,max für das Low-Drag-Low-Power
Anflugverfahren. Aufgetragen sind die Pegelwerte für die Messstationen 13 bis 25. An jeder
Messstelle wurde ein Mikrofon auf dem Boden und ein zweites in 1,2 m Höhe eingesetzt. Die
Lage der einzelnen Messebenen ist grau hinterlegt. Die Messwerte in den Diagrammen stellen
entweder einen Mittelwert aus 2 Flügen oder einen Einzelwert dar. Die Rechenwerte sind
jeweils arithmetisch Mittelwerte aus den Berechnungen für 2 Trajektorien. Die Abweichungen
zwischen Prognose und Messung liegen im Mittel bei etwa 3,5 dB(A) (1,2 m-Mikrofon) bzw.
�25

1,5 dB(A) (Bodenmikrofon).
Legt man für den Vergleich zwischen Prognose und Messung den Einzelereignispegel SEL
zugrunde, dann fallen die Differenzen niedriger aus: Die Werte für das Bodenmikrofon liegen
hier im Mittel 1,5 dB über der Rechnung und das 1,2m-Mikrofon liefert im Mittel keine Abweichung
gegenüber der Rechnung.
Bild 6 zeigt einen Vergleich zwischen gemessenen und berechneten Pegeln für den Abflug,
d.h. für die Messstellen 1 bis 12. Im Unterschied zum Anflug liefern beim Abflug die Resultate
der Berechnungen durchweg höhere Maximalschallpegel als die Messungen. Dies ist ein
Indiz dafür, dass das von SIMUL verwendete Triebwerksmodell bei hohen Leistungen die
Emission überschätzt, das muss aber nicht der alleinige Effekt sein: Bei den entfernter liegenden
Messstellen zeigen die Rechnungen einen stärkeren seitlichen Pegelabfall als die
Messungen. Das weist darauf hin, dass die verwendete laterale Richtcharakteristik möglicherweise
nicht adäquat ist. Insgesamt besteht hier auf jeden Fall noch weiterer Forschungsbedarf.
Weitere Vergleiche zwischen Mess- und Rechenergebnissen finden sich im Einzelbericht
zum Aufgabenpaket 2 [15].
L A,max [dB]
100
95
90
85
80
75
70
65
60
14 km
MATA-FLX (1.2m Mikrofon)
MATA-FLX (Bodenmikrofon)
MATA-FLX (Simul)
10 km 7.5 km 2.5 km
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Messstelle
Bild 6: A-bewertete Maximalschallpegel LA,max an den Abflugmessstellen 1 bis 12 für das
modified ATA-Verfahren mit Flex-Power. Vergleich mit den SIMUL-Rechnungen.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass mit den Arbeiten im Aufgabenpaket 2 das Prognosemodell
SIMUL ausgebaut wurde für die spezifischen Anforderungen, wie sie bei der Entwicklung
und Auswahl akustisch optimierter An- und Abflugverfahren gestellt werden. Dieses
Berechnungsverfahren erlaubt eine genauere Bestimmung der Lärmimmission als in der
Vergangenheit, und es lassen sich über das LAnAb-Projekt hinaus zukünftig auch genauere
Aussagen für betroffene Regionen machen hinsichtlich des zu erwartenden Lärms bei steigendem
Verkehrsaufkommen sowie der Auswirkung technischer Geräuschminderungsmaßnahmen
an der Quelle oder lärmmindernder An- und Abflugverfahren.
Das Rechenmodell SIMUL bildet die Grundlage für die Aktivitäten im Aufgabenpaket 3 zur
Entwicklung leiserer An- und Abflugverfahren.
13

4.2.4 Aufgabenpaket 3: Abschätzung des Lärmminderungspotenzials und der Fliegbarkeit
von An- und Abflugverfahren
Eine schematische Darstellung unterschiedlicher An- und Abflugprofile in der vertikalen Ebene
ist in Bild 7 gegeben. Im LAnAb-Vorhaben wurden aber auch horizontale Variationen der
An- und Abflugverfahren untersucht. Bei Veränderungen der An- und Abflugprozeduren zur
Reduzierung der Lärmimmission müssen selbstverständlich gleichzeitig die sicherheitsrelevanten
Aspekte berücksichtigt werden, die sich aus der möglicherweise erhöhten Arbeitsbelastung
der Piloten ergeben. Dazu werden flugmedizinische Untersuchungen bei unterschiedlichen
Flugverfahren und -szenarien gemacht. Unter dem Aspekt "Sicherheit geht vor
Lärm" kann dieser Punkt entscheidend sein für die Akzeptanz und Realisierbarkeit veränderter
An- und Abflugverfahren.
Bild 7: Schematische Darstellung unterschiedlicher vertikaler An- und Abflugprofile.
4.2.4.1 Einzelaufgabe „Lärmminderungspotenzial und Fliegbarkeit von steilen Anflügen“
[16]
Beim Anflug geht es um die Frage, ob es für die heute üblichen Landeverfahren leisere Alternativen
gibt, beispielsweise durch Flug mit der minimal möglichen Triebwerksleistung über
weite Strecken des Anfluges, Ausfahren des Fahrwerkes so spät wie möglich, Fliegen mit
niedrigstmöglicher Fluggeschwindigkeit, weil hierdurch der Umströmungslärm minimiert wird,
Fliegen mit möglichst großer Flughöhe, Nutzung der Flächennavigation zur Durchführung
von 4-D-Anflügen (die 4. Dimension ist die Zeit).
Für die rechnerische Simulation der sich bei unterschiedlichen Anflugverfahren ergebenden
Fluglärmkonturen wurde das im Aufgabenpaket 2 (Abschnitt 4.2.3) erstellte Prognoseverfahren
SIMUL [15] eingesetzt. Die Datengrundlage in SIMUL bezieht sich zwar auf die A319, die
sich aber von einer A320 im Wesentlichen nur durch einen kürzeren Rumpf und einen niedrigeren
Maximalschub bei gleichen Triebwerken unterscheidet, so dass die Anwendung von
SIMUL zur Fluglärmberechnung im Landeanflug auf eine A320 zulässig erscheint.
14

NM NM NM NM NM
Bild 8: Schematische Darstellung verschiedener Anflugverfahren.
Y, NM
Y, NM
Y, NM
Y, NM
1
0
NOISE LEVEL CONTOURS
-1
-25
1
-20 -15 -10 -5 0
0
-1
-25
1
-20 -15 -10 -5 0
0
-1
-25
1
-20 -15 -10 -5 0
0
LDLP
LCDA
SCDA
SLDLP
-1
-25 -20 -15 -10 -5 0
X, NM
15
> 55 dBA
> 60 dBA
> 65 dBA
> 70 dBA
Bild 9: Konturen konstanten Schalldruckpegels für die LDLP-, LCDA-, SLDLP- und SCDA-
Verfahren (nach [16], siehe auch [4]).
Bild 8 zeigt einen Vergleich verschiedener Anflugprofile. Das etablierte Standardverfahren ist
der Low-Drag-Low-Power (LDLP) Anflug, der bereits in Abschnitt 3.2.1 und Bild 2 erläutert
wurde. Die drei anderen sind akustisch und wirtschaftlich Erfolg versprechende Verfahren
und sollen hier im Vergleich mit LDLP kurz vorgestellt werden. In Bild 9 sind die aus den vier
Anflugverfahren resultierenden Konturlinien konstanten Schalldruckpegels für 55, 60, 65 und
70 dB(A) (äquivalenter Dauerschalldruckpegel) dargestellt. Die Veränderungen der Fluglärmkonturen
insbesondere bei größeren Abständen vom Flughafen sind deutlich erkennbar.
Bei dem LCDA-Verfahren (Continuous Descent Approach with Late gear extension) wird auf
eine Zwischenanflughöhe verzichtet. Die Verzögerung findet auf einem Segment mit geringem
Bahnwinkel statt, so dass Höhe und Geschwindigkeit gleichzeitig abgebaut werden
(Shared Energy Segment). Dieses Segment trifft wie das Zwischenanflugsegment beim

LDLP-Verfahren in 3000 ft auf den Gleitpfad. Daraus resultiert bis zum Gleitpfad eine höhere
Flugbahn als beim LDLP und eine niedrigere Fluggeschwindigkeit, was zu einem leiseren
Anflug führt. Dies ist an den kleineren 55 und 60 dB(A)-Konturen in Bild 9 vor −14 NM sichtbar.
Allerdings müssen wegen der geringeren Verzögerung auf dem Shared Energy Segment
im Vergleich zur Verzögerung auf der Zwischenanflughöhe die Klappen früher in die
Stellungen 1 und 2 gefahren werden, was den Höhen- und Geschwindigkeitsvorteil teilweise
kompensiert (breitere 55 und 60 dB(A)-Konturen zwischen −14 und −11 NM). Als zusätzliche
Maßnahme wird das Fahrwerk noch später als beim LDLP ausgefahren, wobei die sich ergebende
Stabilisierungshöhe von 1100 ft die gegebenen Sicherheitsrandbedingungen nicht
verletzt. Die vier betrachteten Fluglärmkonturen des LCDA-Anfluges sind um 12 bis 28 %
kleiner als die des LDLP, mit der stärksten Reduktion bei dem relativ niedrigen Lärmpegel
von 55 dB(A).
Der CDA-Anflug kann abgewandelt werden, um eine noch höhere Flugbahn und eine geringere
Flugzeit zu erreichen. Dazu wird der CDA in mehrere Segmente aufgeteilt (Segmented
CDA, SCDA). Auf das anfängliche Horizontalflugsegment folgt ein Segment mit konstanter
Geschwindigkeit bei Triebwerksleerlauf gefolgt von einem Segment mit betragsmäßig geringerem
Bahnwinkel, das der Verzögerung dient. Auf dem Verzögerungssegment wird das
Flugzeug zur Landung durchkonfiguriert. Daran schließt sich ein Steilflugsegment mit einem
Bahnwinkel von −5,7° an, so dass die maximal zulässige Sinkgeschwindigkeit von
1500 ft/min unter 2000 ft nicht überschritten wird. In einer Höhe von ca. 1500 ft trifft das Steilflugsegment
auf den Gleitpfad, auf dem das Flugzeug sehr schnell stabilisiert, da es sich
bereits in Landekonfiguration befindet. Alle Konturen in Bild 9 sind kleiner (15 bis 39%) als
beim LDLP.
Auch beim LDLP bestehen noch Verbesserungsmöglichkeiten. So kann der Point of Descent
(POD), der von der Flugsicherung oftmals zu früh vorgegeben wird, soweit in Richtung Flughafen
verschoben werden, dass die Notwendigkeit für Schub auf der Zwischenanflughöhe
entfällt. Der Punkt, an dem der Open Descent auf die Zwischenanflughöhe trifft, fällt dann mit
dem Deceleration Point zusammen. Außerdem kann das Fahrwerk in einer geringeren Höhe
ausgefahren werden, so dass das Flugzeug später stabilisiert (hier 1100 ft) und die Triebwerksleistung
erst später angepasst werden muss. Als weitere Maßnahme kann der Gleitpfadwinkel
erhöht werden (Steep LDLP, SLDLP), hier auf 3,5°. Dadurch sinkt der Schubbedarf
auf dem Gleitpfad und der POD rückt näher an den Flughafen. Alle diese Maßnahmen
senken den Fluglärm am Boden. Vor allem die Konturen hohen Schalldrucks um den Gleitpfad
herum sind wesentlich kleiner als beim LDLP und sind die kleinsten der vier betrachteten
Verfahren.
Um optimale Lärmreduktion zu erreichen, ist eine hohe Genauigkeit des geflogenen Verfahrens
nötig. Dazu zählt die Anpassung des Verfahrens an das Fluggewicht und an die herrschenden
Windverhältnisse, sowie das Ändern der Konfiguration zu fest definierten Zeitpunkten.
Um die Arbeitsbelastung der Piloten bei diesen Aufgaben zu senken, ist eine Unterstützung
durch verbesserte Systeme (verbessertes Flight Management System-FMS, Area
Navigation RNAV o.ä.) wünschenswert.
4.2.4.2 Einzelaufgabe „Lärmminderungspotenzial und Vermeidung von Kapazitätseinbußen
bei CDA-Verfahren“ [17]
Im vorangegangenen Abschnitt wurde gezeigt, dass u.a. mit dem CDA-Verfahren deutliche
Reduktionen der Lärmbelastung erreicht werden können. Beim CDA bleibt das Flugzeug bis
zum Aufsetzen auf der Landebahn stets im Sinkflug. In der aktuellen operationellen Praxis
werden CDA-Verfahren nach Freigabe durch die Anflugkontrolle weitgehend nach Ermessen
der Piloten durchgeführt. Dies hat größere Schwankungen der Ankunftszeiten zur Folge, so
dass die Landeintervalle um etwa zwei Minuten vergrößert werden müssen. Deshalb können
CDA-Verfahren bisher lediglich bei geringem Verkehrsaufkommen eingesetzt werden. Wegen
der schwierigen Berechnung des passenden Top of Descents (TOD) werden die CDAs
zudem in der Regel nicht im Triebwerks-Leerlauf geflogen.
16

Um CDA Verfahren auch bei hohem Verkehrsaufkommen einsetzen zu können, sind Anflugplanungssysteme
am Boden und 4D-fähige FMS an Bord erforderlich. Durch die bodenseitige
Vorgabe von Zielankunftszeiten und eine genauere 4D-Bahnführung können die nachteiligen
Auswirkungen der CDA-Verfahren auf die Kapazität verringert werden.
In der Einzelaufgabe „Vermeidung von Kapazitätseinbußen bei CDA-Verfahren“ wurden die
Zielzeitabweichungen ermittelt, die bei CDA-Verfahren auftreten. Mit dem im Rahmen des
Projekts LAnAb erweiterten Advanced Flight Management System (AFMS) des DLR wurden
im A330 Flugsimulator des ZFB und im Flugversuchsträger ATTAS Versuche durchgeführt,
die eine hohe Führungsgenauigkeit für die Anflugverfahren ACDA, LDLP und SCDA nachweisen.
Dabei wurden bei etwa 15 Minuten Restflugzeit in der Regel Ankunftszeiten auf +/-3
Sekunden eingehalten. Der Höhenfehler blieb dabei in akzeptablen Bereichen von +/-150ft.
Die Anflüge wurden dabei sowohl automatisch vom AFMS geführt als auch manuell per Sidestick,
allerdings nach Vorgaben des AFMS, durchgeführt. Selbst bei schlechten Windvorhersagen
konnten die Zielzeiten auf +/-10 Sekunden genau eingehalten werden.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass sich die bislang als Folge der CDA-Verfahren beobachteten
Einbußen in der Flughafenkapazität (Vergrößerung der Landeintervalle) durch
Einsatz des im Rahmen von LAnAb erweiterten DLR AFMS vermeiden lassen.
4.2.4.3 Einzelaufgabe „Lärmminimale Abflugbahn unter Berücksichtigung der mittleren
Windrichtung auf die Schallausbreitung“ [18]
Es ist bekannt, dass der Wind einen erheblichen Einfluss auf die Schallausbreitung ausübt.
In dieser Einzelaufgabe wurde versucht, durch Berücksichtigung des zeitlich gemittelten
Windeinflusses horizontale Flugbahnen zu finden, die eine geringere Schallbelastung dicht
besiedelter Gebiete bewirken. Es zeigte sich aber, dass der Windeinfluss keine nennenswerte
Änderung der Abflugroute bewirkt, und damit lohnt eine Optimierung der Abflugbahnen
allein wegen des mittleren Windes nicht.
4.2.4.4 Einzelaufgabe „Lärmminderungspotenzial durch Verlegung von Flugrouten über
Autobahnen“ [19]
Kerngedanke der vorliegenden Einzelaufgabe ist, die An- und Abflugrouten von Verkehrsflugzeugen
in ihrer horizontalen Führung so zu verlegen, dass die resultierenden lärmbelasteten
Bereiche mit bereits bestehenden, beispielsweise von Autobahn- oder Eisenbahnlärm
beaufschlagten Gebieten übereinander fallen. Die Lärmimmission würde also zumindest zum
Teil auf unbewohnte Flächen verlagert und damit eine Entlastung von Wohngebieten erreicht.
In welchem Maße sich durch die vorgeschlagene Überlagerung des Fluglärmteppichs der
Gesamtlärm am Boden ändert, hängt von der Höhe der Einzelbeiträge des Fluglärms und
des Straßen- bzw. Schienenlärms ab. Die Beurteilung des durch horizontale Verlagerung der
Flugrouten erschließbaren Lärmminderungspotenzials bedarf daher einer sorgfältigen, flächendeckenden
Untersuchung auf der Basis von Simulationsrechnungen. Eine solche Untersuchung
wurde am Beispiel des Frankfurter Flughafens durchgeführt.
Legt man den äquivalenten Dauerschallpegel zugrunde, dann lässt sich bei Flächen mit
niedrigen LAeq-Werten eine Reduktion erreichen, andererseits können sich für höhere LAeq-
Werte die Flächen durch die Überlagerung auch vergrößern. Das impliziert zunächst einen
Einsatz in größeren Entfernungen vom Flughafen, wobei allerdings auch noch Aspekte der
Siedlungsstruktur zu beachten sind.
Betrachtet man aber die Maximalpegel, die für die Beurteilung von nächtlichem Fluglärm
besser geeignet sind und um etwa 10-20 dB über den an Autobahnen auftretenden Pegeln
liegen, dann bietet das Bündelungskonzept keinen Vorteil.
17

4.2.4.5 Einzelaufgabe „Lärmarme Abflugverfahren“
Die Reduktion der Schallemission von Triebwerken hat in der Vergangenheit den Startvorgang
und anschließenden Steigflug von Flugzeugen deutlich leiser gemacht. Da aber gleichzeitig
die Verkehrsdichte zugenommen hat, ist die Belastung durch Fluglärm nach wie vor
ein Problem für die flughafennahen Anwohner. Kurz- bis mittelfristige Abhilfe könnten hier
modifizierte Flugverfahren leisten, die zumindest die Schallimmission am Boden dergestalt
umverteilen, dass weniger Anwohner betroffen sind.
Ziel der vorliegenden Einzelaufgabe war die Erarbeitung von Vorschlägen für „fliegbare“ Abflugverfahren
mit verringerter Lärmimmission für eine begrenzte Anzahl von Flugzeugmustern
mit unterschiedlicher Lärmcharakteristik.
Der erste Teil der Einzelaufgabe bezog sich auf zweimotorige Flugzeuge [20]. Die Bearbeitung
dieses Aufgabenteils musste sich allerdings auf das Airbus Flugzeugmuster A319/A320
konzentrieren, weil nur für diese die notwendigen Flugleistungsdaten vollständig vorlagen.
Untersucht wurden die schon in Bild 1 dargestellten Abflugverfahren. Alle Betrachtungen
beziehen sich ausschließlich auf die Höhenprofile geradliniger Abflüge, horizontale Variationen
der Abflugrouten wurden nicht einbezogen. Weiterhin wurde angenommen, dass weder
Horizontalwind noch Vertikalwind vorliegen und somit Einfluss auf die Flugbahn haben.
Die vier Abflugverfahren wurden hinsichtlich ihrer Schallimmissionen, der von ihnen hervorgerufenen
Aufwachreaktionen, ihres Treibstoffverbrauchs und Zeitbedarfs miteinander verglichen.
Eine eindeutige Bewertung in Bezug auf die Geräuschimmissionen ist nur schwer
möglich, da dazu eine Gewichtung der von den Lärmkonturen eingeschlossenen Flächen
notwendig wird. Betrachtet man die Flächen niedriger Pegel und den Treibstoffverbrauch,
dann stellt sich das MODATA-FLEX Verfahren als das Beste dar. Bei den Konturflächen mit
höheren Pegelwerten, die allerdings nur in der Nähe des Abhebepunkts auftreten, sind Steilstartverfahren
(ICAOA-FLEX, ICAOA-TOGA) von Vorteil.
Bild 10: Höhenprofile der untersuchten Abflugpfade Boeing 747-400.
Ziel des zweiten Teils der Einzelaufgabe war, die Lärmkonturen eines nach Standardverfahren
startenden, schweren Flugzeuges zu berechnen und durch Modifikation des Abflugpfades
die Wirkflächen hoher Immissionspegel zu minimieren [21]. Als Flugzeug wurde die Boeing
747-400, mit 4 Triebwerken PW 4056, Startgewicht 843000 lbs, ausgewählt. Abflughafen
war München (MUC). Als Berechnungsprogramm wurde das von der „Federal Aviation Ad-
18

ministration“ entwickelte „Integrated Noise Model“ (INM), Version 6.1 verwendet.
Bild 10 zeigt das Höhenprofil der untersuchten Abflugpfade, wobei der angegebene Index 7
für die maximale Reichweite > 4500 NM steht. Die Kontrolle der Fliegbarkeit der Abflugpfade
erfolgte bereits bei deren Definition durch das INM-Programm selbständig und war für alle
gerechneten Fälle gesichert.
Die Ergebnisse zeigen, dass durch unterschiedliche Abflugkonfigurationen die Flächen mit
hohen Immissionspegeln verkleinert werden können, allerdings zu Lasten der Flächen mit
niedrigeren Immissionspegeln. Bei den Abflugkonfigurationen „User“ und „User 5“ wurden
die Flächen hoher Belastungsklassen um etwa 25% reduziert. Demgegenüber wurden die
Flächen kleinerer Belastungsklassen, wegen des flacheren und somit längeren Flugpfades
um bis zu 60% vergrößert. Es findet also eine Verlagerung der Immission eines Abfluges auf
kleinere Belastungsklassen mit jedoch größeren Wirkflächen statt.
Vergleicht man die Lärmkonturen bezogen auf den Einzelereignispegel LAX, dann ergibt sich
eine Minderung von etwa 10% für User und User 5, die hauptsächlich durch die hohen Pegelklassen
75, 80 und 85 dB hervorgerufen wird.
4.2.4.6 Einzelaufgabe „Abschätzung des Lärmminderungspotenzials wetterabhängiger
Flugrouten“ [22]
Ziel der Einzelaufgabe war der Nachweis meteorologisch bedingter Ausbreitungseffekte in
routinemäßig gemessenen Fluglärmdaten, wodurch eine Abschätzung des Geräuschminderungspotenzials
durch wetterabhängig gewählte Flugrouten möglich wird. Dabei sollte die
natürlich vorhandene Schalldämpfung in der Atmosphäre bei der Wahl einer geräuscharmen
Flugroute ausgenutzt werden. Da darüber hinaus akustische Schattenzonen auftreten können,
kann man ihr Vorhandensein nutzen, um bewohnte Gebiete vor Fluglärm zu schützen,
indem geeignete Flugrouten gewählt werden.
Die Untersuchungen wurden am Beispiel des Flughafens "Franz-Joseph-Strauß" nordöstlich
von München durchgeführt.
Im Rahmen der Untersuchung konnte nach Herausrechnen der entfernungsabhängigen
Ausbreitungseffekte kein statistisch signifikanter Nachweis einer Wetterabhängigkeit der
Lärmimmission erbracht werden. Dies hat vor allem zwei Ursachen: (1) Die verbleibende
Streuung der unbekannten Lärmemission auch hinsichtlich ihrer dreidimensionalen Richtcharakteristik
überdeckt mögliche Meteorologieeffekte. (2) Die Lage der Lärmimmissionsstationen
in der Nähe der An- und Abfluggrundlinien und der relative hohe Schwellwert von 60 dB
bedingen, dass die Wirkung refraktiver Schattenzonen in den Daten nicht fassbar ist. Letzteres
wäre der Fall gewesen, wenn es Stationen mit einer Entfernung größer als 1,5 km von
den An- und Abfluggrundlinien gegeben hätte, die überdies auch Lärmimmissionspegel zwischen
50 und 60 dB erfasst hätten.
19

4.2.4.7 Einzelaufgabe „Untersuchung der Fliegbarkeit von lärmoptimierten Ab- und Anflugverfahren
durch den Piloten“
Veränderte An- und Abflugprozeduren, die der Reduzierung der Lärmimmission dienen, dürfen
auf keinen Fall zu einer Beeinträchtigung der Flugsicherheit führen, etwa aus einer möglicherweise
erhöhten Arbeitsbelastung der Piloten. In der vorliegenden Einzelaufgabe wurde
daher untersucht, ob ein neues Anflugverfahren hinsichtlich der Flugsicherheit und der Akzeptanz
durch die Piloten durchführbar ist. Zu diesem Zweck wurden das Standardanflugverfahren
„Low-Drag-Low-Power“ (LDLP) und das vom DLR entwickelte unter Lärmaspekten
verbesserte „Segmented Continuous Descent Approach“ (SCDA)-Verfahren (siehe Abschnitt
4.2.4.1) in zwei Flugsimulatoren (A320- und A330-Full-Flight Simulator) miteinander verglichen.
Die Untersuchung weiterer lärmarmer Verfahren wurde prinzipiell als sinnvoll erachtet,
wäre aufgrund des vorgegebenen Budgets jedoch nicht möglich gewesen, ohne die Qualität
der vorliegenden Ergebnisse zu gefährden.
Die Fliegbarkeit wurde bzgl. technischer, psychologischer und physiologischer Parameter in
den beiden Simulatoren bei einem nächtlichen Anflug auf den Flughafen München untersucht.
Die Untersuchungen in den Simulatoren wurden mit einer großen Anzahl von Piloten durchgeführt
und ergaben daher wichtige Hinweise auf die Fliegbarkeit, aber auch das Verbesserungspotenzial
der untersuchten lärmarmen Flugverfahren. Insofern können die Ergebnisse
dieser Studie dahingehend bewertet werden, dass das SCDA-Verfahren an sich grundsätzlich
durchführbar und fliegbar ist. Einschränkungen ergeben sich aus den Randbedingungen
(Simulatorstudie, stets gleichbleibende, günstige Wetterbedingungen, kein ATC-Sprechfunkverkehr
usw.) und den technischen Unzulänglichkeiten des SCDA-Verfahrens (z.B. nicht ins
FMS programmierbar). Wenn auf Grund des Lärmreduktionspotenzials eine Weiterentwicklung
des Verfahrens vorgesehen ist, ist aus diesen Einschränkungen zu folgern, dass (a)
Untersuchungen zur Belastung und Akzeptanz unter realen Bedingungen notwendig sind,
und (b) technische Entwicklungen und Erprobungen zur Pilotenunterstützung vorgenommen
werden müssen.
4.2.5 Aufgabenpaket 4: Durchführung einer Messkampagne zur Verifizierung des prognostizierten
Lärmminderungspotenzials lärmarmer Start- und Landeverfahren [24]
Aufgabe dieses Aufgabenpakets war es, die mit Hilfe der Simulationsrechnungen identifizierten
leiseren Flugverfahren durch Messungen experimentell zu bestätigen, d.h.
• das Geräuschminderungspotenzial lärmoptimierter An- und Abflugverfahren zu quantifizieren
und
• die angewandte Methodik – Quellmodellierung, Erstellung eines empirischen Simulationsprogramms,
rechnerische Simulation unterschiedlicher Flugverfahren und Auswahl
leiserer Verfahren – zu validieren.
20

NM NM NM NM NM
Bild 11: Schematische Darstellung der untersuchten Flugverfahren (oben: Start; unten: Landung).
Zu diesem Zweck wurde im Oktober 2006 eine weitere Überflug-Messkampagne durchgeführt,
bei der die Schallimmission für ausgewählte akustisch optimierte Flugverfahren im
Vergleich zu Standardverfahren im weiteren Umfeld der An- und Abflugbereiche vermessen
wurde. Die Überflüge wurden wiederum am Flughafen Schwerin-Parchim gemacht, wobei
dieselbe Lufthansa A319 eingesetzt wurde wie bei der Messkampagne zur Schallquellenmodellierung
im Juni 2004. Die Lage der Messstellen relativ zu den An- und Abfluggrundlinien
wurde bereits in Bild 4 gezeigt. An jeder Messstelle wurde ein Mikrofon auf dem Boden und
ein zweites in 1,2 m Höhe eingesetzt.
Als Ergebnis der Arbeiten im Aufgabenpaket 3 (Abschnitt 4.2.4) wurden die in Bild 11 schematisch
dargestellten An- und Abflugverfahren für den Flugversuch ausgewählt. Alle Anflugverfahren
wurden vor der Messkampagne im A319-Simulator bei Lufthansa Flight Training in
Frankfurt erprobt. Alle Verfahren sollten insgesamt dreimal nacheinander geflogen werden,
wegen des schlechten Wetters konnten alle Verfahren mit nur einer Wiederholung geflogen
und vermessen werden.
Tabelle 3 zeigt die sich aus den alternativen Anflugverfahren ergebenden Differenzen im Abewerteten
Maximalschallpegel und im Sound Exposure Level. Dabei gingen in jeden Wert
die Differenzen aus den Einzelflügen für das 1,2 m- und das Bodenmikrofon ein. Alle drei
21

alternative Verfahren besitzen deutliche Lärmminderungspotenziale, die gemittelt über den
gesamten untersuchten Anflugweg zwischen 1 und 3 dB im Maximalpegel und zwischen 1
und 3 dB im zeitintegrierten Pegel SEL liegen. Das lokale Lärmminderungspotenzial liegt
zum Teil deutlich höher. Tendenziell sind die höchsten Pegelminderungen direkt unter der
Flugbahn (Messstellen 13, 15, 18, 21 und 24) und wie schon bei Projektbeginn vorausgesagt
in größerer Entfernung zum Flughafen zu beobachten.
Tabelle 3:
Mittlere Pegeldifferenzen ΔLAS,max und ΔSEL für die untersuchten Anflugverfahren gegenüber
dem Low-Drag-Low-Power-Verfahren (LDLP) an den einzelnen Messstellen.
Mess- ΔLAS,max [dB] re LDLP
ΔSEL [dB] re LDLP
stelle LCDA SLDLP SCDA LCDA SLDLP SCDA
13 -0,4 -3,0 0,2 -0,4 -2,1 0,3
14 -1,8 -2,3 -3,2 -1,6 -2,6 -2,1
15 -1,9 -3,6 -3,5 -2,0 -3,6 -3,0
16 -0,7 -3,0 -3,4 -1,4 -3,5 -3,1
17 -0,9 -3,6 -3,9 -1,0 -3,1 -3,1
18 0,4 -3,5 -4,1 0,5 -2,6 -1,7
19 0,1 -1,7 -2,8 0,5 -1,0 -0,3
20 1,3 0,1 -1,3 0,5 -0,5 0,0
21 -0,3 -1,4 -3,6 -0,7 -1,9 -2,4
22 -0,9 -1,0 -2,0 -0,8 -2,0 -1,2
23 -1,9 -1,4 -2,6 -3,0 -4,0 -3,9
24 -5,3 -4,3 -7,5 -3,6 -4,3 -5,9
25 -3,0 -3,9 -4,9 -3,6 -3,6 -3,9
Mittel -1,2 -2,5 -3,3 -1,3 -2,7 -2,3
In der Zusammenfassung zeigt die Auswertung der Überflugmessungen, dass die untersuchten
Anflugverfahren gegenüber dem Referenzverfahren Low-Drag-Low-Power Lärmminderungspotenziale
in der Größenordnung von im Mittel 1-3 Dezibel sowohl im Maximalpegel als
auch im Sound Exposure Level versprechen. Lokal können die Pegelminderungen deutlich
höher liegen.
Für eine Beurteilung, welches der Verfahren nun als optimal einzustufen ist, sind noch weitergehenden
Untersuchungen – z.B. im realen Flugbetrieb auf der Basis von Messungen
durch Fluglärmüberwachungsanlagen – notwendig. Tendenziell scheinen aber das SCDA-
und das SLDLP-Verfahren gegenüber dem LCDA sowohl bezogen auf den Maximalpegel als
auch auf den SEL effizienter zu sein.
Bei den untersuchten Abflugverfahren können zwar Tendenzen festgestellt werden, die Pegeldifferenzen
bewegen sich allerdings nur in der Größenordnung von etwa 1 dB. Das ist
erklärbar, da sich die Flugleistungsparameter für die einzelnen Verfahren z.T. nur geringfügig
unterscheiden. Zur Untersuchung von geräuschmindernden Abflugverfahren sind noch zusätzliche
Messungen oder aber Simulationsrechnungen notwendig, wobei bei anderen –
insbesondere größeren – Flugzeugmustern möglicherweise deutlichere Lärmminderungspotenziale
zu erwarten sind.
Ein weiteres wichtiges Ergebnis ist, dass die für die Entwicklung leiserer Flugverfahren angewandte
Methodik – Quellmodellierung, Erstellung eines empirischen Simulationsprogramms,
rechnerische Simulation unterschiedlicher Flugverfahren und Auswahl leiserer Verfahren
– tatsächlich zu aussagekräftigen und belastbaren Ergebnissen führt und sich für weitere
Anwendungen zur Entwicklung akustisch optimierter Flugverfahren anbietet.
22

4.2.6 Aufgabenpaket 5: Übertragung von Teilergebnissen der Aufgabenpakete 2 und 4 in
das Programm NIROS der Deutschen Flugsicherung [25]
Das Programm NIROS dient der praktischen Umsetzung von wissenschaftlichen Verfahren
zur Fluglärmsimulation und -minimierung bei der Planung von Abflugrouten. Kern des Programms
ist die Bewertung von Fluglärmeinflüssen anhand einer Gewichtung des beim Abflug
entstehenden Lärmpegels mit der örtlichen Bevölkerungsverteilung.
In dem Aufgabenpaket 5 wurde das 1996 entwickelte und nur von eingewiesenen Spezialisten
benutzbare Programm NIROS (Noise Impact Reduction and Optimisation System) in ein
nutzerfreundliches PC-Programm überführt. Weiter wurde ein Fluglärm-Rechenverfahren
nach ECAC (European Civil Aviation Conference) Doc.29 (3. Auflage) implementiert. Zur
Validierung dieser modifizierten Software wurden Rechenergebnisse mit Messwerten des
Flughafens München verglichen, wobei gute Übereinstimmung konstatiert werden konnte.
Damit kann davon ausgegangen werden, dass die Implementierung des ECAC Doc.29 in
NIROS weitestgehend korrekt ist und praxisrelevante Ergebnisse liefert. Nach Abschluss der
Arbeiten im Verbundprojekt LAnAb steht NIROS als PC-Version mit aktuellen Algorithmen
aus dem ECAC Dokument 29 zur Verfügung.
Gleichwohl gibt es noch weitere Optionen für eine Weiterentwicklung von NIROS, so z.B. die
Erweiterung auf Anflüge und die Implementierung eines zielführenden Optimierungsalgorithmus.
Darüber hinaus sollte untersucht werden, ob die mit NIROS berechenbaren
Streubreiten mit den Flugerwartungsgebieten des Systems FANOMOS (Flight Track and
Aircraft Noise Monitoring System) in Übereinstimmung gebracht werden können.
4.2.7 Vorschläge für weiterführende Untersuchungen
Die im Projekt LAnAb durchgeführten Überfluglärmmessungen an einem Airbus A319 und
die anschließende Datenanalyse lieferte eine umfassende Datenbank für die Schallemission
des Airbus A319 und ermöglichte die Formulierung von ersten akustischen Modellen zur
getrennten Berechnung von Einzelschallquellen des Triebwerks und der Zelle, die die akustische
Grundlage des Fluglärmberechnungsverfahrens SIMUL bilden. Diese Modellbildung
beruht nur auf Messungen an einem Flugzeug und einem Triebwerkstyp (CFM-56 Triebwerk
des A319). Zur Überprüfung, Verallgemeinerung und Erweiterung der Modelle sind Messungen
mit anderen Flugzeugen und Triebwerkstypen unbedingt notwendig.
In LAnAb wurden unterschiedliche Anflugprofile von Flugzeugen hinsichtlich ihrer Schallemission
und Schallimmission intensiv untersucht und Vorschläge für lärmarme Anflugverfahren
entwickelt, die teilweise in Cockpit Simulationen oder auch Flugversuchen bezüglich
ihrer Realisierbarkeit in der Praxis geprüft wurden. Die Untersuchungen beschränkten sich
jedoch auf Einzelflüge. Völlig offen ist noch, inwieweit solche Verfahren überhaupt in den
operationellen Betrieb eines Flughafens wie München oder Frankfurt passen, wie sie eventuell
modifiziert werden müssen und wie das auch vom Boden aus kontrolliert werden kann.
In LAnAb konnten im Bereich der Startverfahren lediglich exemplarische Untersuchungen für
bestimmte Verfahren (ATA, MOD-ATA und ICAO-A) durchgeführt werden. Eine systematische
Untersuchung von Parametern, die sowohl die Geräuschemission als auch die Geräuschimmission
beeinflussen, war im Rahmen von LAnAb nicht möglich. Eine umfassendere
Lösung der Lärmproblematik beim Start erfordert eine systematische Vorgehensweise, die
Einbeziehung weiterer Flugzeugmuster und neuer Technologien, geeignete Bewertungen
von erreichten Lärmminderungen und auch Betrachtungen des Gesamtverkehrs an ausgewählten
Flughäfen.
In LAnAb wurde in A320- und A330-Simulatoren die Fliegbarkeit von zwei lärmarmen Anflugverfahren
durch den Piloten untersucht. Für lärmarme Flugverfahren soll das Flight Management
System (FMS) zur optimalen Pilotenunterstützung verbessert und am A330-
Simulator getestet werden. Dazu soll ein neu zu entwickelndes „Advanced FMS“ (AFMS) in
23

den A330-Simulator integriert werden. Untersuchungen zu unterschiedlichen Anflugverfahren
- mit und ohne A-FMS - sollen Aufschluss darüber geben, ob und wie die Belastung und Beanspruchung
des Piloten im Landeanflug verringert werden kann.
Um die oben genannten offenen Fragen bearbeiten zu können, wurde im Februar 2008 zusammen
mit weiteren Partnern ein Forschungsantrag für ein Verbundprojekt MASSIF-
Flugverfahren (FLUVER) beim Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Rahmen
des 2. Aufrufs zum 4. eingereicht, in dem die Bearbeitung der oben angesprochenen
Punkte in den folgenden Arbeitspunkten vorgesehen war:
– AP1: Akustische Datenbasis und Modellbildung
Auswertung von Überflugmessungen an einer Boeing B747 zur Weiterentwicklung der
Simulations- u. Flugverfahren, die im LAnAb für die A319/A320 erarbeitet wurden, auf
4-motorige Flugzeuge am Beispiel eines viel geflogenen Flugzeugs.
– AP2: An- und Abflugverfahren
Parametrische Untersuchungen zu geräuschoptimierten Startverfahren und Anwendung
auf reale Flughafenszenarien.
– AP3: Flugverkehrsszenarien
Anwendung von LAnAb-Ergebnissen auf reale Flughafen- u. Luftraumszenarien.
– AP4: Pilotenbelastung und –akzeptanz
Untersuchung der Pilotenbelastung und –beanspruchung als Folge neuer geräuschoptimierter
Anflugverfahren bei Verwendung verbesserter Flight Managementsysteme.
– AP5: Multidisziplinäre Bewertung
Psychoakustische und ökologische Bewertung neuer Flugverfahren.
Der wurde Antrag jedoch nicht befürwortet, und auch ein zweiter Antrag mit deutlich reduzierten
Umfang im 3. Aufruf des Luftfahrtforschungsprogramms in 2009 war nicht erfolgreich,
so dass nach anderen Realisierungsmöglichkeiten gesucht werden muss.
4.3 Europa
4.3.1 Airbus
Van Boven [26] beschreibt eine firmeninterne Untersuchung akustisch verbesserter Anflugverfahren
beim europäischen Flugzeughersteller Airbus für den zweimotorigen Airbus A320
und den viermotorigen A340, wobei nur Ergebnisse für den A340 vorgestellt werden. Es
wurden nur Verfahren betrachtet, die mit existierendem Fluggerät geflogen werden können,
entweder manuell oder mit FMS-Steuerung.
Bild 12 zeigt die Höhenprofile der untersuchten CDA-Verfahren im Vergleich zu einem FMS-
Referenzverfahren. Das gewählte Referenzverfahren wurde als “best possible practice that
can be achieved with the current aircraft fleet (from an aircraft point of view)“ bezeichnet und
unterscheidet sich von konventionellen Anflugprofilen durch die Dauer/Länge des Zwischensegments
bei 3000 ft Flughöhe. Drei Flugbahnen mit konstanten Flugbahnwinkeln von −2°,
−2,5° und −3° bis hin zum −3°-Gleitpfad beginnend in 3000 ft Höhe wurden untersucht (blaue
Kurven) und eine vierte mit −2° Sinkrate und einem Gleitwinkel von −4° (magenta Kurve).
Nur das Profil mit −2° Flugbahnwinkel kann von den Airbusflugzeugen A320 und A340 in der
„clean“-Konfiguration geflogen werden, d.h. mit eingefahrenen Hochauftriebshilfen, Fahrwerken
und Bremsklappen (“air brakes“), die anderen Winkel erfordern zusätzlichen Luftwiderstand
durch Setzen der Bremsklappen.
Bild 13, Bild 14 und Bild 15 zeigen ausgewählte Ergebnisse für das Flugzeug A340. Dargestellt
sind die Höhenprofile der untersuchten Anflugverfahren und die zugehörigen Verläufe
des A-bewerteten Maximalpegels LA max entlang der Flugspur, die mit dem firmeneigenen
Airbus Noise Level Calculation Program (NLCP) berechnet wurden. Dieses Pogramm beinhaltet
Geräuschdaten für eine Reihe von Airbus-Flugzeugen für verschiedene Anflugkonfigurationen,
berücksichtigt jedoch nicht die Geräusche der Bremsklappen.
24

Bild 12: Schematische Darstellung der von van Boven [26] untersuchten Anflugprofile.
Die Ergebnisse für den Flugbahnwinkel −2° in Bild 13 zeigen nur geringe Pegelminderungen
entlang der Flugspur mit einem Maximum von 3 dB(A) bei 13 NM Abstand vom Aufsetzpunkt.
Kombiniert man den Flugbahnwinkel −2° mit dem steileren −4° Gleitpfad (vgl. Bild 12)
- dafür wurde in [26] keine grafische Darstellung gezeigt - dann erhält man Pegelminderungen
bis zu 5 dB(A). Dieses Profil ist jedoch nicht für derzeitiges Fluggerät gedacht, sondern
für zukünftige Anwendungen.
Bild 13: Höhenprofile und LA max-Spur für 2°-CDA-Verfahren im Vergleich zum Referenzverfahren
(A340; nach van Boven [26]).
Bild 14 zeigt Ergebnisse für ein verbessertes CDA mit −2° Flugbahnwinkel, bei dem die
Hochauftriebshilfen und Fahrwerke später ausgefahren werden, bei niedrigeren Fluggeschwindigkeiten,
so dass die dabei entstehenden Umströmungsgeräusche gesenkt werden.
Auf diese Weise erhält man größere Minderungen des LA max über einen größeren Bereich
des Anflugs von bis zu 5 dB(A).
25

Bild 14: Höhenprofile und LA max-Spur für das durch späteres Ausfahren der Hochauftriebshilfen
und Fahrwerke optimierte 2°-CDA-Verfahren im Vergleich zum Referenzverfahren
(A340; nach van Boven [26]).
Bild 15 schließlich zeigt Ergebnisse für ein CDA Anflugverfahren, dass bereits am Flughafen
Amsterdam getestet worden war und durch große Flughöhe und –geschwindigkeit bis hinunter
zu 4000 ft und einen anschließend steileren Sinkflug charakterisiert ist. Dieses Verfahren
ergibt zwar Pegelminderungen über den Anflugbereich bis etwa −11 NM Abstand zum Aufsetzpunkt,
im weiteren Verlauf des Anflugs jedoch deutliche Pegelanhebungen.
Bild 15: Höhenprofile und LA max-Spur für das Amsterdam-CDA-Verfahren im Vergleich zum
Referenzverfahren (A340; nach van Boven [26]).
Eine experimentelle Bestätigung der in Bild 13 bis Bild 15 dargestellten Rechenergebnisse
wurde nicht vorgelegt. Ebenso wenig gibt es öffentlich zugängliche Informationen darüber,
mit welcher Genauigkeit das Airbus Simulationsprogramm die Schallabstrahlung der Flugzeuge
in Abhängigkeit von den relevanten Flugkonfigurationen beschreibt.
26

4.3.2 EU-Projekt SOURDINE
Das EU-Projekt SOURDINE (Study of Optimisation procedURes for Decreasing the Impact
of NoisE around airports) behandelt lärmmindernde Ab- und Anflugverfahren. In
SOURDINE I sollte anhand von Vorschlägen für verbesserte An- und Abflugverfahren für
bestimmte Flugplätze (Amsterdam, Madrid und Neapel) nachgewiesen werden, dass sich
der Aufwand lohnt und eine weitere Förderung durch die EU gerechtfertigt ist. Unter anderem
wurden die in den verschieden Partnerländern geltenden Regularien, die verfügbaren
Simulationsprogramme und benutzten Lärmberechnungsmodelle untersucht. Das Resultat
war ein Vorschlag für das Projekt SOURDINE II das von November 2001 bis August 2005
innerhalb des 5. EU-Rahmenprogrammes bearbeitet wurde (siehe den Abschlussbericht von
Escalonilla u.a. [27]).
Insgesamt fünf Anflugverfahren und drei Abflugverfahren, jeweils einschließlich eines Referenzverfahrens,
wurden untersucht hinsichtlich Akzeptanz durch Piloten und Fluglotsen, Sicherheit,
Flughafenkapazität, Fluglärmbelastung, Schadstoffemissionen und Kosten-Nutzen-
Relation. In diesem Bericht werden nur die akustischen Ergebnisse zusammenfassend beschrieben.
In Bild 16 bis Bild 20 sind die untersuchten Anflug- und in Bild 21 und Bild 22 die
untersuchten Abflugprofile gezeigt. Aufgetragen sind die zugehörigen Höhenprofile zusammen
mit den Verläufen des A-bewerteten Maximalpegels LA max unter dem Flugpfad. Diese
Immissionspegel wurden mit Hilfe des Noise Level Calculation Program (NLCP) der Firma
Airbus berechnet, siehe hierzu auch Abschnitt 4.3.1. Eine experimentelle Bestätigung der
berechneten Pegelverläufe wurde nicht vorgelegt. Weitere Einzelheiten zu den gezeigten An-
und Abflugprofilen werden im Abschlussbericht zu SOURDINE II [27] beschrieben.
In Bild 16 wird das für SOURDINE II gewählte Referenzanflugverfahren mit einem Anflugverfahren
verglichen, das an einem großen europäischen Verkehrsflughafen derzeit gebräuchlich
ist. Das Referenzanflugverfahren I ist durch vollständig verzögerten Anflug bei „idle“
Triebwerksschub mit einer Zwischenanflughöhe von 3000 ft bestimmt und weist gegenüber
dem gebräuchlichen Verfahren um bis zu 8 dB(A) niedrigere Pegel auf.
Bild 16: Höhenprofile und LA max–Spur des für SOURDINE II gewählten Referenzverfahrens
verglichen mit einem an einem großen europäischen Flughafen gebräuchlichen Anflugverfahren
(nach Escalonilla u.a. [27]).
Das CDA-Verfahren II in Bild 17 hat einen −2°-Sinkflug von 7000 ft bis 3000 ft bei „idle“
Triebwerksschub und eingefahrenen Hochauftriebshilfen und Fahrwerken. Der Gleitpfadwinkel
des Endanflugs beträgt −3°. Geräuschminderungen werden hier nur über kurze Bereiche
des Anflugs erreicht, verursacht durch das Ausfahren der Hochauftriebshilfen aber auch
Pegelanhebungen.
27

Bild 17: Höhenprofile und LA max–Spur des SOURDINE CDA-Verfahrens II verglichen mit
dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]).
Das CDA-Verfahren III unterscheidet sich vom CDA-Verfahren II nur durch den steileren
Gleitpfadwinkel von −4° (Bild 18). Wegen des vergrößerten Höhenunterschieds zum Referenzverfahren
werden bis zu 3 dB(A) Pegelminderung im Sinkflugbereich und bis zu 7 dB(A)
im Bereich kurz vor dem Gleitpfad erreicht.
Bild 18: Höhenprofile und LA max–Spur des SOURDINE CDA-Verfahrens III verglichen mit
dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]).
Beim CDA-Verfahren IV in Bild 19 wird die Flughöhe 7000 ft bis etwa −15 NM vor dem Aufsetzen
gehalten, danach folgt ein steiler Sinkflug von etwa −5° bei konstanter Geschwindigkeit
bis zum Erreichen des Gleitpfades, weitestgehend mit „idle“ Schub und in Landekonfiguration.
Auch hier werden bis zu 7 dB(A) Pegelminderung erzielt.
28

Bild 19: Höhenprofile und LA max–Spur des SOURDINE CDA-Verfahrens IV verglichen mit
dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]).
Beim CDA-Verfahren V in Bild 20 ist die Fluggeschwindigkeit zwischen 7000 ft und Endanflug
ebenfalls konstant, ebenfalls bei “idle” Schub, aber nicht in voller Landekonfiguration, so
dass der Sinkwinkel kleiner ist als beim Verfahren IV. Daraus resultierend ist der Höhenunterschied
zum Vergleichsverfahren kleiner als beim CDA-Verfahren IV, und folgerichtig fällt
die erreichbare Pegelminderung mit 4 dB(A) etwas geringer aus.
Bild 20: Höhenprofile und LA max–Spur des SOURDINE CDA-Verfahrens V verglichen mit
dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla u.a. [27]).
Für den Abflug wurde als Vergleichsverfahren (Abflugverfahren I) das in Bild 21 dargestellte
ICAO-A Verfahren gewählt. Das ebenfalls in Bild 21 gezeigte Abflugverfahren II („SOURDI-
NE optimised close in”) wurde so konzipiert, dass sich die größte Geräuschminderung in der
Nähe des Flughafens ergibt (2,5 dB(A) in 3,5 NM Abstand vom Startpunkt), wohingegen das
Abflugverfahren III („SOURDINE optimised distant“, Bild 22) auf größere Geräuschminderung
weiter weg vom Flughafen abzielt (maximal 4 dB(A) im Bereich 6 - 21 NM).
29

Bild 21: Höhenprofile und LA max-Spur des SOURDINE Abflugverfahrens II („SOURDINE optimised
close in”) verglichen mit dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla
u.a. [27]).
Bild 22: Höhenprofile und LA max-Spur des SOURDINE Abflugverfahrens III („SOURDINE
optimised distant”) verglichen mit dem SOURDINE Referenzverfahren (nach Escalonilla
u.a. [27]).
Neben den in Bild 17 bis Bild 22 diskutierten Auswirkungen der verschiedenen An- und Abflugprofile
auf das bei Einzelflügen nach unten abgestrahlte Geräusch wurden in
SOURDINE II auch Fluglärmkonturen für die Flughäfen Madrid Barajas, Paris CDG, Amsterdam
Schiphol und Neapel Capodichino berechnet. Diese Ergebnisse werden hier nicht wiedergegeben,
weil sie für deutsche Verkehrsflughäfen nicht von direkter Bedeutung sind.
30

4.3.3 EU-Projekt AWIATOR
Das Projekt AWIATOR (“Aircraft Wing with Advanced Technology Operation”) ist ein von der
EU mitfinanziertes IP (Integrated Project) das schwerpunktmäßig zum Ziel hatte innovative
Flügeltechnologien zu entwickeln, die zur Steigerung der Flugleistungen und Verminderung
des Wirbelschleppenproblems im Landeanflug beitragen können. Das Projekt (Finanzvolumen
ca. 80 M€) wurde nach einer Laufzeit von 5 Jahren im Juni 2007 erfolgreich abgeschlossen.
Für die Durchführung lärmarmer Flugverfahren ist unter anderem die Verbesserung der Flugleistungen
in verschiedenen Phasen von An- und Abflug von Bedeutung. Beim Abflug kann
durch eine Verringerung des Widerstands und/oder Erhöhung des Auftriebs infolge des entsprechend
besseren Steigvermögens oder alternativ geringeren Schubbedarfs eine Lärmminderung
erreicht werden. Beim Anflug ist die Situation komplexer: Im ersten Anflugsegment
(Verzögerungsphase) wird vor allem ein erhöhter Widerstand benötigt, um auch auf
steileren Bahnen mit „idle“ Triebwerksleistung noch verzögern zu können, da zur Lärmreduktion
auch Klappen und Fahrwerke so spät wie möglich ausgefahren werden sollten. Im Gegensatz
dazu ist für den Standard Endanflug mit einem Flugbahnwinkel von −3° ggf. ein geringerer
Widerstand nützlich, so dass bei voller Konfiguration die Triebwerksleistung minimiert
werden kann. Grundsätzlich ist ein erhöhter Maximalauftriebsbeiwert in jedem Fall von
Vorteil, da dies eine Absenkung der minimalen Anfluggeschwindigkeit (und damit eine Absenkung
des Zellenlärms) erlauben würde.
Im Projekt AWIATOR (speziell in der Task 1.3 „Noise Assessment and Operations“) wurden
verschiedene innovative Flügelkomponenten sowohl hinsichtlich ihrer aerodynamischen
Leistungsfähigkeit als auch bezüglich des mit ihrem Einsatz verbundenen Umströmungsgeräusches
untersucht um zu prüfen, ob eine durch Verbesserung der aerodynamischen Leistung
erzielte Geräuschminderung möglicherweise durch den Anstieg des Quelllärms kompensiert
wird. Im Zuge dieser Studien wurden auch die Wirkungen verschiedenen Maßnahmen
zur Destabilisierung der Wirbelschleppe auf mögliche Nachteile bezüglich des Umströmungslärms
geprüft. Die schematische Darstellung in Bild 23 zeigt die in AWIATOR am Airbus
A340 untersuchten Flügelkomponenten und ihre jeweiligen Positionen am Flügel.
Bild 23: Innovative Flügelkomponenten aus dem Projekt AWIATOR am Airbus A340.
Hierbei sind die auf der Oberseite der Landeklappen aufzubringenden „subboundary layer
vortex generators (SBVGs)“ dazu gedacht, auch bei gößerem Klappenausschlag eine Strömungsablösung
zu verhindern. Die „mini trailing edge devices (TEDs)“ sollen den Auftrieb
steigern, und „large winglets (LWL)“ dienen der Widerstandsverminderung. Gegenüber diesen
die aerodynamische Leistung des Flügels steigernden Komponenten zielen „differential
flap setting (DFS)“ oder „wake-vortex devices (WV)“ auf die Minderung des Wirbelschlep-
31

penproblems. Da sich im Zuge des Projekts zeigte, dass die ursprünglich geplanten WV
Komponenten nicht die erwartete Wirkung hatten, wurden alternative Maßnahmen mit in die
Untersuchungen einbezogen: Dies waren a) der Ausschlag der äußeren Spoiler (Spoiler 6)
und b) gegenphasig mit einer Frequenz von 0,2 Hz oszillierende Steuerflächen („oscillating
ailerons“).
In Tabelle 4 sind die Ergebnisse aus Windkanal- und späteren Flugversuchen zur Wirkung
verschiedener Flügelkomponenten auf die aerodynamische Leistung und den Umströmungslärm
zusammengefasst. Hieraus ergibt sich auch unmittelbar der mögliche Nutzen für die
Optimierung von lärmarmen An- und Abflugverfahren.
Tabelle 4:
Übersicht zu den aerodynamischen und akustischen Eigenschaften verschiedener Flügelkomponenten
und deren potentielle Nutzung für lärmarme Flugverfahren.
Komponente Aerodynamische
Wirkung
Large Winglets
(LWL)
Subboundary
Layer Vortex
Generators
(SBVGs)
Mini Trailing
Edge Devices
(TEDs)
Outboard Spoiler
6 (Sp. 6)
Differential Flap
Setting (DFS)
Oscillating Ailerons
(OA)
Widerstandsverminderung
Geringe Auftriebsverbesserung
auch
bezüglich Maximalauftrieb
Auftriebsverbesserung
verbunden mit
Widerstandsanstieg
Deutlicher Anstieg
des Widerstandes
Reduktion des Auftriebs
und des Maximalauftriebs,verbunden
mit Reduktion
des Widerstandes
(im Vergleich
zu vollem Klappenausschlag)
Wirkung auf
den Quelllärm
32
Nutzung für
Abflugverfahren
Kein Effekt Positive Wirkung
durch steiles
Steigen
Nutzung für
Anflugverfahren
Negativ
Kein Effekt Nicht nutzbar Positiv durch geringfügigeAbsenkung
der Anfluggeschwindigkeit
Tieffrequente
Tonpegel durch
kohärente Wirbelablösung
an
Hinterkante, geringer
Anstieg
des Breitbandgeräuschesabhängig
vom Klappenausschlag
Anstieg des Breitbandgeräusches
vornehmlich bei
tiefen Frequenzen
Geräuschanstieg
im Vergleich zum
Klappenausschlag
bei Konfiguration
3 im
Anflug, aber Geräuschminderung
bezüglich vollem
Klappenausschlag
Temporäre Nutzung
von TEDs
beim Rotieren
erlaubt früheres
Abheben und
damit Höhengewinn
Positiv durch
Widerstandserhöhung
Negativ Positiv durch Widerstandserhöhung
Nicht nutzbar Negativ für Anflug
in der Verzögerungsphase,
aber
positiv im stabilisierten
Endanflug,
falls für Lärmzulassungsmessung
erlaubt (Reduktion
des Triebwerksschubes
bewirkt
Geräuschminderung)
Kein Effekt Kein Effekt Nicht nutzbar Geeignet zur Destabilisierung
der
Wirbelschleppe

Zur Simulation der Wirkung verbesserter Flugleistungen bezüglich der Optimierung lärmarmer
An- und Abflugverfahren wurden zunächst verschiedene CDA-Verfahren als Referenz
ausgewählt, die in den EU-Projekten SOURDINE I und II als vielversprechend identifiziert
wurden. Der Schwerpunkt der Arbeiten in AWIATOR lag dabei auf Anflugverfahren, da für
verbesserte Startverfahren von der künftig verfügbaren Funktion des „continuous thrust increase“
Gebrauch gemacht wurde, was aber weder im Simulator noch im Flugversuch hätte
erprobt werden können.
Die folgenden drei Anflugverfahren wurden aus SOURDINE II ausgewählt:
• Geringer Flugbahnwinkel (FPA −2°) im weiteren Anflugbereich zur Verzögerung des
Flugzeugs („initial approach“) und Standardgleitwinkel −3° im Endanflug (Bezeichnung:
2CDA bzw. SOURDINE CDA-Verfahren II in Abschnitt 4.3.2).
• Ähnlicher Anflug wie bei 2CDA aber mit größerem Flugbahnwinkel (FPA −4°), so dass
sich eine höhere Flugbahn ergibt (Bezeichnung: 10CDA bzw. SOURDINE CDA-
Verfahren III in Abschnitt 4.3.2).
• Anflüge mit variablen Flugbahnsegmenten bei konstanter Geschwindigkeit in Konfiguration
2 („approach“) und Triebwerken in “idle” (Bezeichnung: 19CDA) bzw. in Konfiguration
„full“ („landing“), so dass ein steilerer Anflug möglich wird (Bezeichnung: 20CDA
bzw. SOURDINE CDA-Verfahren IV in Abschnitt 4.3.2).
Diese Verfahren waren so ausgelegt worden, dass die Konfigurierung des Flugzeugs (Ausfahren
der Klappen und Fahrwerke) so spät als möglich erfolgt. Dadurch kann auch das
Hochfahren der Triebwerke mit dem jetzt spät einsetzenden Widerstandsanstieg durch Klappenausschlag
und Fahrwerke verzögert werden (Low-Drag-Low-Power Prinzip).
Für die Durchführung von „off-line“ Simulationsrechnungen und eine Simulatorstudie zur Optimierung
dieser CDA-Verfahren unter Zuhilfenahme von AWIATOR Flügelelementen wurden
die jeweiligen Softwarepakete der Flugleistungsprogramme bei Airbus und die des Flugsimulators
im Zentrum für Flugsimulation in Berlin (ZFB) an die neuen aerodynamischen Leistungskennwerte
adaptiert. Weiterhin wurden die akustischen Messdaten aus den Windkanal-
und Flugversuchen benutzt, um die Geräuschdatenbasen für die Simulation von Pegelkonturen
anzupassen.
Distance to threshold [NM]
Bild 24: Trajektorien der in AWIATOR untersuchten CDA-Verfahren.
33

Auf der Basis der im Windkanal ermittelten aerodynamischen und akustischen Ergebnisse
(siehe Tabelle 4) wurden schließlich die folgenden Flügelkomponenten zur Anwendung bei
CDA-Verfahren ausgewählt:
� TEDs mit 60° Ausstellung und
� Spoiler 6 mit 20° Ausstellung.
In Bild 24 sind die Trajektorien eines heutigen Standardverfahrens mit Zwischenanflughöhe
(REF-Standard) und die ausgewählten CDA-Verfahren dargestellt, jeweils mit aktivierten
TEDs und Spoiler 6 (gekennzeichnet durch die Endung „AW“ bei der Bahnbezeichnung). Aus
Gründen der Übersichtlichkeit wurden die jeweils zugehörigen Trajektorien für das Basisflugzeug
nicht mit eingetragen. Stattdessen sind die jeweils möglichen Änderungen des Flugbahnwinkels
(ΔFPA) in Bild 24 angegeben. Wie man sieht, sind durch die Aktivierung von
TEDs und der äußeren Spoiler (Spoiler 6) steilere Flugbahnen möglich, so dass im weiteren
Anflugbereich (Verzögerungsphase mit „idle“ Triebwerksleistung) infolge der entsprechend
größeren Höhe eine Lärmminderung erwartet werden kann.
Gegenüber den Referenzverfahren aus SOURDINE ergaben sich die folgenden Änderungen
in den Flugbahndaten:
• REF-AW: CDA beginnt später und ist steiler im Vergleich zum REF-Standardverfahren.
• 2CDA-AW: Mit −2,5° FPA (Flugbahnwinkel) (TEDs und Sp. 6 aktiviert vom Zeitpunkt
der Verzögerung) im Vergleich zu −2,0° FPA ohne AWIATOR Flügelelemente.
• 2CDA-AW: Alternativ mit −3° FPA (TEDs und Sp. 6 aktiviert vom Start des CDA) im
Vergleich zu −2,0° FPA ohne AWIATOR Flügelelemente.
• 10CDA-AW: Mit −2,5° FPA (TEDs und Sp. 6 aktiviert vom Zeitpunkt der Verzögerung)
im Vergleich zu −2,0° FPA ohne AWIATOR Flügelelemente.
• 10CDA-AW: Alternativ mit −3° FPA (TEDs und Sp. 6 aktiviert vom Start des CDA) im
Vergleich zu −2,0° FPA ohne AWIATOR Flügelelemente.
• 19CDA-AW: Mit TEDs und Sp. 6 aktiviert vom Start des CDA mit „idle Schub“ (Flugbahnwinkel
stellt sich ein in Abhängigkeit von Flugzeugtyp und Gewicht)
• 20CDA-AW: Mit TEDs und Sp. 6 aktiviert vom Start des CDA mit „idle Schub“ (Flugbahnwinkel
stellt sich ein in Abhängigkeit von Flugzeugtyp und Gewicht)
Die Ergebnisse der „off-line“ Simulation zeigen entsprechende Geräuschpegelminderungen
in bestimmten Gebieten unter der Flugbahn, siehe Bild 25. So ergibt sich z.B. auch eine Minderung
von bis zu 7 dB(A) im Anflugbereich zwischen 10 NM bis 13 NM vor dem Aufsetzpunkt,
da wegen des erhöhten Widerstands der neuen Flügelelemente eine spätere Konfiguration
des Flugzeugs ermöglicht wird. Andere, geringere Geräuschminderungen werden
durch die größere Flughöhe erreicht.
Für die zugehörigen Geräuschpegelkonturen ergibt sich eine entsprechende Verringerung
der belasteten Flächen am Boden. Sowohl für den 2CDA als auch den 10CDA (und deren
Varianten) zeigt sich bei Aktivierung der TEDs und der äußeren Spoiler eine Flächenverringerung
um 17% bis 26% für die Pegelkonturen LA max = 55 dB(A) bzw. LA max = 60 dB(A), die
im Bereich des weiteren Anflugbereichs, also im CDA Segment, erzielt wird (Bild 26).
Demgegenüber würde die Aktivierung von TEDs und Spoilern im stabilisierten −3° Endanflug
des Airbus A340 jedoch zu einer Geräuscherhöhung führen, da wegen des erhöhten Widerstands
eine Steigerung der Triebwerksleistung erforderlich wäre. Tatsächlich wird aber für
die voll konfigurierte A340 in diesem Flugsegment, in dem auch der Messpunkt für die Lärmzertifikation
liegt, der Einsatz zusätzlicher Widerstandserzeuger auch nicht benötigt.
34

Maximum A-weighted DBAmax (5dBA noise grid) level (dB(A))
Flight path and DBAmax below flight path
CDA2 REF CDA2 TED60 SP6 3° new CDA2 TED60 SP6 2°5 new
5 dB
0
-30 -25 -20 -15
Distance to threshold (NM)
-10 -5 0
Bild 25: Vergleich von verschiedenen 2CDA-Trajektorien und zugehörige Verläufe des maximalen
A-bewerteten Gesamtschalldruckpegels unter der Flugbahn ohne und mit
AWIATOR Flügelelemente (TEDs und Sp. 6).
Grid spacing: 1 km by 1 km
Grid spacing: 1km by 1km
Grid spacing: 1 km by 1 km
A340 footprints in dB(A)max: 55 dB(A) contours
p
CDA2_TED60_SP6_2°5_new CDA2REF CDA2_TED60_SP6_3°_new
A340 footprints in dB(A)max: 60 dB(A) contours
CDA2_TED60_SP6_2°5_new CDA2REF CDA2_TED60_SP6_3°_new
35
55dBAmax: -18% / -20%
55 dB(A)max: -18% / -20%
Grid spacing: 1km by 1km 60dBAmax: -25% / -26%
60 dB(A)max: -25% / -26%
Bild 26: Vergleich von ausgewählten Pegelkonturen für verschiedene 2CDA-Verfahren ohne
und mit AWIATOR Flügelelemente (TEDs und Sp. 6).
Parallel zu den „off-line“ Analysen wurden auch alle CDA-Verfahren im Flugsimulator von
insgesamt 10 verschiedenen Piloten geflogen. Alle operationellen Flugdaten wurden für die
spätere Auswertung gespeichert. Mittels eines vorbereiteten Fragebogens wurden die Piloten
zur subjektiven Beurteilung der Fliegbarkeit der verschiedenen Verfahren aufgefordert.
Die Simulatorstudie zeigte, dass alle ausgewählten Verfahren grundsätzlich fliegbar sind.
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
Height (ft)

fuel consumption [t]
Verfahren, die jedoch infolge großer Bahnwinkel im CDA-Segment die Endanflugbahn „von
oben“ treffen, wurden von allen Piloten als kritisch angesehen. Vor einer routinemäßigen
Anwendung jedweder CDA-Verfahren im täglichen Betrieb sind allerdings Erweiterungen der
heutigen FMS-Systeme nötig. Die Piloten verlangen von künftigen FMS insbesondere Orientierungshilfen,
die die aktuelle Fluglage bezüglich des vorgegebenen horizontalen Flugpfades
veranschaulichen, sowie unterstützende Systeme zur automatischen Aktivierung von
zusätzlichen Flügelelementen.
Von allen CDA-Verfahren wurde das 2CDA als das am besten fliegbare beschrieben. Die im
Simulator aufgezeichneten operationellen Daten zeigten für fast alle CDA-Verfahren sowohl
einen Anstieg des Treibstoffverbrauchs als auch eine längere Flugzeit ab einem festen Wegpunkt
(Bild 27). Der Anstieg des Treibstoffverbrauchs hat seine Ursache auch darin, dass ein
optimierter Standardanflug mit einer exakt passenden Länge des Zwischenflugsegmentes
als Referenz gewählt wurde. Dieser Idealfall tritt in der Realität allerdings praktisch nicht auf.
0.6
0.55
0.5
0.5
0.45
19CDA
19CDA
REF-AW
0.4
0.4 2CDA
2CDA
REF
0.35 REF
10CDA
10CDA
0.3
0.3
0.25
Fuel [t]
fuel consumption
20CDA
20CDA
REF-AW
2CDA-AW 2CDA-AW 19CDA-AW
19CDA-AW
Procedure(s)
10CDA-AW
10CDA-AW
Type of Procedure
20CDA-AW
20CDA-AW
600
time required [s]
600
580
560
550
540
520
REF
500
500 REF
480
460
Time [s]
2CDA
2CDA
10CDA
10CDA
time required
19CDA 20CDA
19CDA 20CDA
19CDA 20CDA
19CDA 20CDA
REF-AW REF-AW
Procedure(s)
36
2CDA-AW
2CDA-AW
10CDA-AW
10CDA-AW
Type of Procedure
20CDA-AW
20CDA-AW
19CDA-AW
19CDA-AW
poor
Poor
sufficient
2CDA
2CDA
satisfactory
REF
Satisf.
good Good REF
Very
good.
very good
Pilots’ rating
10CDA
10CDA
19CDA
19CDA
overall ranking
19CDA-AW
19CDA-AW
20CDA 20CDA 10CDA-AW
10CDA-AW 20CDA-AW
20CDA-AW
REF-AW
REF-AW
2CDA-AW
2CDA-AW
Type of Procedure
Bild 27: Kraftstoffverbrauch, Flugzeit und subjektive Beurteilung der Piloten für einen Standardreferenzanflug
und verschiedene CDA-Verfahren.
Alle im Simulator gefundenen Ergebnisse konnten im Flugversuch weitgehend bestätigt werden.
Zusätzlich wurden hier aber auch die erwarteten Schwierigkeiten bezüglich der genauen
Berücksichtigung der aktuellen Windsituation und des aktuellen Flugzeuggewichtes auf
die Berechnung des „point of descent“ deutlich. CDA-Verfahren müssen die vorgegebenen
Planungswerte hinsichtlich Bahnwinkel, Geschwindigkeit und zeitlicher Konfigurationsabfolge
sehr genau einhalten. Andernfalls wird z.B. entweder der Aufsetzpunkt nicht sicher erreicht
oder es sind Bahnkorrekturen durch erhöhten Triebwerksschub (mit in der Folge zusätzlichem
Lärm) erforderlich. Dementsprechend müssen aktuelle Windeinflüsse im Voraus berechnet
werden: So muss z.B. bei Gegenwind der „point of descent” auf einen späteren Zeitpunkt
verlegt werden, da der Flugbahnwinkel steiler wird und umgekehrt. Einen entsprechenden
Einfluss hat auch das Flugzeuggewicht: Hohes Gewicht verursacht einen steileren
Flugbahnwinkel verbunden mit einer kürzeren Verzögerungsdistanz, so dass auch hier der
„point of descent“ später erreicht wird und umgekehrt.
Eine detaillierte Analyse der im Simulator gewonnen Daten zeigte, dass alle untersuchten
CDA-Verfahren sicher geflogen werden können. Das bedeutet zum Beispiel, dass die Sinkgeschwindigkeiten
in den vorgegebenen Grenzen blieben und die Mindesthöhe für die Stabilisierung
des Flugzeugs im Endanflug eingehalten wurde. Das von den Piloten im Flugversuch
als am besten fliegbar bezeichnete Verfahren war auch hier das 2CDA-AW-Verfahren,
also das Verfahren mit einem durchgängigen −3° Flugbahnwinkel ab der Anflughöhe von
7000 ft und dem Einsatz von TEDs und Spoiler 6 zur Bereitstellung des benötigten Widerstandes.
Die Analyse der operationellen Parameter erfolgte in zwei Schritten: a) Vergleich zwischen
den Parametern für das Referenzverfahren (siehe Bild 24) und den CDA-Verfahren aus dem
Projekt SOURDINE und b) für diese CDA-Verfahren jeweils mit und ohne die zusätzlichen
AWIATOR Flügelelemente.

Für die Verfahren 2CDA, 10CDA, 19CDA and 20CDA wurden im Vergleich mit dem Referenzverfahren
REF die folgenden Erkenntnisse gewonnen:
• Der Treibstoffverbrauch wird hauptsächlich bestimmt durch den Schubbedarf der
Triebwerke und die Flugzeit. Das für CDA-Verfahren typische verlängerte Flugsegment
in der Anflughöhe (z.B. 7000 ft) führt daher im Vergleich zum Referenzverfahren zu einem
höheren Treibstoffverbrauch (längere Flugzeit und erhöhter Schub). Da im weiteren
Verlauf des CDA-Segments im Vergleich zum Referenzverfahren auch eine längere
Zeit mit ausgefahrenen Landeklappen (also bei höherem Widerstand) geflogen wird,
entsteht auch hier ein vergleichsweise höherer Treibstoffverbrauch (Bild 28).
• Der Zeitbedarf bis zum Aufsetzen wird durch die mittlere Fluggeschwindigkeit bestimmt.
Daher führt die für steile Anflüge notwendige frühe Verzögerung automatisch
zu längeren Flugzeiten (siehe Bild 28).
• Längere Flugzeiten mit ausgefahrenen Klappen (gültig für die 19CDA- und 20CDA-
Verfahren) beeinflussen das Belastungsspektrum der Hochauftriebssysteme mit der
Folge ggf. verkürzter Wartungsintervalle.
• Steilere Flugbahnwinkel könnten weiterhin den Passgierkomfort negativ beeinflussen.
Allerdings gibt es hierzu bisher keine abgesicherten Bewertungskriterien.
DISTANCE (NM)
DISTANCE (NM)
DISTANCE (NM) DISTANCE (NM)
37
DISTANCE (NM)
Bild 28: Treibstoffverbrauch und Zeitbedarf für CDA-Verfahren im Vergleich mit dem Referenzverfahren
für die nicht modifizierte A340.
Im nächsten Schritt erfolgte dann die Analyse der Einflüsse von TEDs und Spoiler 6 auf die
operationellen Parameter beim Einsatz für die ausgewählten CDA-Verfahren. Ein solcher
Vergleich wird hier am Beispiel des 10CDA-AW-Verfahrens durchgeführt (Bild 29):
• Der Einsatz von TEDs und Spoiler 6 bewirkt eine weitere Steigerung des Treibstoffverbrauchs,
verursacht durch die mit dem steileren CDA Segment verbundene Verlängerung
des horizontalen Anflugs. Im Flugversuch ergab sich darüber hinaus noch eine

zusätzliche Erhöhung des Treibstoffverbrauchs, da infolge zu späten Einfahrens der
TEDs eine frühere Schubsteigerung erforderlich wurde.
• Die Verlängerung des horizontalen Anflugs bei der Anfluggeschwindigkeit von 250 kt
verbunden mit einer kürzeren Verzögerungsphase beim Einsatz von TEDs und Spoiler
6 führt gleichzeitig zu einer Verkürzung der Flugzeit.
• Die noch steileren Flugbahnwinkel könnten den Passagierkomfort weiterhin negativ
beeinflussen (s.o.).
DISTANCE (NM)
DISTANCE (NM) DISTANCE (NM)
DISTANCE (NM)
38
DISTANCE (NM)
Bild 29: Einfluss von TEDs und Spoiler 6 auf die operationellen Flugparameter am Beispiel
des 10CDA-Verfahrens.
Im Projekt AWIATOR wurden auch lärmarme Abflugverfahren untersucht. Die Arbeiten hierzu
gingen vom ICAO-A-Verfahren als Referenzverfahren aus, dessen Modifikationen sowie
die Einflüsse von AWIATOR-Flügelelementen auf die Lärmminderung die im Projekt untersucht
wurden. Aus dem Projekt SOURDINE wurden hierzu die Verfahren gemäß Tabelle 5
und Tabelle 6 ausgewählt. Alle Abflugverfahren nutzten die bei künftigen Flugzeugen verfügbare
Möglichkeit der (automatisierten) kontinuierlichen Schubsteigerung:
Hinsichtlich der Wirkung von AWIATOR-Flügelelementen wurden die Einflüsse von LWL und
TEDs im Hinblick auf weitere Lärmminderungspotenziale untersucht. Dabei zeigte sich, dass
die Reduzierung des Widerstands durch LWL infolge der damit verbundenen besseren Steigleistung
des Flugzeugs zu einer geringfügigen Lärmminderung (< 0,5 dB) in größeren Entfernungen
vom Flughafen führt. Demgegenüber bewirkte die zeitlich auf den Abhebevorgang
(„rotation“) begrenzte Anwendung von TEDs eine Verkürzung der Startdistanz und damit
eine Lärmminderung von bis zu 1 dB nur im Flughafennahbereich.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch eine Verbesserung der Flugleistungen
die Potenziale von steilen CDA-Verfahren deutlich besser genutzt werden können, während
nur geringfügige Lärmminderungen im Abflug nachgewiesen werden konnten.

Tabelle 5:
Optimiertes „close-in“ Abflugverfahren (siehe auch die grafische Darstellung in Bild 21)
Aircraft type and nomenclature
Altitude (ft)
39
A340-313
4- SOURDINE Optimised Close-In
0 ft - TOGA (Take-Off Go Around) Thrust
- Conf 1+F
- Climb out at V2 + 10 kt
1000 ft - Reduce thrust to 1.7% OEI climb gradient
- Maintain V2 + 10 kt
5000 ft - Gradual increase in thrust to Climb thrust
- Maintain V2 + 10 kt
7500 ft - Acceleration to 250 kt, retracting flaps/slats on schedule
- Climb to 15000 ft
Tabelle 6:
Optimiertes “distant” Abflugverfahren (siehe auch die grafische Darstellung in Bild 22)
Aircraft type and nomenclature
Altitude (ft)
A340-313
5- SOURDINE Optimised Distant
0 ft - TOGA (Take-Off Go Around) Thrust
- Conf 1+F
- Climb out at V2 + 10 kt
1000 ft - Acceleration to Vzf, retracting flaps/slats to Conf 1
- Reduce thrust to 1.7% OEI climb gradient
- Retracting flaps/slats to Conf 0
- Maintain speed
5000 ft - Start gradual thrust increase
- Acceleration to 250 kt
- Continue gradual thrust increase to Climb thrust
- Maintain speed
9000 ft - Increase in thrust to Max Climb
- Maintain speed
- Climb to 15000 ft
Die für die verschiedenen CDA-Verfahren ermittelten Lärmminderungspotenziale ergeben
sich allerdings vornehmlich in größeren Entfernungen (> 10 NM) vom Flughafen, also in Gebieten,
wo aufgrund der noch großen Flughöhe ohnehin relativ niedrige Geräuschpegel vorherrschen.
Weiterhin zeigte sich, dass sowohl TEDs als auch die Spoiler zusätzliche aerodynamische
Geräusche erzeugen, die das durch CDA-Verfahren erzielbare Lärmminderungspotenzial
reduzieren. Daher gilt es für künftige Flugzeuge Vorrichtungen zu entwickeln, die
ausreichend Widerstand ohne zusätzliches Umströmungsgeräusch erzeugen, z.B. Spoiler
am Rumpf. Letztere würden zudem, im Gegensatz zu heutigen Spoilern am Flügel, auch
nicht zu einer deutlichen Reduktion des Auftriebs führen.
Sowohl die Ergebnisse der Simulatorstudie als auch die entsprechenden Flugversuche für
ausgewählte CDA-Verfahren haben gezeigt, dass vor der Einführung solcher Verfahren im
täglichen Betrieb in jedem Fall zusätzliche visuelle Hilfen im FMS zur Unterstützung der Piloten
erforderlich sind und ggf. einzusetzende innovative Flügelelemente (wie z.B. TEDs) zur
Entlastung der Piloten automatisch aktiviert werden müssen. Entscheidend ist außerdem,

dass die aktuellen Windverhältnisse in die zeitnahe Berechnung des genauen „point of descent“
einfließen müssen, da nachträgliche Bahnkorrekturen ggf. kurzzeitig erhöhten Triebwerksschub
erfordern (mit der Konsequenz zusätzlichen Lärms) oder zum Abbruch des Anflugs
mit einem „go-around“ führen.
Hinsichtlich der Destabilisierung der Wirbelschleppe haben die Ergebnisse des Projekts gezeigt,
dass sowohl das sogenannte „differential flap setting (DFS)“ als auch gegenphasig
oszillierende Steuerflächen (die Methode der „oscillating ailerons“ wurde bereits von Boeing
untersucht und patentiert) aus akustischer Sicht als geeignet empfohlen werden könnten, da
beide Maßnahmen kein zusätzliches Umströmungsgeräusch erzeugen.
4.4 Vereinigte Staaten von Amerika
4.4.1 Akustische Simulation unterschiedlicher An- und Abflugverfahren
Clarke [28] beschreibt eine Untersuchung am Massachusetts Institute of Technology (MIT)
zu akustisch verbesserten An- und Abflugverfahren, dessen Kern die Entwicklung und Anwendung
eines Simulationsverfahrens NOISIM ist, mit dessen Hilfe die Auswirkungen veränderter
Flugverfahren auf die Geräuschimmission in Flughafenumgebungen vorausgesagt
werden können. NOISIM besteht aus den folgenden drei Modulen: ein am MIT erarbeiteter
Flugsimulator für das Flugzeug Boeing B737, ein Fluglärmprognoseprogramm und ein geografisches
Informationssystem (GIS), das auch die lokale Besiedelungsdichte in Flughafennähe
beinhaltet.
Bild 30: Von Clarke [29] untersuchte Anflugprofile. a) Standard Instrument Landing System
(ILS)-approach, b) vertically segmented approach, c) 3-deg decelerating approach.
40

In dem Fluglärmprognosemodul werden unter Anwendung des NASA Aircraft Noise Prediction
Program (ANOPP) [30] nur die vom Triebwerksstrahl und vom Triebwerksfan abgestrahlten
Antriebsgeräusche berücksichtigt, die bei der Landung das Gesamtgeräusch mitbestimmenden
Umströmungsgeräusche der Fahrwerke und Hochauftriebshilfen dagegen nicht. Die
Voraussagegenauigkeit des Fluglärmprognosemoduls wurde anhand lediglich zweier Messstellen
im Abflugbereich des Logan Airports in Boston überprüft: Die Abweichungen zwischen
Mess- und Rechenwerten beim Start einer Boeing B737-200 mit JT8D-Triebwerken
betrug 0,4 bzw. 0,6 dB(A).
Trotz der mangelhaften Modellierung der Flugzeuggeräusche für den Fall der Landung
erstrecken sich die Untersuchungen von Clarke [29] nicht nur auf Abflug-, sondern auch auf
Anflugverfahren. Bild 30 zeigt die untersuchten Anflugprofile.
• Beim Standard „Instrument Landing System“ (ILS)-approach wird nach Erreichen der
Zwischenanflughöhe von 2500 ft das Flugzeug für die Landung konfiguriert, wobei die
Fluggeschwindigkeit von 210 kt auf 140 kt sinkt. Danach beginnt der –3°-Sinkflug.
• Beim „vertically segmented approach” wird beginnend bei 6000 ft Flughöhe zunächst
ein steilerer Sinkflug eingeschlagen – in Bild 30b –5° – bevor in den –3°-Endanflug übergegangen
wird.
• Bei dem in Bild 30c gezeigten „3-deg decelerating approach” wird ausgehend von
6000 ft Flughöhe und einer Geschwindigkeit von 250 kt ein –3°-Flug eingeleitet, in dessen
Verlauf die Geschwindigkeit auf 135 kt reduziert wird.
Bild 31: Von Clarke [29] untersuchte vertikale Abflugprofile. a) Standard departure; b) ICAO
noise abatement procedure c) thrust cutback procedure.
41

Die NOISIM-Rechnungen ergaben für den „3-deg decelerating approach“ eine Reduzierung
der 60 dB(A)- und 70 dB(A)-Konturflächen des Maximalpegels gegenüber dem Standard
„ILS-approach“ um 57% und für den „vertically segmented approach“ von 55% bzw. 39%.
Angewendet auf die lokale Bevölkerungsverteilung in der Umgebung des New Yorker John-
F.-Kennedy-Flughafens ergibt sich daraus beispielsweise für den „3-deg decelerating approach“
eine Abnahme der von mehr als 60 dB(A) betroffenen Personen um 68% (JFK runway
13L, Boeing B373-200). Diese Ergebnisse müssen jedoch wegen der oben erwähnten inadäquaten
Modellierung der Flugzeuggeräusche bei der Landung mit großer Zurückhaltung
bewertet werden.
Die von Clarke [29] untersuchten Abflugprofile sind schematisch in Bild 31 dargestellt.
• Das Standardverfahren ist durch vollen Schub beim Start und eine Schubrücknahme
(„climb thrust“) ab 800 ft Flughöhe beim Steigflug gekennzeichnet. Oberhalb 800 ft beschleunigt
das Flugzeug auf 210 kt, und ab 3000 ft Flughöhe auf 250 kt.
• Beim ICAO Verfahren, mit dem die durch Fluglärm insgesamt beaufschlagte Fläche
reduziert werden soll, wird das Flugzeug bei vollem Schub auf 170 kt beschleunigt. Bei
1500 ft Flughöhe wird der Schub bei gleich bleibender Geschwindigkeit auf „climb
thrust“ reduziert, und ab 3000 ft Flughöhe beschleunigt das Flugzeug auf 250 kt.
• Bei der „thrust cutback procedure” beschleunigt das Flugzeug bei vollem Schub bis
170 kt bis bei 800 ft Flughöhe der Schub bei gleich bleibender Fluggeschwindigkeit auf
weniger als „climb thrust“ zurückgenommen wird. Ab 2000 ft wird der Schub auf „climb
thrust“ erhöht, und das Flugzeug beschleunigt auf 210 kt. Ab 3000 ft wird weiter auf
250 kt beschleunigt.
Bild 32 und Bild 33 zeigen, wie sich die mit NOISIM berechneten Größen der Fluglärmkonturen
in Abhängigkeit von der erreichten Flughöhe ändern, wenn statt des Standardverfahrens
die „ICAO noise abatement procedure” bzw. die „thrust cutback procedure” geflogen werden.
Das ICAO-Verfahren vergrößert bei den Flughöhen 2000 und 2500 ft die Flächen niedrigen
LA max-Pegels (60-70 dB(A)), verkleinert aber alle anderen abhängig von der Flughöhe zum
Teil deutlich. Leider wurden die prozentualen Flächenänderungen von Clarke [29] nicht angegeben.
Bild 32: Veränderung der Fläche der LA max-Konturen bei der „ICAO noise abatement procedure”
verglichen mit „Standard departure“ in Abhängigkeit von der erreichten Flughöhe
(nach Clarke [29]).
Beim „thrust cutback”-Verfahren“ werden die Flächen mit niedrigem LA max (60-70 dB(A)) bei
allen Flughöhen vergrößert, die Flächen mit Pegeln zwischen 70-80 dB(A) vergrößern sich
42

noch bei den beiden niedrigen Flughöhen, und eine durchgängige Flächenverringerung findet
sich nur bei den Konturen hohen Pegels.
Die Ergebnisse von Clarke [29] bestätigen die Erkenntnis der (späteren) LAnAb-Untersuchungen,
dass mit unterschiedlichen Startverfahren hauptsächlich eine Umverteilung des
Fluglärms bewirkt wird, eine Gesamtreduzierung aber schwierig ist. Aus diesem Grunde erscheinen
Optimierungen von Startverfahren nur dann sinnvoll, wenn man auch die lokale
Bevölkerungsverteilung in die Überlegung einbezieht. Derartige Untersuchungen wurden von
Clarke für den Fall des Logan Airport in Boston auch gemacht, werden aber hier nicht diskutiert.
Bild 33: Veränderung der Fläche der LA max-Konturen bei der „ thrust cutback procedure” verglichen
mit „Standard departure“ in Abhängigkeit von der erreichten Flughöhe (nach
Clarke [29]).
4.4.2 Einfluss der Wetterbedingungen auf die Abflugbahnen von Verkehrsflugzeugen und
die daraus resultierende Geräuschimmission
Meteorologische Einflüsse, sprich das Wetter, beeinflussen sowohl die Flugbahn startender
oder landender Flugzeuge als auch die Schallausbreitung vom Flugzeug zum Boden. Huber,
Clarke & Maloney [31] untersuchten am Beispiel des Logan Airports in Boston, inwieweit
diese Einflüsse genutzt werden können, um Flugtrajektorien so zu verändern, dass eine geringere
Geräuschimmission in der Nachbarschaft des Flughafens erzielt werden kann.
Grundlage dieser Betrachtungen ist das schon in Abschnitt 4.4.1 beschriebene Simulationsmodell
NOISIM in einer weiterentwickelten Version, dessen Blockstruktur in Bild 34 dargestellt
ist. Eingangsdaten der Rechnung sind die Wetterdaten und entweder die vom Flugzeug
angewendete Flugprozedur, aus der die Flugtrajektorie mit Hilfe des „Aircraft Performance
Modul“ berechnet wird, oder die tatsächlich geflogene und beispielsweise über Radardaten
bestimmte Trajektorie.
Die Geräuschemission des Flugzeugs wird durch Terzspektren und polare Richtcharakteristiken
beschrieben, die aus Überflugmessungen mit einer Boeing B767 ermittelt wurden. Die
dabei verwendete Messanordnung mit vertikalen Mikrofonanordnungen, die von Kränen
gehalten wurden, ist in Bild 35 abgebildet. Auf diese Weise sollte die Richtcharakteristik des
vom Flugzeug abgestrahlten Schalls erfasst werden. Inwieweit dabei die Flugzeugkonfiguration
(Triebwerksleistung, Klappenstellungen, Fahrwerke) variiert wurde, wurde von Huber,
Clarke & Maloney [31] nicht mitgeteilt.
43

Die Schallausbreitung vom Flugzeug zum Boden wird mit einem „Ray Tracing“-Verfahren
beschrieben, dass sowohl die vertikalen Wind- und Temperaturprofile, die atmosphärische
Schallabsorption, als auch Bodeneffekte (Mehrfach-Schallreflexionen und Dämpfung) beinhaltet.
Schallbrechungseffekte werden ebenfalls berücksichtigt.
Bild 34: Blockstruktur des Simulationsmoduls NOISIM (nach Huber, Clarke & Maloney [31]).
Bild 35: Überfluggeräuschmessungen an einer Boeing B767 mit vertikalen Mikrofonanordnungen
(nach Huber, Clarke & Maloney [31]).
44

Bild 36: Vergleich von Standardabflugverfahren (links) und modifiziertem Abflugverfahren
(rechts) von Logan Airport Boston und resultierende Fluglärmkonturen (untere Diagramme)
nach Huber, Clarke & Maloney [31].
Die Genauigkeit der akustischen Voraussagen wurde durch Vergleich mit Messergebnissen
von vier Geräuschüberwachungsmessstellen des Flughafens überprüft, wobei über alle Geräuschpegel
für die in vier Tagen geflogenen Flugtrajektorien gemittelt wurde. Die Abweichungen
zwischen Voraussage und Messung lag zwischen 0 und +2,9 dB(A) beim Abewerteten
Pegel und zwischen −0,6 und +1,1 dB beim Sound Exposure Level (SEL).
45

Um den Wettereinfluss auf die Geräuschimmission zu quantifizieren, wurden zunächst mit
Hilfe von NOISIM Fluglärmkonturen für tatsächlich geflogene Flugtrajektorien berechnet und
zwar für Wetterlagen, die einmal für den Sommer und einmal für den Winter repräsentativ
sind. Die dabei gefundenen Unterschiede waren aber nicht so sehr auf die unterschiedlichen
Schallausbreitungsbedingungen im Sommer und im Winter zurückzuführen, sondern vornehmlich
auf das bessere Steigvermögen der Flugzeuge bei den im letzteren Falle vorherrschenden
Wind- und Temperaturverhältnissen.
Die meteorologischen Bedingungen im Winter ließen sogar eine horizontal veränderte Flugroute
möglich erscheinen, bei der das Überfliegen der Halbinsel Nahant nördlich des Flughafens
vermieden wird, siehe die Darstellungen in den oberen beiden Diagrammen von Bild 36.
Die für das Standard- und das modifizierte Abflugverfahren berechneten Fluglärmkonturen in
den beiden unteren Diagrammen zeigen deutliche Verschiebungen der Flächen hoher Fluglärmbelastung
von dicht besiedelten Landflächen hin zum Wasser. Tabelle 7 zeigt wie dadurch
die Zahl der von Fluglärm betroffenen Personen reduziert wird. Grundlage dieser Ergebnisse
ist die vom United States Census Bureau (USCB) bereitgestellte lokale Bevölkerungsdichteverteilung.
Huber, Clarke & Malony [31] betonen, dass der von ihnen nachgewiesene Einfluss des Wetters
auf die Fluglärmkonturen in erster Linie auf die veränderten Flugbahnen zurückzuführen
ist und nicht auf Effekte der Schallausbreitung. Insofern besteht hier kein Widerspruch zu
den in Abschnitt 4.2.4.6 zitierten LAnAb-Ergebnissen. Veränderte Schallausbreitungsbedingungen
können die Fluglärmkonturen zusätzlich verschieben, sowohl in Richtung einer weiteren
Immissionsminderung, als auch im Sinne einer Abschwächung des durch Routenverlagerung
erreichten Erfolges.
Tabelle 7:
Zahl der von Fluglärm verschiedener Pegelbereiche betroffenen Personen für das Standardund
das modifzierte „Winter“-Abflugverfahren am Logan Airport in Boston USA
(nach Huber, Clarke & Malony [31]).
Bereich des Sound Exposure Level (SEL) in dB(A)
60 < 70 70 < 80 80 < 90 90 < 100 >100
Standardabflugverfahren 405.887 235,083 43.825 5.764 192
Modifiziertes Ablugverfahren 293.745 94.574 18.882 5.320 143
Änderung -28% -60% -57% -8% -26%
Die Ergebnisse von Huber, Clarke & Malony [31] zeigen das in wetterabhängigen Flugrouten
liegende Geräuschminderungspotenzial für einen besonders drastischen Fall, den Flughafen
Boston im Sommer und im Winter, wo Flächen hoher Fluglärmbelastung vom Land auf das
Meer verschoben werden können. Bei den deutschen Verkehrsflughäfen, die mehrheitlich
nicht an der Küste, sondern im Landesinneren liegen, ist das zu erwartende Geräuschminderungspotenzial
deutlich niedriger einzuschätzen.
46

4.4.3 Untersuchung von CDA-Verfahren für den Louisville International Airport
Clarke u.a. [32] beschreiben eine Untersuchung zur Entwicklung und Überprüfung eines
Continuous Descent Approach Verfahrens speziell für den Louisville International Airport, die
vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) geleitet und an deren Durchführung die
folgenden weiteren Partner beteiligt waren: The Boeing Company, Federal Aviation Administration
(FAA), NASA Ames Research Center, Regional Airport Authority (RAA) of Louisville
and Jefferson County und United Parcel Service (UPS).
Louisville International Airport ist ein großes Drehkreuz des Frachtfliegers UPS mit einem
hohen Nachtfluganteil mit etwa 90 großen Frachtflugzeugen und Betrieb zwischen 22:00 und
6:00 Uhr an typischen Wochentagen. Ein besonderes Lärmproblem ist in der Ortschaft
Floyds Knobs nordwestlich vom Flughafen gegeben, die zum Einen direkt unter dem Anflugpfad
liegt und zum Anderen um 850 ft (ca. 260 m) höher liegt als der Flughafen und damit
wegen des geringeren Höhenabstands zu den anfliegenden Flugzeugen unter hohen Immissionspegeln
leidet.
Bild 37 zeigt die von Clarke u.a. [32] betrachteten Anflugprofile. Die Kreuze auf der Abszisse
markieren die horizontalen Wegpunkte („waypoints“) der Anflugbahn. Die oben genannte
Ortschaft Floyds Knobs liegt nahe dem Wegpunkt WOODI. Das konventionelle Anflugverfahren
ist durch einen −3°-Sinkflug (3 FPA, Flight Path Angle) von 11.000 ft bis 3000 ft, eine
Zwischenanflughöhe von 3000 ft und einen −3°-Endanflug (3 GS, glide slope) gekennzeichnet.
Bei den drei CDA-Verfahren wird das Flugzeug länger auf der Flughöhe von 7000 ft
gehalten, bevor der Sinkflug eingeleitet wird. Die drei Flugwinkel betragen −2,5°, −2° und
−3°, der Endanflug erfolgt bei allen CDA-Verfahren mit einem Winkel von −3°.
Man beachte, dass beim Überfliegen der Ortschaft Floyds Knobs die Höhendifferenz zwischen
dem konventionellen und den CDA-Verfahren ca. 2000 - 2500 ft (609 - 762 m) beträgt.
Dies ist einer der beiden Gründe für die erwarteten niedrigeren Immissionspegel bei den
CDA-Verfahren. Der zweite Grund liegt in den unterschiedlichen Triebwerksleistungen beim
Horizontalflugsegment des konventionellen Verfahrens und beim Sinkflug der CDA-
Verfahren.
Distance to Runway Threshold (NM)
Bild 37: Von Clarke u.a. [32] betrachtete Anflugprofile für den Louisville International Airport
(MSL = main sea level; FPA = flight path angle; GS = glide slope).
47

Eine Abschätzung der Triebwerksleistungen beim Überfliegen des Wegpunkts WOODI und
darauf basierend der maximalen A-bewerteten Immissionspegel an diesem Ort zeigte Unterschiede
von fast 8 dB(A) zwischen dem konventionellen und den drei anderen Verfahren, die
Abweichungen zwischen den drei CDA-Verfahren betrugen aber nur maximal 1,8 dB, mit
dem niedrigsten Wert für den steilsten Anflug mit −3° Flugwinkel. Aus im Wesentlichen flugmechanischen
Gründen wurde das CDA-Verfahren mit −2° Flugwinkel (2 FPA/3 GS CDA) für
die weiteren Untersuchungen, insbesondere für die im Folgenden beschriebenen Flugtests
ausgewählt. Allerdings wurde auf das in Bild 37 gezeigte Zwischensegment mit 7000 ft konstanter
Flughöhe verzichtet, d.h. der −2°-Sinkflug wurde bereits in 11.000 ft Höhe eingeleitet.
Für die experimentellen Untersuchungen wurden Boeing Flugzeuge des Typs B767-300
ausgewählt, die von UPS vielfach in Louisville eingesetzt werden. Die zweiwöchigen Flugtests
im Oktober/November 2002 wurden in den laufenden Betrieb sowohl der Firma UPS,
als auch des Flughafens Louisville integriert. Vorbereitet wurden diese Messungen durch
extensive Simulatoruntersuchungen, in denen detaillierte Anflugprozedere für das konventionelle
und das CDA-Verfahren erarbeitet wurden.
Die entsprechend vorbereiteten Piloten von vier bis fünf ausgewählten B767-Flugzeugen mit
dem Flugziel Louisville International Airport wurden beim Start an der Westküste der USA
darüber informiert, dass ihr Flugzeug für einen akustischen Flugtest ausgewählt wurde. Über
das Aircraft Communication and Recording System wurde ihnen später weiter mitgeteilt,
welches Anflugverfahren – konventionell oder CDA – anzuwenden sei.
Bild 38 zeigt einen Vergleich der A-bewerteten Maximalpegel für das konventionelle und das
ausgewählte CDA-Verfahren. Aufgetragen sind die über mehrere Versuchstage gemittelten
Mittelwerte und die zugehörigen Standardabweichungen für insgesamt sieben Messstellen
nahe dem Wegpunkt WOODI bzw. der Ortschaft Floyds Knobs. Der Abstand der Messstellen
zum Flughafen betrug 14 - 18 NM. Die Pegelunterschiede zwischen konventionellem und
CDA-Verfahren liegen abhängig von der Messstelle zwischen 3,9 und 6,5 dB(A).
Bild 38: A-bewertete Maximalpegel an sieben Fluglärmmessstellen im Anflugbereich des
Louisville International Airport (Wegpunkt WOODI, Ortschaft Floyds Knobs) für das
konventionelle und das 2FPA/3GS CDA-Verfahren (nach Clarke u.a. [32]).
Um abschätzen zu können, wie sich die Fluglärmkonturen für die gesamte Flughafenumgebung
verändern würden, wenn alle Flugzeuge das ausgewählte CDA-Verfahren statt des
konventionellen fliegen würden, wurden mit Hilfe des FAA Integrated Noise Models (INM
Version 6.0c) und unter Anwendung der im Jahre 1999 erhobenen Daten für den Flugver-
48

kehr am Louisville Airport die Day-Night Noise Levels 1 berechnet. Bild 39 zeigt die DNL-
Konturen für die beiden betrachteten Anflugverfahren mit deutlichen Pegelminderungen für
das CDA-Verfahren besonders im Norden des Flughafens.
Clarke u.a. [32] geben an, dass die Zahl der insgesamt von DNL-Pegeln zwischen 50 und
60 dB betroffenen Anwohner um mehr als 12.000 reduziert wurde, das entspricht 3%.
Eine erneute kritische Anmerkung zu der Berechnung der DNL-Pegel mit Hilfe des INM ist,
dass dieses Rechenverfahren die bei Landeanflügen den Gesamtpegel deutlich mitbestimmenden
Umströmungsgeräusche der Fahrwerke und Hochauftriebshilfen nicht enthält und
deshalb das Flugzeuggeräusch bei der Landung nicht adäquat beschreibt. Mit entsprechender
Zurückhaltung sind die daraus resultierenden Ergebnisse zu beurteilen.
Bild 39: Mit NOISIM und ISN berechnete Fluglärmkonturen am Louisville International Airport
für das konventionelle Anflugverfahren (links) und das 2FPA/3GS CDA-
Verfahren (nach Clarke u.a. [32]).
1 Der Day-Night Average Sound Level wird aus dem über 24 Stunden gemittelten A-bewerteten äquivalenten
Dauerschallpegel gebildet, wobei die Pegelwerte zwischen 22:00 und 7:00 Uhr mit einem Aufschlag von 10 dB
versehen werden.
49

4.4.4 Untersuchungen zu Flugmanagementsystemen
Wie aus den vorangegangenen Diskussionen hervorgeht, haben akustisch optimierte Anund
Abflüge ein deutliches Geräuschminderungspotenzial, auf der anderen Seite besteht
speziell bei den CDA-Verfahren das Risiko, dass die Flughafenkapazität reduziert wird. In
dem deutschen LAnAb-Projekt konnte gezeigt werden, dass dies durch ein verbessertes 4Dfähiges
Flugmanagementsystem vermieden werden kann, siehe Abschnitt 4.2.4.2.
In den USA konzentrieren sich die Arbeiten zu den „Noise Abatement Procedures“ in den
letzten Jahren darauf, insbesondere die akustisch vorteilhaften Anflugverfahren durch entsprechende
Unterstützung der Piloten unter realistischen Verkehrs- und Wetterbedingungen
praktisch durchführbar zu machen. Eine detaillierte Diskussion dieser Untersuchungen würde
den Rahmen des vorliegenden Projekts sprengen, deshalb soll nur auf eine Reihe neuerer
Arbeiten zu diesem Thema hingewiesen werden: Schippers u.a. [33], de Prins u.a. [34],
de Gaay Fortman u.a. [35] und Tan Ho u.a. [36], [37].
4.5 Weiterentwicklung von Geräuschprognoseverfahren
Schon zu Beginn des vorliegenden Kapitels (Abschnitt 4.2.1) wurde darauf hingewiesen,
dass eine rein experimentelle Entwicklung und Erprobung neuer An- und Abflugverfahren
nicht aussichtsreich erscheint, weil die Zahl der zu vermessenden Flugzeuge und Flugzeugkonfigurationen
zu groß ist und auch die Reproduzierbarkeit der Versuchsbedingungen bei
den notwendigen Überflugmessungen wegen der wetterbedingten Änderungen nicht gegeben
ist. Aus diesem Grund wurde in allen bisher besprochenen Untersuchungen auf Simulationsprogramme
zurückgegriffen, um leisere Verfahren zu finden und die damit verbundenen
Geräuschminderungspotenziale zu bewerten.
Das im deutschen Verbundprojekt LAnAb weiterentwickelte DLR-Programm SIMUL unterscheidet
zwischen den einzelnen Schallquellen von Verkehrsflugzeugen, speziell den Triebwerksgeräuschen
und den bei der Umströmung der Hochauftriebhilfen und Fahrwerke entstehenden
Geräuschen, und bietet deshalb konzeptionell eine gute Grundlage für die Entwicklung
von lärmoptimierten Verfahren. Die dafür zur Verfügung stehende Datenbasis ist
aber noch auf den zweimotorigen Flugzeugtyp Airbus A319 beschränkt, die zwar mit großer
Berechtigung auf die gesamte A319/A320-Familie übertragen werden kann, aber dringend
auf andere Flugzeugtypen auch von anderen Herstellern erweitert werden muss, siehe die in
Abschnitt 4.2.7 beschriebenen Überlegungen.
Das in den europäischen Untersuchungen (Abschnitt 4.3) verwendete NLCP-Programm des
Flugzeugherstellers Airbus steht der Allgemeinheit nicht zur Verfügung und kann deshalb
nicht für unabhängige Forschungsarbeiten eingesetzt werden. Es ist auch nicht bekannt, in
welchem Detail und mit welcher Genauigkeit die einzelnen aerodynamischen Schallquellen
modelliert worden sind.
In den amerikanischen Untersuchungen wurde entweder das ANOPP der NASA oder das
INM der FAA verwendet, Die NASA unternimmt aber derzeit Anstrengungen, ihre Fähigkeiten
zur Voraussage von Flugzeuggeräuschen zunächst zu sichten und zu bewerten, um darauf
aufbauend eine deutliche Verbesserung der Voraussagequalität zu erreichen, siehe beispielsweise
die auf der diesjährigen AIAA/CEAS-Aeroacoustic Conference vorgestellten Beiträge
von Dahl [38], Bridges u.a. [39] und Envia u.a. [40].
50

5 Lärmminderungspotenziale von akustisch optimierten
An- und Abflugverfahren und von Nachrüstmaßnahmen
5.1 Hintergrund und Vorgehensweise
Im vorliegenden Abschnitt sollen in einem ersten Schritt die möglichen Potenziale von akustisch
optimierten An- und Abflugverfahren abgeschätzt werden. Grundlegendes hierzu wurde
schon in den vorangegangenen Kapiteln erläutert.
In einem zweiten Schritt soll dann dargestellt werden, um wieviel technische Nachrüstmaßnahmen
am Triebwerk und an Hochauftriebshilfen und Fahrgestellen zu einer zusätzlichen
Lärmminderung beitragen können. Welcher Art diese Maßnahmen sein können, ist in zusammenfassender
Weise in dem Abschlussbericht des vom BMVBS geförderten Vorhabens
„Bewertung des Standes der Technik in der Lärmreduktionstechnologie für Verkehrsflugzeuge“
[2] dargestellt.
Ein Vergleich von unterschiedlichen An- und Abflugverfahren ist prinzipiell nur praktisch, also
durch Überflugversuche mit begleitenden Schallmessungen, zu realisieren. Allerdings sind
solche Versuche nur mit sehr hohem personellen und finanziellen Aufwand und daher bestenfalls
in Einzelfällen zu realisieren. Ein Beispiel hierfür ist die im Rahmen des Projekts
LAnAb durchgeführte Vermessung des A319 [24]. Beim Einfluss von technischen Nachrüstmaßnahmen
ist eine messtechnische Überprüfung mit noch wesentlich höherem Aufwand
verbunden, da derartige Maßnahmen vor einem praktischen Einsatz von den Luftfahrtbehörden
zugelassen werden müssen.
Aus diesem Grunde ist man bei solchen vergleichenden Untersuchungen auf Fluglärmberechnungsverfahren
angewiesen. Diese müssen allerdings gewissen Randbedingungen genügen.
Insbesondere die Modellierung der Effekte einzelner Nachrüstmaßnahmen erfordert,
dass das entsprechende Modell in der Lage ist, diese Effekte aufzulösen und separat zu
modellieren (also z.B. den Einfluss des Fahrgestells auf die Gesamtschallabstrahlung). Der
Großteil der in der Praxis benutzten Fluglärmberechnungsverfahren ist dazu nicht in der Lage
– diese Modelle sind dazu konzipiert, Berechnungen für komplexe Flugbetriebsszenarien
mit vielen unterschiedlichen Flugzeugmustern durchzuführen. Dabei wird das Flugzeug als
eine einzige Schallquelle behandelt, d.h. die Effekte der einzelnen Schallerzeugungsmechanismen
werden zusammengefasst.
Rechenverfahren, die einzelne Teilschallquellen modellieren können, werden z.B. von den
Flugzeugherstellern für interne Zwecke benutzt und für Forschungszwecke nicht frei zur Verfügung
gestellt. Dies führte letztendlich zu der Notwendigkeit, eigene Rechenmodelle auf
Teilschallquellenbasis für wissenschaftliche Zwecke zu entwickeln. Hierunter fällt das DLR-
Modell SIMUL, auf das in den nachfolgenden Untersuchungen zurückgegriffen wird. Eine
Beschreibung dieses Modells findet sich u.a. im Abschlussbericht zu den LAnAb-
Einzelaufgaben 1624-1626 [15].
Da die Datenbasis des SIMUL-Modells z.Z. nur für den A319/A320 über ausreichende Quellmodelle
verfügt, werden die Lärmminderungspotenziale von optimierten operationellen Verfahren
sowie von Nachrüstmaßnahmen exemplarisch für dieses Flugzeugmuster anhand von
Einzelflugsimulationen untersucht. Dabei wird im Wesentlichen auf die Ergebnisse des Projekts
LAnAb zurückgegriffen, da hier eine Vermessung dieses Flugzeugs unter kontrollierten
Bedingungen stattgefunden hat.
Der A319 repräsentiert ein typisches 2-motoriges Flugzeug der Gewichtskategorie von etwa
50 bis 120 Tonnen, die in der deutschen „Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen
– AzB“ [41] durch die Gruppe S5.2 repräsentiert wird. Darunter fallen vor allem die
Muster A320/321, B737, B757. Diese Flugzeuggruppe dominiert zahlenmäßig den zivilen
Luftverkehr und bei Verkehrsflughäfen ohne oder mit wenig Langstreckenverkehr auch die
Lärmbelastung. Insofern sollten die Ergebnisse der Modellrechnungen für dieses Flugzeug-
51

muster auf kleinere und mittelgroße Flughäfen übertragbar sein.
Bei Flughäfen mit Langstreckenverkehr liefern demgegenüber auch schwerere Flugzeuge
maßgebliche Beiträge zum Gesamtlärm. Hier ist die B747 als dominierender Vertreter zu
nennen. Die für dieses Flugzeug verfügbaren Daten zum Umströmungslärm sind allerdings
nicht ausreichend, um Untersuchungen zu Anflugverfahren mit dem SIMUL-Programm
durchzuführen. Für den Vergleich von Abflugverfahren, bei denen Umströmungslärm keine
Rolle spielt, sind die Anforderungen an ein Berechnungsverfahren jedoch vergleichsweise
gering. Hier kann auch auf konventionelle Verfahren wie die AzB [41] oder das INM [42] zurückgegriffen
werden. Entsprechend werden im vorliegenden Kapitel für die B747-400 mit
dem AzB-Verfahren verschiedene Abflugverfahren untersucht.
Im Kapitel 6 wird dann versucht, auf der Basis der für den A319 erhaltenen Resultate abzuschätzen,
wie sich optimierte Flugverfahren und Nachrüstmaßnahmen auf die Lärmimmission
bei einem komplexen Flugbetrieb auswirken. Dazu wird ein generisches, aber realitätsnahes
Szenario untersucht.
Anmerkung: Die im Folgenden vorgestellten An- und Abflugverfahren für den A320 unterscheiden
sich von den in LAnAb untersuchten Verfahren zum Teil. Zum einen waren letztere
speziell auf Parchim zugeschnitten, zum anderen wurden an den im Folgenden untersuchten
Verfahren noch weitere Optimierungen vorgenommen. Außerdem wurde bei den hier beschriebenen
Immissionsberechnungen eine verbesserte Version des in SIMUL implementierten
Umströmungslärmmodells verwendet.
Auch die Untersuchungen für die B747 sind nicht mit den in LAnAb durchgeführten vergleichbar
[21]. Für die vorliegende Untersuchung konnten die flugmechanischen Rechnungen
mit einem vom Hersteller entwickelten Rechenprogramm (Boeing Climbout Program)
durchgeführt werden, während im Rahmen von LAnAb nur auf das Integrated Noise Model
zurückgegriffen werden konnte [21]. Die im INM definierten Standardprofile sind allerdings
nicht repräsentativ für die deutsche Praxis. Insofern sind die in der vorliegenden Untersuchung
erfolgten Berechnungen für die B747 als wesentlich belastbarer einzustufen als die im
Rahmen des Projekts LAnAb durchgeführten INM-Rechnungen [21].
5.2 Lärmoptimierte Anflugverfahren für den Airbus A319
Untersucht wurden für den Airbus A319 vier unterschiedliche Anflugverfahren. Diese wurden
schon im Kapitel 3 beschrieben und sind in Tabelle 8 noch einmal zusammengefasst:
Tabelle 8:
Untersuchte Anflugverfahren
Abkürzung Bezeichnung
LDLP Low-Drag-Low-Power-Approach (Referenzverfahren)
CDA Continuous-Descent-Approach
SLDLP Optimierter Low-Drag-Low-Power-Approach mit steilem Endanflug
SCDA Segmented-Continuous-Descent-Approach
Der „Low-Drag-Low-Power“-Approach ist das in Deutschland als Standard verwendete Verfahren.
Die anderen drei Verfahren wurden ausführlich im LAnAb-Vorhaben untersucht und
im Rahmen einer Überflugkampagne am Flughafen Parchim auch vermessen [24].
Bild 40 zeigt die Verläufe der Flughöhe H, der Fluggeschwindigkeit V, der Triebwerksleistung
(ausgedrückt als Rotorspeed N1) sowie der aerodynamischen Konfiguration (also Klappenstellung
und Fahrwerksposition) längs der Bahntrajektorie. Die entsprechenden Daten
stammen aus einer flugmechanischen Simulation, die am DLR-Institut für Flugsystemtechnik
durchgeführt wurde.
52

H [m]
V [m/s]
N 1 [%]
Konfiguration
2500
2000
1500
1000
500
0
160
140
120
100
80
60
70
60
50
40
30
20
5
4
3
2
1
Klappenstellung
Fahrgestell aus
LDLP CDA
LDLP CDA
0
50 40 30 20 10 0
Entfernung von Landeschwelle [km]
53
SCDA
SCDA
LDLP CDA
LDLP CDA
LDLP CDA
SLDLP
SDLP
SCDA
SCDA
SCDA
SLDLP
SLDLP
SLDLP
Bild 40: Verlauf von Flughöhe H, Geschwindigkeit V, Triebwerksdrehzahl N1 und aerodynamischer
Konfiguration für den A319 bei den vier untersuchten Anflugverfahren.

Auf der Basis dieser Trajektorien wurden verschiedene Immissionsberechnungen mit dem
DLR-Modell SIMUL durchgeführt, deren Ergebnisse in Bild 41 bis Bild 42 zusammengefasst
sind. Als Immissionparameter wurden der A-bewertete Maximalschallpegel LA,max sowie der
Sound Exposure Level SEL herangezogen. Der SEL – häufig auch als A-bewerteter Einzelereignispegel
LAX oder A-bewerteter Schalldruckexpositionspegel LpAE bezeichnet – berechnet
sich durch Integration des A-bewerteten Schalldrucks pA(t) über die Zeitspanne, in der
das Geräusch als solches erkennbar ist, mindestens jedoch über die Zeitspanne t10, in der
der Schalldruckpegel des Geräusches höchstens 10 dB unter dem Maximalschallpegel liegt:
⎛ 1 pA(
t)²
⎞
SEL = 10 lg
⎜ ∫ dt dB
0 0²
⎟
(5.1)
⎝ t p ⎠
Dabei ist t0= 1 s eine Normierungszeit und p0 = 2×10 -5 Pa der Bezugsschalldruck.
Der SEL ist die Grundgröße, aus der sich der energieäquivalente Dauerschallpegel LAeq bestimmt:
0
/ 10
Aeq 10 lg 10
⎟
dB
1
⎟
⎛ t ⋅ g N ⎞
⎜
SEL
L =
⎜
⋅
i ∑
⎝ T
(5.2)
i = ⎠
Dabei ist T die Erhebungszeit, über die der LAeq gebildet wird (in der Regel 6 Monate oder
1 Jahr) und g ein Gewichtsfaktor, der von der jeweiligen Beurteilungszeit (also z.B. Tagesoder
Nachtperiode) abhängt. Die Summation erstreckt sich über alle N Geräusche, die innerhalb
der Erhebungszeit in die jeweilige Beurteilungszeit fallen. SELi ist dabei der Sound
Exposure Level des i-ten Fluggeräusches.
Bild 41 zeigt für die vier verschiedenen Anflugverfahren den berechneten Verlauf des Abewerten
Maximalschallpegels LA,max und des SEL direkt unter der Flugbahn. Die Berechnungen
wurden jeweils für atmospärische Referenzbedingungen (15°C und 70% relative
Feuchte) durchgeführt. Ein Windeinfluss wurde nicht berücksichtigt. Die Berücksichtigung
der bodennahen Schallausbreitung erfolgte nach dem AzB-Verfahren [41]. Die Immissionswerte
wurden in einer Schrittweite von 250 m ermittelt. Die Verzögerungsvorgänge auf der
Landebahn wurden in die Betrachtung nicht einbezogen.
In den unterschiedlichen Phasen des Anflugs kommen verschiedene Mechanismen zum
Tragen, die die Schallemission beeinflussen (siehe Bild 40).
• Im Nahbereich bis etwa 10 km Abstand von der Schwelle zeigen sich nur geringe Unterschiede
in Flughöhe- und Geschwindigkeit. Hier wirken sich primär Schub- und Konfigurationsänderungen
aus.
• Im Bereich von 10 bis 20 km unterscheiden sich die Verfahren im Schub nahezu nicht.
Die Differenzen in Höhe und Geschwindigkeit nehmen zu. Maßgebliche Unterschiede
bestehen vor allem im Durchfahren der unterschiedlichen Konfigurationsstufen von 0
(alle Klappen eingefahren) bis 4 (Klappen voll ausgefahren) und damit im Umströmungslärm.
• Im Bereich von 20 bis 30 km zeigen sich die größten Pegelunterschiede, da sowohl
Schub als auch Höhe und Geschwindigkeit unterschiedlich verlaufen.
• Für Entfernungen über 30 km, bei denen die Klappen eingefahren sind (Config 0 bzw.
Clean Configuration) nehmen die Pegelunterschiede dann wieder ab.
54

SEL [dB] L A,max [dB]
100
90
80
70
60
50
100
90
80
70
LDLP CDA SCDA SLDLP
LDLP CDA SCDA SLDLP
60
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
Abstand von Landeschwelle [km]
Bild 41: Mit SIMUL berechneter Verlauf des LA,max und des SEL unter der Flugbahn für den
A319 bei den vier unterschiedlichen Anflugverfahren.
ΔSEL re LDLP [dB] ΔL A,max,re LDLP [dB]
5
0
-5
-10
-15
5
0
-5
-10
-15
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
Abstand von Landeschwelle [km]
55
CDA SCDA SLDLP
CDA SCDA SLDLP
Bild 42: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL unter der Flugbahn des
A319 zwischen den drei alternativen Anflugverfahren und dem Referenzverfahren
LDLP.

Bild 42 zeigt die auf das Referenzverfahren LDLP bezogenen Pegeldifferenzen für die drei
alternativen Verfahren in einer dem Bild 41 entsprechenden Darstellung. Hier zeigt sich,
dass die Alternativverfahren fast durchweg niedrigere Pegelwerte liefern als der LDLP-
Anflug. Ausnahme bildet nur der Continuous Descent Approach CDA im Bereich von etwa 10
bis 25 km vor der Schwelle. Oberhalb von etwa 45 km liefert der LDLP allerdings die geringsten
Immissionswerte, da die anderen Verfahren hier eine höhere Triebwerksleistung erfordern.
Die in Bild 42 dargestellten Rechenergebnisse legen nahe, dass als lärmoptimiertes Anflugverfahren
entweder der Segmented-Continuous-Descent-Approach (SCDA) oder der optimierte
Low-Drag-Low-Power-Approach mit steilem Endanflug (SLDLP) in Betracht zu ziehen
sind. Das deckt sich mit den Ergebnissen der in Parchim am A319 durchgeführten Messkampagne
[4]. Aus diesem Grund wurde in den folgenden Untersuchungen der CDA nicht
mehr mit berücksichtigt.
Bild 43 und Bild 44 erweitern die unter der Flugbahn gewonnenen Resultate auf eine flächendeckende
Untersuchung. Dazu wurden die Immissionswerte in einem Gitter mit quadratischen
Maschen einer Weite von 125 m berechnet und ausgewertet. Dabei wurde – abweichend
von Bild 40 bis Bild 42 – nur ein Bereich bis zu 30 km vor der Landeschwelle abgedeckt.
Senkrecht zur Flugbahn hatte das Rechengitter eine Ausdehnung von 5 km in beiden
Richtungen. Diese Wahl umfasst den Bereich, in dem in der Praxis die für eine Lärmbeurteilung
relevanten Lärmkonturen auch für große Flughäfen liegen.
LDLP SCDA SLDLP
3.5 km
30 25 20 15 10 5
0
Abstand von Landeschwelle [km]
56
L A,max = 50, 60, 70 dB
SEL = 65, 75, 85 dB
Bild 43: Mit SIMUL berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für den A319. Verglichen
sind die Anflugverfahren LDLP, SCDA und SLDLP.
Bild 43 zeigt für die drei verbleibenden Verfahren Konturen des A-bewerteten Maximalpegels
mit den Werten 50, 60 und 70 dB sowie SEL-Konturen mit den Werten 65, 75 und 85 dB.
Bild 44 zeigt für beide Pegelgrößen einen Vergleich, bei dem die Differenz zwischen SLDLP
bzw. SCDA und dem LDLP als Standardverfahren durch Farbcodierung dargestellt ist. Zur
Orientierung sind jeweils die entsprechenden Isolinien für die Alternativverfahren eingetragen.
Beiden Bildern kann man entnehmen, dass die in Bild 41 und Bild 42 dargestellten Pegeldifferenzen
direkt unter der Flugbahn nicht repräsentativ für eine flächige Betrachtung sind.

Tendenziell nehmen die Differenzen vom Betrag her nach außen hin ab und wechseln z.T.
für größere seitliche Abstände dann auch das Vorzeichen. Dieser Effekt ist bei den Maximalpegeln
stärker ausgeprägt als beim Sound Exposure Level.
LSCDA - LLDLP = -9 -6 -3 0 3 dB
3.5 km
LSLDLP - LLDLP = -9 -6 -3 0 3 dB
3.5 km
57
L A,max,SCDA = 55, 60, 65, 70, 75 dB
SEL SCDA = 65, 70, 75, 80, 85 dB
L A,max,SLDLP = 55, 60, 65, 70, 75 dB
SEL SLDLP = 65, 70, 75, 80, 85 dB
30 25 20 15 10 5
0
Abstand von Landeschwelle [km]
Bild 44: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen dem SLDLP-
bzw. dem SCDA-Verfahren und dem Referenzverfahren LDLP für den A319. Eingetragen
sind zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für den SLDLP- bzw.
den SCDA-Anflug.
Ein Vergleich von SLDLP und SCDA mit dem Standardanflug LDLP auf der Grundlage von
Bild 44 ergibt folgendes:
• Beide Verfahren zeigen den größten positiven Effekt im Bereich von etwa 25-30 km
Abstand von der Landeschwelle – also in dem Bereich, in dem beim LDLP die Schuberhöhung
beim Übergang auf das Horizontalflugsegment auftritt (siehe Bild 40). Die
Lage dieses Übergangs hängt aber sowohl von der Zwischenanflughöhe als auch von
der Länge des Zwischenanflugsegments ab.

• Im Bereich bis etwa 10 km wäre der SLDLP das vorzuziehende Verfahren, da er
durchgängig bis zum Aufsetzpunkt niedrigere Immissionswerte liefert.
• Im Bereich von etwa 10-25 km liefert der SCDA direkt unter der Flugbahn zwar niedrigere
Immissionswerte als der SLDLP (was auf das Höhenprofil zurückzuführen ist), mit
zunehmendem seitlichen Abstand kehrt sich dieser Effekt aber um, so dass für größere
seitliche Abstände, bei denen Bodendämpfungseffekte eine Rolle spielen, beide Verfahren
sogar lauter sind als der LDLP.
Insgesamt scheint – auf die Fläche bezogen – der SLDLP das günstigere Verfahren zu sein.
Der SCDA bietet Vorteile direkt unter der Flugbahn und im Bereich des Anschnittpunktes mit
dem Zwischenanflugsegment. Hier ist aber anzumerken, dass beide Low-Drag-Low-Power-
Verfahren für eine Zwischenanflughöhe von 3000 ft über Schwelle ermittelt wurden. Bei einer
Erhöhung der Zwischenanflughöhe (4000 ft werden an vielen Flughäfen schon praktiziert)
würde sich der Anschnittpunkt mit dem Gleitpfad zu größeren Entfernungen verlagern.
5.3 Lärmoptimierte Abflugverfahren
5.3.1 Untersuchungen für den A319
Auch für den Abflug wurden vier Abflugprozeduren (d.h. Kombinationen aus Abflugverfahren
und Leistungssetzung) ausgewählt, die im Kapitel 3 für den A319 schon beschrieben wurden,
in der Tabelle 9 aber noch einmal zusammengestellt sind:
Tabelle 9:
Untersuchte Abflugverfahren
Prozedur Bezeichnung
MATA-FLEX modifiziertes ATA-Verfahren mit reduzierter Startleistung (Referenzverfahren)
ICAO-FLEX ICAO-A-Verfahren (Steilstart) mit reduzierter Startleistung
MATA-TOGA modifiziertes ATA-Verfahren mit voller Startleistung
ICAO-TOGA ICAO-A-Verfahren (Steilstart) mit voller Startleistung
Bild 45 zeigt die Verläufe von Flughöhe H, Fluggeschwindigkeit V, Triebwerksleistung (ausgedrückt
als Rotorspeed N1) als Funktion des Abstandes vom Startrollpunkt. Auch diese Daten
basieren auf einer flugmechanischen Simulation am DLR Institut für Flugsystemtechnik.
Aus diesem Bild können folgende charakteristische Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten
entnommen werden:
• Die Höhenprofile unterscheiden sich im Bereich zwischen 4 und 12 km vom Startrollpunkt
– also nach der Schubrücknahme von Startleistung auf Steigleistung. Die Prozeduren
nach dem ICAO-Verfahren (Steilstartverfahren) setzen die verfügbare Triebwerksleistung
in Höhengewinn um, das Profil wird also steiler als bei den modified
ATA-Prozeduren. Im Bereich oberhalb von 12 km laufen die Trajektorien parallel, wobei
die ICAO-Prozeduren hier etwas niedrigere Flughöhen aufweisen.
• Die Unterschiede in der Fluggeschwindigkeit treten im gleichen Bereich auf. Die Geschwindigkeit
nimmt gemäß der Verfahrensdefinition bei den modified ATA-Prozeduren
stärker zu.
• Nach Erreichen der Zielgeschwindigkeit bei etwa 20 km haben sich Geschwindigkeits-,
Höhen- und Schubprofil angeglichen.
• Die Triebwerksleistung zeigt definitionsgemäß die größten Unterschiede im Startsegment
bis zum Erreichen des Cutback-Punktes in 1500 ft Höhe. Bei den FLEX-
Verfahren ist die Triebwerksleistung vergleichsweise niedriger und entspricht in etwa
der Steigleistung von (88% N1). Allerdings ist die Startleistung bei den TOGA-
Verfahren nur geringfügig höher, so dass der damit verbundene Gewinn im Steiggradienten
für den A319 nur moderat ausfällt.
58

H [m]
V [m/s]
N 1 [%]
2000
1500
1000
500
0
150
125
100
75
50
25
0
92
90
88
86
84
0 4 8
Entfernung ab Startrollpunkt [km]
12 16
59
MATA-FLEX
MATA-TOGA
MATA-FLEX
MATA-TOGA
MATA-FLEX
MATA-TOGA
ICAO-FLEX
ICAO-TOGA
ICAO-FLEX
ICAO-TOGA
ICAO-FLEX
ICAO-TOGA
Bild 45: Verlauf von Flughöhe H, Geschwindigkeit V und Triebwerksdrehzahl N1 beim A319
für die vier untersuchten Abflugprozeduren.
Bild 46 zeigt die Verläufe des A-bewerteten Maximalschallpegels und des SEL unter der
Flugbahn für die vier verschiedenen Abflugprozeduren. Bild 47 zeigt die Pegeldifferenzen
gegenüber dem Standardverfahren (MATA-FLEX). Man erkennt folgende Effekte:
• Die FLEX-Verfahren liefern in dem dargestellten Bereich direkt unter der Flugbahn höhere
Pegelwerte als die Abflugverfahren mit Vollschub. Dies hängt damit zusammen,
dass bei letzteren die Startrollstrecke geringer und der Steiggradient in der Startphase
höher ist. In 2 km Abstand vom Startrollpunkt ergibt sich dadurch bei Vollschub eine
Flughöhe von 100 m, bei reduziertem Schub eine Höhe von etwa 70 m. Dadurch wird
die höhere Leistungssetzung durch die Ausbreitungsdämpfung überkompensiert. Dieser
Effekt kommt allerdings nur direkt unter der Flugbahn zum Tragen.
• Die ICAO-Prozeduren zeigen im Bereich zwischen 6 und 12 km Abstand von der Landeschwelle
deutlich niedrigere Pegel unter der Flugbahn, oberhalb von 12 km liefern
die modifizierten ATA-Prozeduren geringfügig niedrigere Pegel.

L A,max [dB]
SEL [dB]
100
90
80
70
60
105
95
85
MATA-FLEX MATA-TOGA ICAO-FLEX ICAO-TOGA
MATA-FLEX MATA-TOGA ICAO-FLEX ICAO-TOGA
75
2 4 6 8 10 12 14 16
Abstand vom Startrollpunkt [km]
Bild 46: Mit SIMUL berechneter Verlauf des LA,max und des SEL unter der Flugbahn für den
A319 bei den vier unterschiedlichen Abflugprozeduren.
ΔL A,max,re MATA-FLEX [dB]
ΔSEL re MATA-FLEX [dB]
2
0
-2
-4
-6
2
0
-2
-4
-6
2 4 6 8 10 12 14 16
Abstand von Startpunkt [km]
60
MATA-TOGA
ICAO-FLEX
ICAO-TOGA
MATA-TOGA
ICAO-FLEX
ICAO-TOGA
Bild 47: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL unter der Flugbahn des
A319 zwischen den untersuchten Abflugverfahren und dem Referenzverfahren
MATA-FLEX.

Bild 48 zeigt den Vergleich der 4 unterschiedlichen Verfahren auf der Basis von berechneten
Lärmkonturen. Hier zeigt sich, dass die Analyse der Pegelwerte unter der Flugbahn allein
keine charakteristische Aussage erlaubt. Insbesondere schlagen hier die Effekte unterschiedlicher
Flughöhen am deutlichsten durch – was sich besonders an der Tatsache zeigt,
dass direkt unter der Flugbahn die FLEX-Prozeduren höhere Pegelwerte liefern als die Prozeduren
mit Vollschub. Bei einer flächigen Darstellung der Immissionswerte sieht dies schon
anders aus. Da sich mit zunehmendem seitlichen Abstand von der Flugbahn die Ausbreitungsentfernungen
für FLEX- und TOGA-Prozeduren angleichen, kommt hier nur noch der
Effekt der unterschiedlichen Triebwerksleistung zum Tragen. Hinter und seitlich der Startbahn
bis zum Cut-Back-Punkt zeigen die Verfahren mit Vollschub hier höhere Werte.
MATA-FLEX
MATA-TOGA
ICAO-FLEX
ICAO-TOGA
0 3 6 9 12 15
Abstand vom Startrollpunkt [km]
61
L A,max = 65, 75, 85 dB
SEL = 80, 85, 90 dB
2.5 km
Bild 48: Mit SIMUL berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für die untersuchten
Abflugprozeduren beim A319.
Eine Auftragung der Differenzen zwischen beiden Prozeduren für das modifizierte ATA-
Verfahren zeigt Bild 49. Hier wird deutlich, dass nur in einem begrenzten Bereich direkt unter
der Flugbahn die Verfahren mit reduziertem Schub höhere Pegelwerte erzeugen.
Bild 50 zeigt einen entsprechenden Differenzvergleich zwischen MATA- und ICAO-Verfahren
für die Prozeduren mit reduzierter Triebwerksleistung. Der in Bild 46 und Bild 47 dargestellte
Effekt unter der Flugbahn zeigt sich hier auch in der Fläche ausgeprägt: Der ICAO-Steilstart
liefert für den A320 im Bereich von etwa 6-12 km deutlich niedrigere Pegel. Allerdings klingt
auch dieser Effekt mit zunehmendem seitlichen Abstand von der Flugbahn ab – für seitliche
Entfernungen von mehr als etwa 2 km verschwinden die Pegelunterschiede ebenso wie für
größere Entfernungen vom Startrollpunkt. Die Konturdarstellungen im Maximalpegel in
Bild 48 zeigen, dass hier die modifizierten ATA-Prozeduren niedrigere Pegel liefern.

LMATA-TOGA – LMATA-FLEX = -6 -3 0 3 6 dB
0 3 6 9 12 15
Abstand vom Startrollpunkt [km]
62
L A,max = 65, 70, 75, 80 dB
SEL = 80, 85, 90 dB
Bild 49: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen der MATA-
TOGA- und der MATA-FLEX-Prozedur für den A319. Eingetragen sind zusätzlich
Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für die MATA-FLEX-Prozedur.
LICAO-FLEX – LMATA-FLEX = -6 -3 0 3 6 dB
2 km
L A,max = 65, 70, 75, 80
SEL = 80, 85, 90 dB
0 3 6 9 12 15
Abstand vom Startrollpunkt [km]
Bild 50: Mit SIMUL berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen der ICAO-FLEXund
der MATA-FLEX-Prozedur für den A319. Eingetragen sind zusätzlich Konturen
konstanten LA,max bzw. SEL für die MATA-FLEX-Prozedur.
2 km

5.3.2 Untersuchungen für die B747-400
Für die B747-400 wurden die gleichen Abflugverfahren untersucht wie für den A319 (siehe
Tabelle 5), also modifiziertes ATA-Verfahren und ICAO-A-Verfahren für jeweils Vollschub
und reduzierten Schub. Die Berechnung der Abflugprofile erfolgte mit dem BCOP-Programm
von Boeing für ein Abfluggewicht von 370 Tonnen, ausgerüstet mit einem CF6-80C2B-
Triebwerk, wie es von der Lufthansa eingesetzt wird. Bild 51 zeigt den Verlauf von Flughöhe
H, Fluggeschwindigkeit V und korrigiertem Nettoschub Fn/δ pro Triebwerk. Die Bezeichnung
der Abflugverfahren ist vereinfachend analog zu der beim Airbus A319 verwendeten Notation
gewählt – die Firma Boeing verwendet hier andere Bezeichnungen.
H [m]
V [m/s]
F n/δ [klbs]
2000
1500
1000
500
0
175
150
125
100
75
50
25
0
55
50
45
40
35
30
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Entfernung ab Startrollpunkt [km]
63
MATA FLEX ICAO FLEX
MATA TOGA ICAO TOGA
MATA FLEX ICAO FLEX
MATA TOGA ICAO TOGA
MATA FLEX ICAO FLEX
MATA TOGA ICAO TOGA
Bild 51: Verlauf von Flughöhe H, Geschwindigkeit V und korrigiertem Nettoschub Fn/δ pro
Triebwerk bei der B747-400 für die vier untersuchten Abflugprozeduren.
Im Vergleich zum A319 (Bild 45) fallen für die B747 die Unterschiede zwischen Vollschub
und reduziertem Schub wesentlich deutlicher aus. Der FLEX-Schub liegt hier noch unterhalb
des Climb-Schubes, der bei einem Start mit voller Triebwerksleistung nach Erreichen von
1500 ft eingestellt wird. Entsprechend wird bei einem Start mit reduziertem Schub - im Gegensatz
zum A319 – auch ein reduzierter Climb-Schub eingestellt.

L A,max [dB]
SEL [dB]
120
110
100
90
80
70
120
110
100
90
80
MATA-FLEX MATA-TOGA ICAO-FLEX ICAO-TOGA
MATA-FLEX MATA-TOGA ICAO-FLEX ICAO-TOGA
70
0 5 10 15 20 25 30 35
Abstand vom Startrollpunkt [km]
Bild 52: Mit dem AzB-Verfahren berechneter Verlauf des LA,max und des SEL unter der Flugbahn
für die B747-400 bei den vier unterschiedliche Abflugverfahren.
ΔL A,max,re MATA-FLEX [dB]
ΔSEL re MATA-FLEX [dB]
3
0
-3
-6
-9
3
0
-3
-6
-9
0 5 10 15 20 25 30 35
Abstand vom Startrollpunkt [km]
64
MATA-TOGA ICAO-FLEX ICAO-TOGA
MATA-TOGA ICAO-FLEX ICAO-TOGA
Bild 53: Mit dem AzB-Verfahren berechneter Verlauf der auf den Abflug mit dem MATA-
FLEX-Verfahren bezogenen Differenzen des LA,max und des SEL unter der Flugbahn
für die B747 für die untersuchten Abflugprozeduren.
Bild 52 und Bild 53 zeigen – entsprechend Bild 46 und Bild 47 für den A319 – die Verläufe
des A-bewerteten Maximalschallpegels und des Sound Exposure Level direkt unter der

Flugbahn. Die Berechnungen erfolgten mit dem AzB-Verfahren [41] auf der Basis der in
Bild 51 dargestellten Abflugprofile. Die für die AzB benötigten Werte des Zusatzpegels (der
Änderungen in der Triebwerksleistung modelliert) wurden aus dem INM [42] entnommen.
Grundlage waren die Noise-Power-Distance-Tables für das CF6-80C2B-Triebwerk.
Tendenziell zeigen sich in Bild 53 ähnliche Effekte wie beim A319:
• Die Prozeduren mit Vollschub liefern direkt nach dem Abheben aufgrund des schnelleren
Höhengewinns niedrige Pegel als die FLEX-Prozeduren.
• Die ICAO-Verfahren sind – aufgrund des 2. Steigsegments nach dem Cutback – im
mittleren Entfernungsbereich (12 bis 22 km vom Startrollpunkt) leiser. Allerdings fallen
die Differenzen nicht so deutlich aus wie beim A319.
• Die beiden ICAO-Verfahren zeigen im Bereich von etwa 15 bis 25 km trotz der stark
unterschiedlichen Abflugprofile kaum Unterschiede in den Immissionswerten. Hier
kompensieren sich die Effekte von Schub, Flughöhe und Geschwindigkeit.
MATA-FLEX
MATA-TOGA
ICAO-FLEX
ICAO-TOGA
0 5 10 15 20 25 30 35
Abstand vom Startrollpunkt [km]
65
L A,max = 70, 75, 80, 85 dB
SEL = 80, 85, 90, 95 dB
Bild 54: Mit dem AzB-Verfahren berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für die untersuchten
Abflugprozeduren bei der B747.
Die Darstellung in Bild 54 zeigt wie beim Airbus, dass sich die Lärmkonturen für die verschiedenen
Verfahren mit zunehmendem seitlichen Abstand von der Flugbahn einander annähern.
Im Gegensatz zum A319 zeigen sich aufgrund der unterschiedlichen Startleistungen
aber deutliche Differenzen im Bereich seitlich und hinter der Startbahn. In Bild 53 ist dieser
Bereich nicht dargestellt, da ein Vergleich der Pegel direkt auf der Startbahn nicht sinnvoll
ist.
Bild 53 kann zu der Schlussfolgerung verleiten, dass ein mit Vollschub geflogenes Verfahren
lärmgünstiger ist, da es nach dem Abheben direkt unter der Flugbahn niedrigere Pegelwerte
liefert. In einer flächigen Darstellung sieht das ganz anders aus, wie der Vergleich der Immissionswerte
für das modifizierte ATA-Verfahren mit unterschiedlichen Leistungssetzungen
zeigt: Nur in den in Bild 55 grün ausgewiesenen Bereichen im direkten Bereich der Abflugstrecke
liefert das Vollschub-Verfahren niedrigere Pegelwerte. Je weiter seitlich ein Immissionsort
liegt, um so weniger kommt der Höheneffekt zum Tragen und um so stärker
schlägt die höhere Triebwerksleistung durch. Beim A319 wirkt sich die unterschiedliche
5 km

Schubeinstellung beim Abflug nicht so stark aus, da hier nur geringe Unterschiede zwischen
den Einstellungen FLEX und TOGA auftreten (Bild 49).
Insgesamt zeigen die mit Vollschub geflogenen Prozeduren für die B747 also nur direkt unter
der Flugbahn Vorteile. Dieser Bereich ist aber relativ begrenzt und meist auch kaum bewohnt,
da Abflugstrecken in der Regel nicht direkt über bewohnte Gebiete geführt werden.
Dem stehen vergleichsweise große seitliche Bereiche entgegen für die Prozeduren mit reduziertem
Schub von Vorteil sind. Berücksichtigt man zusätzlich, dass Prozeduren mit Vollschub
zu höherem Kerosinverbrauch (und damit auch höheren Schadstoffemissionen) führen
und außerdem höhere Wartungskosten verursachen, scheint ihr Einsatz bei der B747
nicht sinnvoll zu sein.
LMATA-TOGA – LMATA-FLEX = -6 -3 0 3 6 dB
0 5 10 15 20 25 30 35
Abstand vom Startrollpunkt [km]
66
L A,max = 70, 75, 80, 85 dB
SEL = 80, 85, 90, 95 dB
Bild 55: Mit dem AzB-Verfahren berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen der
MATA-TOGA- und der MATA-FLEX-Prozedur für die B747. Eingetragen sind zusätzlich
Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für die MATA-FLEX-Prozedur.
Im Bild 56 sind – analog zu Bild 50 für den A319 – die Unterschiede zwischen modifiziertem
ATA-Verfahren und ICAO-A-Prozedur für reduzierten Startschub eingetragen. Diese fallen
tendenziell so aus wie beim Airbus, sind jedoch bei der B747 nicht so stark ausgeprägt. Hier
treten die großen Differenzen im wesentlichen direkt unter der Flugbahn auf – im Bereich
von 15 bis 20 km Abstand vom Startrollpunkt liefert das ICAO-Verfahren um etwa 2 dB niedrigere
Pegel, was sich allerdings mit zunehmendem seitlichen Abstand umkehrt. Ab etwa
25 km ergeben sich gegenüber dem modifizierten ATA-Verfahren um etwa 1 dB erhöhte Pegel.
Hier kann man eigentlich keine Präferenz für ein zu wählendes Verfahren angeben.
5 km

LICAO-FLEX – LMATA-FLEX = -6 -3 0 3 6 dB
0 5 10 15 20 25 30 35
Abstand vom Startrollpunkt [km]
67
L A,max = 70, 75, 80, 85 dB
SEL = 80, 85, 90, 95 dB
Bild 56: Mit dem AzB-Verfahren berechnete Differenzen im LA,max und im SEL zwischen der
ICOA-FLEX- und der MATA-FLEX-Prozedur für die B747. Eingetragen sind zusätzlich
Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für die MATA-FLEX-Prozedur.
5.4 Lärmoptimierte Anflugverfahren und Anwendung von Nachrüstmaßnahmen
Wie schon in der Einleitung dieses Kapitels erörtert, erfordert die Untersuchung der Effekte
von Nachrüstmaßnahmen an Triebwerken bzw. Hochauftriebshilfen und Fahrwerken den
Einsatz eines Rechenverfahrens, dass die einzelnen Quellen modellieren kann. Dadurch
sind die nachfolgenden Untersuchungen auf den A319 beschränkt, da nur für diesen entsprechende
SIMUL-Quellmodelle zur Verfügung stehen.
In Tabelle 1und Tabelle 2 sind mögliche Nachrüstungsmaßnahmen für Triebwerk und Hochauftriebshilfen
zusammengestellt. Für die SIMUL-Berechungen wurde von den in Tabelle 10
ausgewiesenen erreichbaren Pegelminderungen an der Quelle ausgegangen:
Tabelle 10:
Bei den SIMUL-Rechungen für den A319 angenommene,
durch Nachrüstung erreichbare Pegelminderungen
Quelle Erreichbare Pegelminderung
Triebwerk – Fan
Triebwerk - Strahllärm 2 dB
Fahrwerksverkleidung 2,5 dB
5 km
• 3 dB beim im Einlauf erzeugten Breitbandlärm
• 3 dB beim im Einlauf erzeugten tonalen Lärm
• 3 dB im Buzz-Saw-Noise
Wirbelgeneratoren je nach Konfiguration bis zu 3 dB
Verschließen von Öffnungen an der
Flügelvorderkanten
je nach Konfiguration bis zu 2 dB
Bürstenaufsätze an Hinterkante je nach Konfiguration bis zu 1 dB
absorbierende Seitenkanten je nach Konfiguration bis zu 1 dB

Auf der Basis dieser Annahmen wurden für die Teilschallquellen im SIMUL-Modell neue
Emissionsdaten generiert und die im Abschnitt 5.2 durchgeführten Berechnungen wiederholt.
Dazu wurde zum einen ein vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in
Braunschweig entwickeltes Programm zur Berechnung von Umströmungslärm [43] auf der
Basis eines modularen Quellmodells herangezogen. Zum anderen wurde auf ein Rechenprogramm
zur Berechung von Triebwerkslärm [12], [44] zurückgegriffen, das derzeit in der
Abteilung Triebwerksakustik des DLR-Instituts für Antriebstechnik verwendet und weiterentwickelt
wird.
Bild 57 zeigt, wie sich die Nachrüstmaßnahmen auf die Immissionspegel direkt unter der
Flugbahn auswirken. Aufgetragen sind für die vier untersuchten Anflugverfahren die Differenzen
ΔLA,max, Nachrüst und ΔSELNachrüst gegenüber dem Referenzfall ohne Nachrüstung.
ΔSEL Nachrüst [dB] ΔL A,max,Nachrüst [dB]
0
-1
-2
-3
0
-1
-2
LDLP CDA SCDA SLDLP
LDLP CDA SCDA SLDLP
-3
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
Abstand von Landeschwelle [km]
Bild 57: Aus den Nachtrüstmaßnahmen für die untersuchten Anflugverfahren resultierende
Änderungen des LA,max und des SEL unter der Flugbahn. Berechnung mit SIMUL für
den A319.
Durch die Nachrüstmaßnahmen ergeben sich unter der Flugbahn Reduktionen im A-bewerteten
Maximalpegel in der Größenordnung von 1,5 bis 3 dB, wobei sich die Effekte bei den
einzelnen Verfahren lokal – vor allem im Bereich von 40 bis 20 km Abstand zur Landeschwelle
– deutlich unterscheiden. Der SEL nimmt demgegenüber nahezu unabhängig vom
Abstand zur Landeschwelle und auch vom Verfahren um etwa 2 dB gegenüber dem Referenzfall
ohne Nachrüstmaßnahmen ab.
Bild 58 zeigt am Beispiel des SCDA, wie sich die Nachrüstmaßnahmen zur Senkung des
Triebwerkslärms und diejenigen zur Minderung des Umströmungslärms allein und in Kombination
auswirken. Erwartungsgemäß sind Maßnahmen zur Senkung des Triebwerkslärms
dort am effizientesten, wo höhere Triebwerksleistungen auftreten, also insbesondere beim
Einleiten des Sinkfluges aus etwa 2 km Flughöhe und in der Endanflugphase (siehe Bild 40).
Im mittleren Bereich der Anflugtrajektorie, wo über weite Bereiche mit Leerlaufschub geflogen
wird, wirken sich dagegen primär die Maßnahmen zur Senkung des aerodynamischen
Lärms aus.
68

Der relativ gleichmäßige Verlauf der Reduktion im SEL resultiert aus einer Glättung des Pegelverlaufs
gegenüber dem des Maximalpegels, die auf dem Einfluss der Geräuschdauer –
also letztendlich der Richtcharakteristik – beruht. Man erkennt, dass die Reduktionen im
Triebwerkslärm gegenläufig zu den Reduktionen im Umströmungslärm laufen (nahezu symmetrisch
um die Linie ΔSELNachrüst = 1 dB). Während die Gegenläufigkeit noch plausibel erklärbar
ist (die Dämpfung einer Komponente ist natürlich dann besonders effizient, wenn
diese dominiert) ist der Effekt der Symmetrie nicht so ohne weiteres nachvollziehbar. Hier
wären weitere Untersuchungen mit anderen Flugzeugmustern sinnvoll.
ΔSEL Nachrüst [dB] ΔL A,max,Nachrüst [dB]
0
-1
-2
-3
0
-1
-2
Triebwerk Umströmung Triebwerk + Umströmung
Triebwerk Umströmung Triebwerk + Umströmung
-3
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
Abstand von Landeschwelle [km]
Bild 58: Aus den Nachrüstmaßnahmen für den SCDA resultierende Änderungen des LA,max
und des SEL unter der Flugbahn. Dargestellt sind die Effekte der Einzelmaßnahmen.
Berechnung mit SIMUL für den A319.
Die hier gezeigten Differenzbetrachtungen verdeutlichen, dass beim Anflug des A319
Umströmungs- und Triebwerkslärm von gleicher Größenordnung sind und lärmmindernde
Maßnahmen aus diesem Grunde für beide Quellen notwendig sind. Auf Flugzeuge ähnlicher
Größe, Bauart und Motorisierung (also z.B. B737) dürfte diese Aussage übertragbar sein. Ob
sie allerdings auch für schweres Fluggerät (wie B747 oder A380) gilt, bedarf weiterer Untersuchungen
und vor allem geeigneter Quellmodelle.
Wie Bild 43 zeigt Bild 59 wieder die zugehörige Darstellung von Konturen des A-bewerteten
Maximalschallpegels und des Sound-Exposure-Levels für das Referenzverfahren LDLP und
die beiden alternativen Verfahren mit zusätzlichen Nachrüstmaßnahmen. Bild 60 entspricht
der in Bild 44 dargestellten Differenzdarstellung.
Die Darstellungen geben tendenziell natürlich das gleiche Verhalten wieder, die Differenzdarstellung
zeigt aber, dass durch zusätzliche Nachrüstmaßnahmen die alternativen Prozeduren
durchweg niedrigere Immissionswerte als das Standardverfahren LDLP liefern. Beim
SLDLP decken die Differenzen dabei einen engeren Bereich ab, sind aber durchweg positiv,
während der SCDA in kleinen Bereichen trotz der Nachrüstung doch noch höhere Pegelwerte
liefert. Allerdings sind diese Bereiche für praktische Beurteilungszwecke nicht relevant.
69

LDLP SCDA Nachrüst SLDLP Nachrüst
3.5 km
30 25 20 15 10 5
0
Abstand von Landeschwelle [km]
70
L A,max = 50, 60, 70 dB
SEL = 65, 75, 85 dB
Bild 59: Mit SIMUL berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für den A319. Verglichen
wird das Referenzverfahren LDLP mit den Alternativverfahren SCDA und
SLDLP jeweils mit zusätzlichen Nachrüstmaßnahmen.
Die in diesem Abschnitt und im Abschnitt 5.2 gezeigten Vergleiche deuten darauf, dass man
bei lärmoptimierten Anflugverfahren nicht ohne weiteres eine optimale Prozedur identifizieren
kann – hier muss unter verschiedenen Randbedingungen beurteilt werden:
• Die zu untersuchende Tageszeit: Tagsüber sollte der SEL und damit der äquivalente
Dauerschallpegel möglichst gering gehalten werden. Nachts muss man zusätzlich auf
jeden Fall auf Minimierung der Maximalpegel zielen.
• Die Bebauungsstruktur: Die Lage der Wohnbebauung im Umfeld des jeweiligen Flughafens
ist natürlich ein wichtiges Kriterium. Im Gegensatz zum Abflug, bei dem das
Überfliegen bebauter Gebiete in den meisten Fällen durch geeignete Streckenführung
vermieden werden kann, ist bei Anflügen der Flugweg derzeit noch durch das ILS-
Landesystem festgelegt, so dass direktes Überfliegen von Ortschaften oft nicht verhindert
werden kann.
• Flugverkehrsaufkommen und Art des gewählten Lärmindex: Beide Größen beeinflussen,
wie weit sich die für eine Beurteilung notwendigen Lärmkonturen an einem Flughafen
erstrecken. In der Praxis – das heißt für die Ermittlung planungsrelevanter bzw.
gesetzlich vorgeschriebener Lärmkonturen – ist deren Ausdehnung im Anflugbereich in
der Regel auf etwa 25 - 30 km begrenzt. Hier sind die Lärmminderungspotenziale vergleichsweise
moderat. Nichtsdestoweniger hat sich in der Praxis gezeigt, dass gerade
bei großen Flughäfen mit hohem Verkehrsaufkommen auch aus weiter vom Flughafen
entfernt liegenden Ortschaften (z.B. Offenbach oder Hanau im Bereich des Frankfurter
Flughafens) viele Beschwerden von Anwohnern kommen. Die Untersuchungen deuten
darauf hin, dass gerade in diesen Bereichen ein hohes Lärmminderungspotenzial existiert.
Neben diesen Einflussfaktoren spielen natürlich noch die in Kapitel 3 diskutierten Parameter
wie Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Abwickelbarkeit bei hohen Verkehrsaufkommen eine
Rolle.

LSCDA,Nachrüst - LLDLP = -9 -6 -3 0 3 dB
3.5 km
LSLDLP,Nachrüst - LLDLP = -9 -6 -3 0 3 dB
3.5 km
71
L A,max,SCDA,Nachrüst = 55, 60, 65, 70, 75 dB
SEL SCDA,Nachrüst = 65, 70, 75, 80, 85 dB
L A,max,SLDLP,Nachrüst = 55, 60, 65, 70, 75 dB
SEL SLDLP,Nachrüst = 65, 70, 75, 80, 85 dB
30 25 20 15 10 5
0
Abstand von Landeschwelle [km]
Bild 60: Differenzen im LA,max und im SEL zwischen dem SLDLP- bzw. dem SCDA-Verfahren
und dem Referenzverfahren LDLP für den A319. Die Berechnung erfolgte mit
SIMUL unter Berücksichtigung zusätzlicher Nachrüstmaßnahmen. Eingetragen sind
zusätzlich Konturen konstanten LA,max bzw. SEL für den SLDLP- bzw. den SCDA.
5.5 Lärmoptimierte Abflugverfahren und Anwendung von Nachrüstmaßnahmen
Beim Abflug sind Nachrüstmaßnahmen zur Minderung von Umströmungslärm beim derzeitigen
Stand der Triebwerkstechnik noch nicht notwendig – bei heutigen Flugzeugmustern ist
der Triebwerkslärm die dominierende Komponente beim Start.
Auch bei den Untersuchungen zu den Abflugverfahren wurden die in Tabelle 10 beschriebenen
Nachrüstmaßnahmen angenommen, d.h. je 3 dB für den vom Fan nach vorn abgestrahlten
Schall und die Minderung des Buzz-Saw-Geräusches und 2 dB Minderung des Strahllärms.
Während beim Anflug der Buzz-Saw-Lärm nicht auftritt, da bei den verwendeten Leistungssetzungen
die Rotorblätter des Fans keine Überschallgeschwindigkeit erreichen, be-

stimmt er beim Abflug für den A319 die Schallabstrahlung stark mit. Voruntersuchungen ergaben,
dass sich der gesamte nach vorn abgestrahlte Schall um lediglich 0,5 - 1 dB anstelle
von 2 - 3 dB reduziert, wenn man den Buzz-Saw nicht unterdrückt.
ΔSEL Nachrüst [dB] ΔL A,max,Nachrüst [dB]
0
-1
-2
-3
-4
0
-1
-2
-3
MATA-FLEX MATA-TOGA ICAO-FLEX ICAO-TOGA
MATA-FLEX MATA-TOGA ICAO-FLEX ICAO-TOGA
-4 2 4 6 8 10 12 14 16
Abstand vom Startrollpunkt [km]
Bild 61: Aus den Nachtrüstmaßnahmen für die untersuchten Abflugverfahren resultierende
Änderungen des LA,max und des SEL unter der Flugbahn. Berechnung mit SIMUL für
den A319.
Bild 61 zeigt – analog zu Bild 57 für den Anflug – wie sich bei den untersuchten Abflugverfahren
die Nachrüstmaßnahmen am Triebwerk zusätzlich auf die Pegel unter der Flugbahn
auswirken. Beim Maximalpegel wirken sich die Effekte bei den ICAO- und MATA-Verfahren
unterschiedlich aus, und zwar gerade in den Bereichen, in denen sich diese Verfahren im
Höhen- und Geschwindigkeitsprofil unterscheiden (siehe Bild 45). Hier kommt vor allem der
Effekt zum Tragen, dass sich bei zunehmender Geschwindigkeit die Schallabstrahlung nach
vorn verstärkt, so dass sich Minderungsmaßnahmen in diesem Bereich besonders effektiv
auswirken. Das hat aber auch zur Folge, dass der Vorteil, den die ICAO-Verfahren bezüglich
der Maximalpegel in Bereichen unter der Flugbahn aufweisen (siehe Bild 47) kompensiert
wird.
Im Sound Exposure Level zeigt sich wie beim Anflug eine relativ gleichmäßige Pegelreduktion
unter der gesamten Trajektorie. Hier - beim Abflug - wirkt sich der Einfluss der Geräuschdauer
nivellierend aus.
Bild 62 zeigt einen Vergleich der zugehörigen Lärmkonturen, wobei das modifizierte ATA-
Verfahren mit reduziertem Startschub als Referenz betrachtet wurde. Verglichen wurde mit
dem gleichen Verfahren mit Nachrüstmaßnahmen sowie mit dem ICAO-FLEX-Verfahren mit
Nachrüstmaßnahmen. Vollschub-Verfahren wurden nicht in die Betrachtung mit einbezogen
– sie liefern (siehe Bild 48 und Bild 49) nur eine geringfügige Verbesserung der Immissionssituation,
wenn sich das Flugzeug in der Luft befindet, erhöhen aber gleichzeitig die Belastung
im Flughafennahbereich deutlich.
72

MATA-FLEX
MATA-FLEX Nachrüstung
ICAO-FLEX Nachrüstung
0 3 6 9 12 15
Abstand vom Startrollpunkt [km]
73
L A,max = 65, 75, 85 dB
SEL = 80, 85, 90 dB
2.5 km
Bild 62: Mit SIMUL berechnete Konturen konstanten LA,max und SEL für den A319. Verglichen
wird das Referenz-Abflugverfahren MATA-FLEX mit den Verfahren MATA-
FLEX und ICAO-FLEX mit zusätzlichen Nachrüstmaßnahmen.
In Bild 63 sind die entsprechenden Konturen für die FLEX-Verfahren mit nachgerüsteten
Triebwerken noch einmal dargestellt. Farblich hinterlegt ist die Differenz zum Referenzverfaren
(MATA-FLEX ohne Nachrüstung).
Erwartungsgemäß spiegeln sich die Verläufe der Kurven für das MATA-Verfahren aus
Bild 61 in den oberen beiden Teilbildern wieder: Die Pegelminderung liegt im Bereich von 2 -
3 dB und ist im SEL nahezu konstant.
Die unteren Teilbilder zum ICAO-FLEX-Verfahren entsprechen der Darstellung in Bild 50.
Der Vergleich zeigt, dass durch die Nachrüstmaßnahmen die Defizite des ICAO-Verfahrens
seitlich der Flugbahn abnehmen. Allerdings sind die Pegel bei diesem Verfahren in diesen
Bereichen immer noch etwa 1 dB höher als für das modifizierte ATA-Verfahren ohne Nachrüstmaßnahmen.
In noch größeren seitlichen Abständen nimmt diese Differenz sogar noch
auf bis zu 3 dB zu. Dem stehen deutlichere Verbesserungen direkt unter der Flugbahn im
Bereich von etwa 10 km Abstand von der Landeschwelle gegenüber. Sie betragen bis zu
6 dB im A-bewerteten Maximalschallpegel.
Unter diesen Aspekten ist es nicht sinnvoll – gerade unter dem Aspekt einer Nachrüstung –
vom bereits praktizierten modifizierten ATA-Verfahren als Referenz abzuweichen und zum
ICAO-Verfahren überzugehen, da letzteres lokal zu deutlichen Pegelerhöhungen führen
kann.

LMATA-FLEX,Nachrüst – LMATA-FLEX = -9 -6 -3 0 3 dB
2 km
LICAO-FLEX,Nachrüst – LMATA-FLEX = -9 -6 -3 0 3 dB
2 km
74
L A,max,MATA-FLEX,Nachrüst = 65, 70, 75, 80 dB
SEL MATA-FLEX,Nachrüst = 80, 85, 90 dB
L A,max,ICAO-FLEX,Nachrüst = 65, 70, 75, 80 dB
SEL ICAO-FLEX,Nachrüst = 80, 85, 90 dB
0 3 6 9 12 15
Abstand vom Startrollpunkt [km]
Bild 63: Differenzen im LA,max und im SEL zwischen dem MATA-FLEX bzw. dem ICAO-
FLEX-Verfahren mit Nachrüstmaßnahmen und dem Referenzverfahren MATA-FLEX
für den A319. Die Berechnung erfolgte mit SIMUL. Eingetragen sind zusätzlich Konturen
konstanten LA,max bzw. SEL für die Verfahren mit Nachrüstmaßnahmen.
5.6 Lärmminderungspotenziale und Identifikation von geeigneten Anwendungsbereichen
5.6.1 Anflüge
Die für den Airbus A319 durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass im Bereich der Anflüge
auch schon ohne das Anbringen technischer Modifikationen ein deutliches Lärmminderungspotenzial
existiert. Bezogen auf das derzeit gebräuchliche Low-Drag-Low-Power-
Verfahren (LDLP) bieten sowohl der Segmented Continuous Descent Approach (SDCA) als
auch der optimierte Low-Drag-Low-Power-Approach mit steilem Endanflug (SLDLP) die besten
Alternativen. Der SCDA liefert von beiden Verfahren das größere Lärmminderungspotenzial
direkt unter der Flugbahn für Entfernungen von mehr als 10 km von der Landeschwelle,

hat aber den Nachteil, dass er seitlich der Flugbahn teilweise auch deutlich lauter als der
Standardanflug ausfallen kann. Der SLDLP bietet demgegenüber in dem betrachteten Bereich
eine ausgewogenere Lärmminderung, also geringere Pegeländerungen in beiden Richtungen.
Nahe dem Aufsetzpunkt ist er lärmgünstiger als der SCDA einzustufen. Die Änderungen
in den Maximalschallpegeln fallen in beiden Richtungen deutlicher aus als in den
Einzelereignispegeln.
Führt man zusätzlich Nachrüstungsmaßnahmen ein, so gehen bei den betrachteten Ansätzen
die Pegel um etwa 2 dB herunter. Das hat zur Folge, das der SLDLP im gesamten betrachten
Untersuchungsbereich leiser wird als der Standardanflug ohne technische Maßnahmen.
Beim SCDA bleiben kleinere Bereiche seitlich der Flugbahn, in denen auch durch
Nachrüstmaßnahmen keine niedrigeren Pegel als beim Standardanflug erreicht werden. Allerdings
liefert das Verfahren in mehr als 20 km Abstand von der Schwelle flächenmäßig
ausgedehnt sehr hohe Pegelreduktionen. Dieser Entfernungsbereich ist in der Planung und
Gesetzgebung in der Regel nicht maßgeblich, nichtsdestoweniger aber ein Gebiet, aus dem
in der Praxis häufig Beschwerden vorgetragen werden.
Ein bezüglich der Lärmminimierung zu bevorzugendes Anflugverfahren kann man also nicht
angeben – hier ist auf jeden Fall die lokale Bebauungsstruktur im Umfeld eines Flughafens
zu berücksichtigen. Weiter Aspekte sind natürlich vor allem die Abwickelbarkeit, wobei man
aber davon ausgehen kann, das in der Nacht derartige Aspekte keine Rolle spielen dürften.
5.6.2 Abflüge
Generell ist zu erwarten, dass sich rein verfahrensbedingt bei Abflügen weniger Lärmminderungspotenziale
bieten als bei Anflügen. So kann z.B. auf verschiedene Arten verzögert werden
(Ausfahren von Klappen oder Fahrwerk im Sinkflug oder aber Horizontalflug mit konstanter
Triebwerksleistung) und es gibt letztendlich mehr Freiheiten in der Variation der
Triebwerksleistung. Bei Abflügen besteht - unabhängig von der Art des gewählten Verfahrens
– in der Regel die Möglichkeit, dieses mit voller oder reduzierter Startleistung zu fliegen.
Mittlerweile hat sich letzteres (Flex-Power) als Standard etabliert.
Die Untersuchungen für den A319 mit SIMUL und für die B747-400 mit AzB/INM zeigten,
dass die Anwendung von voller Startleistung lärmmäßig insgesamt Defizite bringt: Moderaten
Pegelminderungen unter der Flugbahn stehen hier großflächige Pegelerhöhungen seitlich
der Flugbahn und vor allem hinter dem Startpunkt gegenüber. Dieser Effekt fällt um so
stärker aus, je höher der Leistungsunterschied zwischen Vollschub und reduziertem Schub
ist. Außerdem gehen hohe Startleistungen mit hohem Kraftstoffverbrauch (und daher Schadstoffemission)
sowie hoher Materialbeanspruchung einher.
Damit reduziert sich die Auswahl auf das Flugverfahren selbst, wobei hier das modifizierte
ATA-Verfahren und das ICAO-A-Verfahren untersucht wurden. Ersteres stellt mittlerweile in
Deutschland das Standardverfahren dar. Das ICAO-Verfahren ist dabei im Nahbereich (nach
erfolgter Schubrücknahme auf Climb-Power) direkt unter der Flugbahn leiser als das Standardverfahren,
seitlich und in größeren Abständen vom Flughafen liefert letzteres niedrigere
Immissionswerte. Das Standardverfahren liefert also in größeren Flächenbereichen niedrigere
Werte. Geht man weiterhin davon aus, das bei Abflügen im Gegensatz zu Anflügen ein
direktes Überfliegen von Wohnbebauungen durch geeignete Streckenführung in der Regel
vermieden werden kann, relativiert sich das direkt unter der Flugbahn auftretende Lärmminderungspotenzial
des ICAO-Verfahrens.
Unter diesen Aspekten repräsentiert das Standardverfahren MATA-FLEX also schon das
optimale Verfahren. Das ICAO-Verfahren wäre nur dann sinnvoll anzuwenden, wenn sich ein
Überflug von bebautem Gebiet nicht vermeiden lässt und gleichzeitig gewährleistet ist, dass
dadurch nicht seitlich der Flugstrecke liegende Wohnbebauung stärker belastet wird. Auch
hier spielt also die lokale Situation im Flughafenumfeld eine Rolle.
75

Untersuchungen zum Einfluss von Nachrüstmaßnahmen konnten nur für den Airbus A319
durchgeführt werden. Sie lieferten realisierbare Pegelminderungen zwischen 2 und 3 dB, die
beim Standardverfahren natürlich direkt auf die Immissionswerte durchschlagen. Beim ICAO-
Verfahren reichten diese Modifikationen aber immer noch nicht aus, um in den kritischen
Bereichen seitlich der Flugbahn die Pegel unter diejenigen für das Standardverfahren ohne
Nachrüstmaßnahmen zu drücken.
Insgesamt besteht beim A319 gegenüber dem derzeit verwendeten MATA-FLEX-Verfahren
also nur Verbesserungspotenzial durch Nachrüstung. Da die Resultate der für die B747
durchgeführten Untersuchungen ähnlich wie beim A319 ausfallen, dürfte diese Aussage qualitativ
direkt auf die Boeing übertragbar sein. Eine Aussage, wie hoch die auf der Basis von
technischen Nachrüstmaßnahmen für dieses Flugzeug realisierbaren Minderungen in der
Schallemission sind, kann die vorliegende Untersuchung nicht liefern.
6 Modellrechnungen für einen generischen Flughafen
Die in den vorangegangenen Abschnitten vorgestellten Untersuchungen waren typenbezogen,
wobei sich die detaillierten Untersuchungen mit SIMUL aus Gründen der Datenverfügbarkeit
auf den A319 beschränken mussten. Im Folgenden soll untersucht werden, wie sich
die Einführung von lärmoptimierten Flugverfahren und Nachrüstmaßnahmen auf das Umfeld
eines realen Flughafens auswirken würden.
Tabelle 11:
Verkehrszusammensetzung für den untersuchten generischen Flughafen
(Flugzeuggruppen nach AzB)
AzB-
Gruppe
S 5.1 MTOM ≤ 50 t
S 5.2
S 5.3
S 6.1
Beschreibung Typen-
Bewegungen pro Jahr
beispiele 6-22 h 22-6 h Anteil
50 < MTOM ≤ 120 t
BPR > 3
50 < MTOM ≤ 120 t
BPR ≤ 3
MTOM > 120 t
2 Triebwerke
Avro RJ
Canadair RJ
B737-300....800
A318 ..321
MD 81...83
B727 Hushkit
A300, A310,
A330
B767, B777
76
36.000 4.000 20%
126.000 14.000 70%
3.600 400 2 %
14.400 1.600 8%
Dazu wurde ein generischer Flughafen mit einer in Ost-West-Richtung orientierten Startbahn
von 3 km Länge definiert. Die An- und Abflugrouten verlaufen geradeaus. 80% aller Bewegungen
erfolgen in Richtung Westen, was charakteristisch für die Windrichtungsverteilung in
Deutschland ist. Insgesamt werden 200.000 Bewegungen von Strahlflugzeugen abgewickelt,
von denen 10% in die Nacht fallen (bei gleicher Verteilung auf An- und Abflugstrecken).
Tabelle 11 gibt eine Übersicht auf die Verteilung der Flugbewegungen auf Flugzeuggruppen
nach AzB [41]. Diese Verkehrszusammensetzung ist durchaus typisch für Flughäfen, an denen
kein oder kaum Langstreckenverkehr abgewickelt wird. Das Verkehrsaufkommen ist
etwa vergleichbar mit Flughäfen wie Hamburg oder Düsseldorf.
Die Berechnung der Immissionswerte erfolgte mit der AzB für drei Szenarien:
• Referenzszenario: Hier wurden die Datensätze der AzB bis auf die Anflugdatensätze
der Gruppe S 5.2 direkt übernommen. Für letztere wurde ein neuer Datensatz für einen
LDLP-Anflug in Anlehnung an das vorhergehende Kapitel definiert.

• Szenario Mod.1: Hier wird von optimierten Flugverfahren für die Gruppe S 5.2 ausgegangen.
Dazu wurde für den Anflug dieser Gruppe ein Datensatz für einen SLDLP-
Anflug generiert. Die Daten der anderen Gruppen wurden ungeändert übernommen.
Dies betrifft auch den Abflugdatensatz für S 5.2, da dieser schon auf dem modifizierten
ATA-Verfahren aufsetzt.
• Szenario Mod.2: Hier wurden bei der Gruppe S 5.2 sowohl für den An- als auch für den
Abflug die akustischen Daten der AzB so angepasst, dass sie die im vorangegangenen
Kapitel untersuchten Nachrüstmaßnahmen wiedergeben.
Die zu berechnenden Lärmkonturen wurden in Anlehnung an das novellierte Fluglärmgesetz
aus dem Jahr 2007 [45] gewählt: Als Mittelungspegel wurden die energieäquivalenten Dauerschallpegel
LAeq,Tag und LAeq,Nacht für die 16 Tages- bzw. die 8 Nachtstunden berechnet. Als
Maximalpegelkriterien wurden zusätzlich die Konturen NATNacht = 6 x 72 bzw. 68 dB für Außenpegel
berechnet. Diese Kurven decken den im novellierten Gesetz spezifizierten Bereich
der Grenzwerte für bestehende und neue Flughäfen ab.
S5.2 / LDLP S5.2 / SLDLP
L Aeq,Nacht = 50, 55 dB
NAT Nacht = 6 x 72 dB
S5.2 / LDLP S5.2 / SLDLP
S5.2 Nachrüstung /SLDLP
S5.2 Nachrüstung /SLDLP
-16 -8 0 8 16
Auf Bahnmittelpunkt bezogene Längenkoordinate [km]
77
L Aeq,Tag = 55, 60, 65 dB
5 km
5 km
NAT Nacht = 6 x 68 dB
Bild 64: Lärmkonturen in Anlehnung an das novellierte Fluglärmgesetz berechnet nach dem
AzB-Verfahren für einen generischen Flughafen unter Annahme der Verkehrszusammensetzung
in Tabelle 11. 80% der An- und Abflüge erfolgen nach links (Westen).
Ausgewiesen sind die Konturen für den Referenzfall (LDLP-Anflug in Gruppe
S 5.2), das Szenario Mod.1 (SLDLP-Anflug in Gruppe S 5.2) und das Szenario
Mod.2 (SLDLP-Anflug plus Nachrüstmaßnahmen in Gruppe S 5.2).
Bild 64 zeigt eine Zusammenstellung der auf dieser Grundlage berechneten Lärmkonturen,
die alle tendenziell das gleiche Verhalten zeigen: Beim Übergang zum Szenario Mod. 1 zeigen
sich im westlichen Bereich kaum Änderungen, da hier der Lärm der Abflüge dominiert
und bei diesen gegenüber dem Referenzfall keine Änderungen auftreten. Die geringen Diffe-

enzen repräsentieren den Einfluss der 20% Anflüge nach Osten. Im Hauptanflugbereich
kommt es demgegenüber zu deutlichen Änderungen. Die Flächenabnahmen liegen im zwischen
5 und 10% – allerdings ist dieser Wert nur begrenzt interpretierbar, da die von den
Konturen eingeschlossenen Flächen im Wesentlichen durch die vom Abflug beaufschlagten
Gebiete bestimmt werden.
Beim Übergang zum Szenario Mod.2 – also Berücksichtigung technischer Nachrüstmaßnahmen
an der Quelle – reduzieren sich die Emissionswerte der Gruppe S5.2 sowohl für den
An- als auch für den Abflug um etwa 2 dB. Die Flächen der Konturen sind in diesem Fall um
etwa 25% kleiner als im Referenzfall. Bezogen auf den Dauerschallpegel entspricht diese
Änderung einer durchschnittlichen Absenkung der Immissionswerte um etwa 1,5 dB. Die
größten Änderungen gegenüber dem Szenario Mod.1 ergeben sich hier im Abflugbereich. Im
Anflugbereich ändern sich die Konturen trotz der deutlichen Pegelabsenkung kaum noch –
ein Zeichen, dass hier nun auch die Beiträge der anderen Flugzeugmuster eine Rolle spielen.
Zu den NAT-Konturen ist folgendes anzumerken: Eine NAT-Konturen 6 x X dB wird (vereinfachend
gesagt) durch diejenige Maximalpegelkontur mit dem Wert von X dB repräsentiert,
die die lauteste Flugzeugruppe erzeugt, die mit mehr als 6 Bewegungen pro Nacht am Verkehr
teilnimmt [47]. Das ist im vorliegenden Fall die Gruppe S5.2. Die durchschnittliche Absenkung
der Emissionspegel von 2 dB führt dementsprechend dazu, dass die Konturen
6 x 68 bzw. 72 dB für das Szenario Mod.2 nahezu identisch sind mit den Konturen 6 x 70
bzw. 74 dB für den Referenzfall.
Die lauteren Flugzeuggruppen S5.3 und S6.1 machen im betrachteten Fall zusammen im
Mittel etwa 5,5 Bewegungen pro Nacht aus. Würde der Anteil dieser beiden Gruppen so weit
steigen, dass die Schwelle von 6 Bewegungen überschritten wäre, so würden die NAT-
Konturen durch die Maximalpegelkonturen der leiseren dieser beiden Gruppen bestimmt.
Dieser Übergang geht nicht schlagartig vor sich, sondern erfolgt mehr oder weniger kontinuierlich.
Die Bewegungsanhebung wirkt sich natürlich auch auf LAeq-Konturen aus, eine Interpretation
des Gesamteffekts ist aber davon abhängig, ob die Bewegungserhöhung nur für
die lauten Gruppen oder aber über alle Gruppen erfolgt.
ΔLAeq,Nacht = -3 -2 -1 0 dB
ΔL = L Mod2 – L Ref
-16 -8 0 8 16
Auf Bahnmittelpunkt bezogene Längenkoordinate [km]
78
ΔL = L Mod1 – L Ref
Bild 65: Differenzen im LAeq,Nacht gegenüber dem Referenzfall für die Fälle Mod.1 (SLDLP-
Anflug in Gruppe S 5.2) und Mod.2 (SLDLP-Anflug plus Nachrüstmaßnahmen in
Gruppe S 5.2). Eingetragen sind zusätzlich die Konturen LAeq,Nacht = 50, 55 dB für die
Fälle Mod.1 und Mod.2. Zu Grunde liegt der generischen Flughafen mit der Verkehrszusammensetzung
nach Tabelle 11.
Bild 65 stellt für den äquivalenten Dauerschallpegel für die Nacht die Differenzen dar, die
sich für die beiden Szenarien gegenüber dem Referenzfall ergeben. Beim Einführen des
SLDLP für die Gruppe S5.2 (Szenario Mod.1) zeigen sich schon deutliche Pegelminderungen
im Anflugbereich, im Abflugbereich bestehen hier aber keine Potenziale mehr. Erst das
4 km

Nachrüsten schlägt im gesamten Flughafenumfeld deutlich zu Buche (Szenario Mod.2).
Eine entsprechende Differenzdarstellung für die NAT-Konturen macht wenig Sinn: Hier könnte
man für einen bestimmten Schwellenpegel zwar Häufigkeitsdifferenzen ausweisen; wie
diese dann aber zu interpretieren sind, sei dahingestellt. Für den umgekehrten Ansatz, Pegeldifferenzen
für eine vorgegebene Häufigkeit auszuweisen (was rechentechnisch nur sehr
aufwändig zu realisieren ist), gilt dies erst recht. Konturvergleiche wie in Bild 64 sind hier
angebrachter.
Am Beispiel des hier untersuchten Szenarios wird deutlich, dass sich planungsrelevante
Lärmkonturen bei mittelgroßen und auch kleineren Flughäfen im Anflugbereich nicht bis in
diejenigen Bereiche erstrecken, in denen die optimierten Landeverfahren die größten Effekte
zeigen (siehe Abschnitt 5.6.1).
7 Bewertung der Umsetzungsmöglichkeit technischer Nachrüstmaßnahmen
an der Quelle und lärmoptimierer Flugverfahren
Die Umsetzungsmöglichkeit und –realität technischer Nachrüstmaßnahmen an Verkehrsflugzeugen
wurde bereits im Bericht zu dem früheren BMVBS-Projekt „Bewertung des Standes
der Technik in der Lärmreduktionstechnologie für Verkehrsflugzeuge“ (Neise, Dobrzynski &
Michel [2]) diskutiert:
Obwohl einige der vorgeschlagenen Änderungen technisch relativ einfach zu realisieren
sind, beispielsweise die Wirbelgeneratoren an der Flügelunterseite zur Unterdrückung der
Hohlraumresonanzen (siehe Zeile 3 in Tabelle 2), werden sie bis heute nicht im realen Flugbetrieb
eingesetzt, weil die dabei entstehenden zusätzlichen Kosten (Herstellung und Montage
der Wirbelgeneratoren, Standzeit des Flugzeugs während der Umrüstung und Zertifizierung
durch das Luftfahrtbundesamt) sich nicht direkt in einen Wettbewerbsvorteil der betreffenden
Fluglinie umsetzen lassen.
Zusätzliche Kosten sind für jede Fluggesellschaft ein wirtschaftlicher Nachteil im harten Wettbewerb
mit ihren Konkurrenten. Kosten für geräuschmindernde Maßnahmen werden deshalb
nur dann aufgebracht, wenn gesetzliche oder andere Vorschriften anders nicht einzuhalten
sind oder andere wirtschaftliche Nachteile drohen, beispielsweise niedrigerer Wiederverkaufswert
des Flugzeugs, wenn eine nur geringe Marge („Margin“) gegenüber den ICAO-
Geräuschgrenzwerten vorhanden ist, höhere Flughafennutzungsgebühren oder sogar Betriebsbeschränkungen.
Nachrüstmaßnahmen zur Geräuschminderung werden deshalb erst dann Aussicht auf Anwendung
auf breiter Front haben, wenn für alle Fluglinien und ggf. auch Flugzeughersteller
dieselben Randbedingungen oder Zwänge gegeben sind, entweder durch abgesenkte Lärmgrenzwerte
(dies ist ein langwieriger und mühseliger Prozess in internationaler Abstimmung
in der ICAO) oder durch lokale Vorschriften der Flughäfen in Form von lärmabhängigen Kontingentierungsmaßnahmen
(z.B. Bewegungskontingente wie an den Londoner Flughäfen
und/oder lärmbezogene Start- und Landegebühren wie in Frankfurt). Ein starker Anreiz für
die Fluggesellschaften, geräuschmindernde Maßnahmen zu realisieren, wären erweiterte
Betriebszeiten, z.B. Nachtfluggenehmigungen oder Flüge in den lärmkritischen Tagesrandzeiten
für besonders leise Flugzeuge.
Die Darstellungen in den Kapiteln 4, 5 und 6 haben aufgezeigt, welches Geräuschminderungspotenzial
die akustisch optimierten An- und Abflugverfahren allein und in Kombination
mit technischen Nachrüstmaßnahmen am Flugzeug bieten können. Die Forschungsarbeiten
zu den Flugverfahren sind jedoch noch nicht abgeschlossen, wie u.a. in Abschnitt 4.2.7 für
das deutsche Verbundprojekt LAnAb dargelegt wurde, sondern bedürfen insbesondere der
79

Erweiterung der Datenbasis auf andere Flugzeugmuster und der Einbindung der neuen Verfahren
in reale Flughafenszenarien durch zunächst Simulationsrechnungen.
In einem kürzlich vorgelegten Dokument der International Civil Aviation (ICAO) [46] werden
die folgenden Punkte benannt, die die Einführung von „Noise Abatement Procedures“ beoder
gar verhindern:
• Das Fehlen harmonisierter Anleitungen zu den akustisch optimierten Flugverfahren:
Hier wird in [46] angegeben, dass PANS-OPS (Procedures for Air Navigation Services
- Aircraft Operations) zwar Mindestflughöhen für die verschiedenen Anflugkonfigurationen
und die Reduzierung des Triebwerksschubs vorgeben, die Wahl der Flugprofile
aber dem Piloten überlässt.
• Einschränkungen der Flughafenkapazität: CDA-Verfahren machen es schwieriger, den
Mindestabstand zwischen landenden Flugzeugen genau zu fixieren, so dass es zu
Einbußen in der Flughafenkapazität kommen kann. In den besonders lärmsensitiven
Tagesrandzeiten, wo der Flugverkehr weniger dicht ist als am Tage, wiegt dieser Gesichtspunkt
weniger schwer. Es wurde aber in den Abschnitten 4.2.4.2 und 4.4.4 gezeigt,
dass Kapazitätseinbußen durch entsprechende Flugmanagementsysteme vermieden
werden können.
• Noch nicht ausreichende technische Ausrüstung der Flugzeuge (FMS-Systeme), die
die Anwendung akustisch optimierter Flugverfahren ausschließt.
• Akzeptanz der neuen Flugverfahren durch Piloten und Fluglotsen: Hier ist eine enge
Zusammenarbeit von Flughäfen, der Flugraumkontrolle und -sicherung und den Fluglinien
und ihren Piloten erforderlich, um dieses Hindernis zu beseitigen.
• Das Fehlen von entsprechender Ausbildung und Trainings für Piloten und Fluglotsen:
Auch hier ist eine enge Zusammenarbeit aller am Flugbetrieb Beteiligten erforderlich.
• Ökonomische Zwänge: Die für die Durchführung akustisch optimierter Flugverfahren
notwendige Aufrüstung der Flugmanagementsysteme im Flugzeug wie am Boden verursacht
Kosten, die der Einführung der neuen Verfahren im Wege stehen.
• Mangelnde Information über die akustisch optimierten Fugverfahren.
• Räumliche Situation der Flughäfen in Bezug auf benachbarte Besiedlung oder andere
Einrichtungen kann die Einführung neuer Flugverfahren behindern oder unmöglich machen.
• Geographische oder bauliche Hindernisse in der Flughafenumgebung: siehe vorangegangener
Punkt.
• Möglicherweise veränderte Schadstoffemissionen: CDA-Verfahren wirken sich positiv
auf sowohl das Geräusch, als auch auf die Schadstoffemissionen aus. Das ist aber
nicht zwangsläufig bei allen akustisch optimierten Flugverfahren der Fall, und deshalb
müssen die Einflüsse auf Treibstoffverbrauch und Schadstoffe genau untersucht und
quantifiziert werden.
Die oben im letzten Punkt gemachte Aussage zu den Schadstoffemissionen von CDA-
Verfahren bedarf einer Erläuterung: Vergleicht man den Treibstoffverbrauch eines CDA mit
dem eines LDLP-Anflugs, bei dem die Zwischenanflughöhe wie in der Praxis üblich länger
als flugmechanisch notwendig eingehalten wird, dann sind Treibstoffverbrauch und Schadstoffemission
beim CDA geringer. Das ist auch Ergebnis der LAnAb-Untersuchungen für den
A320, siehe hierzu Bild 12 in [16] oder Bild 50 in [3]. Vergleicht man aber mit einem optimierten
LDLP-Anflug, bei dem die Zwischenanflughöhe kurz ist (ca. 3 NM), dann hat der CDA
einen höheren Treibstoffverbrauch. Der Grund dafür liegt in der längeren Flugzeit beim CDA,
da früher Geschwindigkeit abgebaut, damit länger mit Leerlaufschub geflogen und dabei
natürlich auch Treibstoff verbraucht wird. Dies ist das Ergebnis der AWIATOR Full Flight Simulator
Untersuchungen mit dem A340, siehe hierzu Abschnitt 4.3.3, Seiten 36 und 37.
80

Im United Kingdom wurde von einer aus Vertretern von „airlines, air traffic control, airports,
the Civil Aviation Authority (CAA) and the Department for Transport (DfT)“ bestehenden Arbeitsgruppe
ein „voluntary“ „Industry Code of Practice“ für die Anwendung von CDA-
Verfahren mit der folgenden Zielrichtung erarbeitet [48]: „The key factor identified is the noise
benefit that can be obtained from greater achievement of continuous descent approaches
(CDA). In addition to noise benefit, the use of CDA techniques also reduces fuel burn and
hence emissions thereby producing an overall environmental benefit and a cost saving to
airline operators”, wobei natürlich der Flugsicherheit höchste Priorität eingeräumt wurde:
“Nothing in this Code shall take precedence over the requirement for safe operation and control
of aircraft at all times.” Als Anwendungsempfehlung wurde gegeben: “Except in exceptional
circumstances, the CDAs are to be employed at all times for aircraft inbound to Heathrow,
Gatwick & Stansted.“ Für die CDA-Verfahren werden in [48] keine detaillierten Höhenprofile
vorgeschrieben, sondern “For practical purposes a working definition of CDA as defined
in AIP for Heathrow, Gatwick and Stansted is as follows: an arrival is classified as a
CDA if it contains, below an altitude of 6000 ft: – no level flight; or – one phase of level flight
not longer than 2.5 NM”.
Die Angaben zur tatsächlichen Anwendung von CDA-Verfahren auf den Londoner Flughäfen
schwanken zwischen 82% und 95% in dem Zeitraum zwischen 7:00 und 23:00 Uhr, siehe
Kraft [49].
In Deutschland werden CDA-Verfahren nur am Flughafen Frankfurt in der Zeit von 23:00 bis
5:00 Uhr praktiziert, wobei aber ebenso wie im United Kingdom – keine detaillierten Flugprofile
vorgeschrieben sind. Statistische Angaben zur tatsächlichen Anwendung von CDA-
Verfahren in Frankfurt existieren zur Zeit nicht, es werden aber derzeit wohl Arbeiten zur
Erfassung solcher Daten durchgeführt.
Die oben aufgeführten Punkte machen deutlich, dass bis zur weitgehenden Einführung akustisch
optimierter Flugverfahren in Deutschland einige Fragen und Probleme beantwortet bzw.
gelöst werden müssen, auf der Seite der Forschung wie auf der Seite der Fluglinien und des
Flughafenbetriebs. Haupthindernis für die Einführung dürften genau wie bei den technischen
Nachrüstungsmaßnahmen die wirtschaftlichen Zwänge im Wettbewerb der Fluglinien untereinander
sein. Nur wenn für alle dieselben Randbedingungen und Vorschriften gelten, ist die
Einführung neuer Flugverfahren in Deutschland in naher Zukunft zu erwarten.
8 Politische Instrumente zur Förderung der Lärmminderung an der
Quelle – Bonusliste
8.1 Einführung
Nach Annex 16 zum Abkommen von Chicago über die Internationale Zivilluftfahrt (ICAO-
Vertrag) [50] sind Flugzeuge in verschiedene Lärmkategorien eingeteilt. Dabei müssen die
Flugzeuge in Abhängigkeit von Antriebsart, Motorenanzahl und Gewicht an drei Messpunkten
(Flyover, Sideline, Approach) bestimmte Lärmgrenzwerte einhalten. Flugzeuge ohne
diese Lärmzertifizierung dürfen seit dem 1. Januar 1988 nur noch mit einer besonderen Ausnahmegenehmigung
auf europäischen Flughäfen operieren. Auch lärmzertifizierte Flugzeuge
nach Kapitel 2 des Anhangs 16 des ICAO-Vertrags dürfen seit dem 1. April 2002 (von Ausnahmen
für z. B. Hilfsgüterflüge abgesehen) in Europa nicht mehr genutzt werden. Dies bedeutet,
dass nur noch Fluggerät eingesetzt werden darf, das mindestens die Anforderungen
des Kapitels 3 des oben genannten Anhangs erfüllt. Eine weitergehende Differenzierung
zwischen Flugzeugen innerhalb des Kapitels 3 wurde auf ICAO-Ebene nicht verfolgt.
Die Bonusliste [51] wurde 1994 in Deutschland eingeführt, um eine Unterscheidung verschieden
lauter Flugzeuge innerhalb von Kapitel 3 zu ermöglichen. Das Verfahren stützt sich
auf Messdaten der größeren deutschen Flughäfen. Dazu werden alle Flugzeuge anhand
ihrer Maximum Take Off Mass (MTOM) und der Anzahl der Triebwerke in Klassen eingeteilt,
81

für die ein Klassenlärmmittelwert berechnet wird. Darüber hinaus wird für jeden Flugzeugtyp
innerhalb der jeweiligen Klassen ein Typenlärmmittelwert berechnet. Beide Mittelwerte ergeben
sich aus einer logarithmischen Mittelung von Einzelereignispegeln. Unterschreitet der
Typenmittelwert den Klassenmittelwert, wird der Flugzeugtyp in die Bonusliste aufgenommen.
Erhöht sich der Typenmittelwert eines Bonuslistenflugzeugs über den Klassenmittelwert,
gilt im Rahmen eines Bestandsschutzes für den betreffenden Flugzeugtyp eine fünfjährige
Frist, nach der dieser erst von der Bonusliste gestrichen wird. Das Verfahren vergleicht
ausschließlich relative Unterschiede zwischen Klassenmittelwert und Typenmittelwert. Bei
der Bonusliste handelt es sich um ein freiwilliges Instrument, welches von den Genehmigungsbehörden
der Länder angewandt werden kann. Die Bonusliste wurde vom BMVBS als
sachverständige Bewertung von Flugzeugtypen unter Lärmgesichtspunkten erarbeitet. Ein
wesentliches Merkmal des Bonuslistenverfahrens ist seine Dynamik. Mit der Zunahme der
Bewegungen „besonders geräuscharmer“ Flugzeugtypen nimmt der Klassenmittelwert im
Laufe der Zeit ab. Dies setzt allerdings eine regelmäßige Überarbeitung voraus.
Flugzeuge, die nach dem 1. Januar 2006 zugelassen werden, müssen die Kriterien des neu
eingeführten Kapitels 4 des Anhangs 16 des ICAO-Vertrags erfüllen. Folgende Voraussetzungen
müssen zur Erlangung des Zertifizierungsstandards nach Kapitel 4 erfüllt sein:
• Unterschreitung des kumulativen Lärms an den drei Messpunkten gegenüber Kapitel 3
um mehr als 10 EPNdB und
• Summe der kumulativen Lärmunterschreitung gegenüber Kapitel 3 an zwei Messpunkten
um mehr als 2 EPNdB und
• keine Überschreitung der Lärmwerte gegenüber Kapitel 3 an einem oder mehreren
Messpunkten erlaubt.
Viele der heutigen Kapitel 3-Flugzeuge erfüllen auch die Kriterien des Kapitels 4 und könnten
grundsätzlich auch zu Kapitel 4-Flugzeugen umzertifiziert werden. Diese Umzertifizierung ist
allerdings unterschiedlich aufwändig und müsste für jedes einzelne Flugzeug durchgeführt
werden.
8.2 Anwendung der Bonusliste
Ursprünglich wurde die Bonusliste eingeführt, um den Flughäfen ein einheitliches Instrument
zur Entgeltdifferenzierung an die Hand zu geben. Im Rahmen der Entgeltberechnung können
die Flughafenbetreiber die Bonusliste als Kriterium zur Differenzierung der Landeentgelte
einsetzen. Dabei erhalten die lärmärmeren Flugzeugtypen der Bonusliste gegenüber den
lauteren Flugzeugen einen Nachlass auf die zu zahlenden Entgelte. Durch diese Nachlässe
soll ein Anreiz zur Nutzung lärmärmeren Fluggeräts geschaffen werden.
Heute wird die Bonusliste für zwei verschiedene Aufgaben angewendet:
• zur Differenzierung von Flughafenentgelten und
• als Unterscheidungskriterium zur Festlegung partieller Betriebsbeschränkungen.
Partielle Betriebsbeschränkungen finden insbesondere in Bezug auf Nachtflüge sowie Flüge
zu Tagesrandzeiten Anwendung. So soll die Lärmbelastung der Bevölkerung zu sensibleren
Zeiten reduziert werden. Auch durch partielle Betriebsbeschränkungen weniger geräuscharmen
Fluggerätes ergibt sich ein Anreizcharakter, da eine potenzielle Einschränkung von Betriebsrechten
die Fluggesellschaften in ihren operativen Gestaltungsspielräumen beschneidet
und dies unmittelbare ökonomische Auswirkungen mit sich bringt.
Die praktischen und juristischen Konsequenzen dieser beiden Anwendungsfälle stellen sehr
unterschiedliche Anforderungen an das Instrument Bonusliste. Während die ursprüngliche
Anwendung als ökonomisches Steuerungsinstrument in ihrer Konsequenz relativ unproblematisch
ist, erwächst aus der Marktwirksamkeit von Betriebsbeschränkungen die Notwendigkeit
eines sachlich gerechtfertigten und fairen Ansatzes. Aus diesem Grund wird diese
82

Anwendung sowie die sich daraus ergebenden Konsequenzen im Folgenden sowohl juristisch
als auch sachlich näher beleuchtet.
8.2.1 Bonusliste und Betriebsbeschränkungen
Durch die Erteilung der Betriebsgenehmigung für Flughafenbetreiber durch die jeweiligen
Landesbehörden nach § 6 LuftVG [52] kann auf die Bonusliste Bezug genommen werden, da
nach Absatz 2 Satz 1 der Schutz vor Fluglärm angemessen berücksichtigt werden soll. Ebenso
ist eine Änderung bestehender Betriebsgenehmigungen über § 6 Absatz 4 LuftVG
möglich. Dabei ist allerdings ein angemessener Ausgleich zwischen den Betroffenen zu finden:
• Berücksichtigung der Bedürfnisse von Flughafenanwohnern als Betroffene des Fluglärms
und
• Berücksichtigung einer ausreichenden Planungssicherheit für die Fluggesellschaften.
Betriebsbeschränkungen an Flughäfen sind im Rahmen der Richtlinie 2002/30/EG [53] über
„Regeln und Verfahren für lärmbedingte Betriebsbeschränkungen auf Flughäfen der Gemeinschaft“
(„Betriebsbeschränkungsrichtlinie“) europarechtlich für die Flughäfen der Mitgliedsstaaten
geregelt. Diese Richtlinie ist in den §§ 48a ff. Luftverkehrs-Zulassungs-
Ordnung (LuftVZO) [54] in nationales Recht umgesetzt worden.
Unter Betriebsbeschränkungen versteht die Richtlinie nach Art. 2 lit. e „lärmrelevante Maßnahmen
zur Begrenzung oder Reduzierung des Zugangs ziviler Unterschallflugzeuge zu
einem Flughafen. Darin eingeschlossen sind Betriebsbeschränkungen, durch die knapp die
Vorschriften (des ICAO-Kapitels 3) erfüllende Luftfahrzeuge (vgl. Art. 2 lit. d) von bestimmten
Flughäfen abgezogen werden sollen, sowie partielle Betriebsbeschränkungen, die den Betrieb
ziviler Unterschallflugzeuge je nach Zeitraum einschränken.“
Betriebsbeschränkungen sind damit in erster Linie Maßnahmen, die
• bestimmte Luftfahrzeuge von einem Flughafen ausschließen oder
• bestimmten Luftfahrzeugen den Zugang zeitlich beschränken (partielle Betriebsbeschränkung).
Würde die Bonusliste in ihrer heutigen Ausgestaltung neu überarbeitet, wäre grundsätzlich
denkbar, dass auch ein nach ICAO-Kapitel 4 eingestuftes Flugzeug bei einer Überschreitung
des Klassenmittelwertes aus der Bonusliste herausfallen würde. In einer Typenklasse mit
ausschließlich Kapitel 4-Flugzeugen wäre dies durchaus möglich. Es stellt sich daher die
Frage, inwiefern dann resultierende Betriebsbeschränkungen von Kapitel 4-Flugzeugen
rechtlich zu bewerten sind.
8.2.2 Kapitel 4 und Betriebsbeschränkungen
Auf Betriebsbeschränkungen für Kapitel 4-Flugzeuge wird in der Richtlinie 2002/30/EG [53]
nicht explizit eingegangen. Lediglich Art. 6 Abs. 2 der Richtlinie spricht unter der Überschrift
„Betriebsbeschränkungen mit dem Ziel eines Abzuges von knapp die Vorschriften erfüllenden
Luftfahrzeugen“ die neuen Lärmhöchstwerte des ICAO-Kapitels 4 an. So können auf
„Stadtflughäfen strengere Maßnahmen hinsichtlich der Begriffsbestimmung der knapp die
Vorschriften erfüllenden Luftfahrzeuge eingeführt werden, sofern diese Maßnahmen nicht
zivile Unterschallflugzeuge betreffen, die laut ihrer ursprünglichen Bescheinigung oder ihrer
Neubescheinigung den Lärmstandards des Bands 1 Teil II Kapitel 4 des Anhangs 16 des
Abkommens über die internationale Zivilluftfahrt entsprechen“. Eine generelle Betriebsbeschränkung
von Kapitel 4-Flugzeugen ist somit nach dieser Richtlinie ausgeschlossen.
Allerdings könnten partielle Betriebsbeschränkungen von Kapitel 4-Flugzeugen möglicherweise
dennoch erlaubt sein. Dabei sind Konstellationen denkbar, in denen der Verhältnismäßigkeitsgrundsatz
Anwendung findet. Sollte es an einem Flughafen mit besonderem
83

Lärmproblem außer dem je nach Zeitraum eingeschränkten Betrieb keine weitere Maßnahme
geben, die ebenso das geplante Ziel erreicht ohne einschneidender in die Rechte des
Betroffenen einzugreifen und nicht außer Verhältnis zum angestrebten Ziel der Lärmreduzierung
steht, wäre demnach eine partielle Betriebsbeschränkung von Kapitel 4-Flugzeugen
denkbar. Die Frage nach dem Erlass partieller Betriebsbeschränkungen für Kapitel 4-
Flugzeuge ist allerdings bisher rechtlich nicht abschließend geklärt (UBA [55], S. 32).
Bei allen Arten von Betriebsbeschränkungen ist grundsätzlich zu beachten, dass sie nicht für
alle Flughäfen allgemeingültig festgelegt werden dürfen, sondern nur nach einer Prüfung der
individuellen Situation jedes einzelnen Flughafens. Art. 4 Abs. 1 der Richtlinie 2002/30/EG
[53] sieht dazu einen „Balanced Approach“ vor, bei dem die Betriebsbeschränkungen als
eine Maßnahme zur Lösung des Lärmproblems im Kontext mit weiteren Maßnahmen (u. a.
Lärmreduktion an der Quelle, Flächennutzungsplanung, lärmmindernde Flugverfahren) gesehen
werden müssen (Art. 2 lit. g der oben genannten Richtlinie).
8.2.3 Kapitel 4 und Bonusliste
Zuletzt stellt sich die Frage, ob Bonuslisten als fluggerätbezogene Beschränkungen nach der
Richtlinie 2002/30/EG [53] zur Verschiebung von Lärmstandards möglich sind. Einziger Anhaltspunkt
ist hier wiederum Art. 6 Abs. 2 der Richtlinie. So wird aus diesem Passus gelesen,
dass innerhalb der EU gleiche Regelungen für Kapitel 4-Flugzeuge gelten sollen. Als Konsequenz
daraus kann es keine Differenzierung innerhalb der Kategorie der Kapitel 4-Flugzeuge
geben. Begründet wird dies mit dem Harmonisierungswillen der Kommission zu Betriebsbeschränkungen
von Kapitel 3- und Kapitel 4-Flugzeugen. Fraglich erscheint dieses Ziel allerdings
in Hinblick auf den 7. Erwägungspunkt der Richtlinie 2002/30/EG, der „auf Flughäfen
mit weitgehend vergleichbaren Lärmproblemen“ Bezug nimmt, um dort die gleichen Betriebsbeschränkungen
einzuführen. Gemeinsamer Anknüpfungspunkt ist also nicht die Differenzierung
zwischen Kapitel 3- und Kapitel 4-Flugzeugen, sondern die einheitliche Betrachtung
von Flughäfen mit weitgehend vergleichbaren Lärmproblemen.
Vielmehr spricht ein „erst-recht“-Schluss dafür, dass weitere Ausdifferenzierungen von Lärmstandards
nicht möglich sind. So sind zwar nach Art. 6 Abs. 2 der Richtlinie 2002/30/EG [53]
strengere Maßstäbe für knapp die Vorschriften erfüllenden Luftfahrzeuge an Stadtflughäfen
erlaubt, diese Maßnahmen werden aber von den Kapitel 4-Kriterien begrenzt. Somit können
nicht an Stadtflughäfen, erst recht aber nicht an anderen Flughäfen, strengere Lärmstandards
eingeführt werden. Gestützt wird dies von Art. 4 Abs. 4 der Richtlinie, der für leistungsbedingte
Betriebsbeschränkungen auf die Lärmwerte des ICAO-Anhangs 16 abstellt.
Damit ist eine weitere Differenzierung innerhalb eines Annex-Kapitels, z. B. Kapitel 4-
Flugzeuge plus Bonusliste, unzulässig.
8.2.4 Betriebsbeschränkungen und „Balanced Approach“
Wie bereits angedeutet, sind bei Anwendung von Betriebsbeschränkungen des Luftverkehrs
an Flughäfen in Deutschland die Regelungen des sogenannten „Balanced Approach“ [56] zu
beachten. Diese sind international durch Vorgaben der ICAO sowie im Europarecht verankert
und sind auch in nationales deutsches Recht umgesetzt.
8.2.4.1 ICAO-Vorgaben
Die 33. Versammlung der ICAO tagte vom 25.9. – 5.10.2001 in Montreal und nahm Resolution
A33-7 [57] an, die das Fluglärmproblem in der Nähe von Flughäfen behandelt. Notwendig
geworden war die Befassung mit diesem Thema aufgrund des sogenannten „Hushkit“-
Konfliktes zwischen der EG und den USA, der den grundsätzlichen Ausschluss von umgerüsteten
Kapitel 2-Flugzeugen aus dem Luftraum der Europäischen Gemeinschaft vorsah
(Giesecke/Wysk in Hobe/von Ruckteschell [58], Teil I, Kapitel H, Rn. 70). Anstatt eines globalen
Ansatzes zur endgültigen Ausmusterung bestimmter ICAO-zertifizierter Flugzeuge,
sollen flexiblere Maßnahmen zu lärmbedingten Betriebsbeschränkungen auf der Grundlage
eines flughafenbezogenen Verfahrens („airport-by-airport“) und in Verbindung mit einer Prü-
84

fung auch anderer Möglichkeiten der Lärmreduzierung getroffen werden können [58], Kapitel
86, Rn. 45).
Anhang C der oben genannten Resolution [57] beinhalt somit das Verfahrenskonzept des
„ausgewogenen Ansatzes“ („balanced approach“), der zur Lösung der Lärmprobleme auf die
Anwendung von vier hauptrangigen Prinzipien („principal elements“) abstellt:
• Lärmminderung an der Quelle,
• Flächennutzungsplanung,
• lärmmindernde Betriebsverfahren und
• Betriebsbeschränkungen.
„Das Wort „hauptrangig“ weist in diesem Zusammenhang darauf hin, dass diese vier Säulen
die Hauptansatzpunkte sind, jedoch keinen abschließenden Maßnahmenkatalog darstellen“
(Giesecke [59], S. 54). Außerdem ist zu beachten, dass die vier Prinzipien in keiner Rangordnung
zueinander stehen. Vielmehr wird in Resolution A33-7, Appendix C, Nr. 3, d) [57]
davon gesprochen, dass Betriebsbeschränkungen nicht als erstes Mittel, sondern erst nach
Abwägung der durch andere Maßnahmen des „ausgewogenen Ansatzes“ zu erreichende
Vorteile, angewandt werden sollen. „Dies ist der Kompromiss zwischen der Ansicht, die alle
vier Maßnahmen gleichwertig nebeneinander anwendbar wissen wollte, und jener, die Betriebbeschränkungen
als letztes Mittel verstanden haben wollte. Daher wurde sich schließlich
auf die Bezeichnung „nicht als erstes Mittel“ geeinigt (Giesecke [59], FN 245).
Anhang E der Resolution [57] beschäftigt sich dann im speziellen mit Betriebsbeschränkungen
zur Verminderung von Fluglärm. Dabei ist insbesondere zu berücksichtigen, dass nach
A33-7, Appendix E, Nr. 2 in Bezug auf Kapitel 3-Flugzeuge vom Vorrang des Abzuges lauterer
Flugzeuge und der Anwendung des „ausgewogenen Ansatzes“ ausgegangen wird. Außerdem
stellt A33-7, Appendix E, Nr. 3 weitere Voraussetzungen auf, die erfüllt werden müssen,
wenn Betriebsbeschränkungen für Kapitel 3-Flugzeuge eingeführt werden sollen. Dabei
ist zu beachten, dass diese Regelungen sowohl für originär zertifizierte als auch rezertifizierte
Kapitel 3-Flugzeuge Geltung beanspruchen, mithin der „ausgewogene Ansatz“ gemäß
A33-7, Appendix E, Nr. 3, b) für alle Kapitel 3-Flugzeuge anzuwenden ist.
In Bezug auf Kapitel 4-Flugzeuge sollen Betriebsbeschränkungen nach A33-7, Appendix E,
Nr. 4 [57] ausgeschlossen werden.
Die Vorgaben aus der Resolution A33-7 [57] sind rechtlich zwar nicht verbindlich, führen aber
zu einer de-facto Bindungswirkung. So ist ein Abweichen von diesen Vorgaben nicht
völkerrechtswidrig, kann aber zu ernsthaften Konsequenzen im zwischenstaatlichen politischen
Bereich führen (Hobe et al [60], S. 8).
In Resolution A33-7, Appendix C, Nr. 6 [57] wird der Rat weiterhin aufgefordert, notwendige
ICAO-Leitlinien zu entwickeln, um Staaten bei der Einführung des „ausgewogenen Ansatzes“
zu assistieren, insbesondere in Bezug auf die einzelnen Maßnahmen und deren Verhältnis
zu einander. Mit Dokument 9829 AN/451 [56] ist der Rat dieser Aufforderung nachgekommen.
Dabei wird in der Einleitung unter Punkt 1.2.3 wiederholt, dass Betriebsbeschränkungen
nicht als erstes Mittel angewendet werden sollen. Vielmehr stellt Punkt 7.1.5 klar, dass
Betriebsbeschränkungen für Kapitel 3-Flugzeuge nicht vor dem Ausscheiden lauterer Flugzeuge
und den anderen Maßnahmen des „ausgewogenen Ansatzes“ eingeführt werden sollen.
Sollten Kapitel 3-Flugzeuge hingegen doch im Betrieb beschränkt werden, gelten die
Voraussetzungen des Punktes 7.1.8 für alle Kapitel 3-Flugzeuge. Eine Beschränkung von
Kapitel 4-Flugzeugen soll Punkt 7.1.6 ausschließen. Diese Leitlinien der ICAO sind unterhalb
der SARPs anzuordnen und bewirken keine direkte Bindungswirkung für die Vertragsstaaten
der ICAO, sondern können bei der Auslegung herangezogen werden.
Der „ausgewogene Ansatz“ ist in Resolution A35-5 [62] der Versammlung vom 8.10.2004
85

estätigt worden.
8.2.4.2 Europarecht
In Europa ist am 26.3.2002 die Richtlinie 2002/30/EG [53] über Regeln und Verfahren für
lärmbedingte Betriebsbeschränkungen auf Flughäfen der Gemeinschaft erlassen worden.
Durch die Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 925/1999 nach Artikel 15 der Richtlinie ist der
„Hushkit“-Konflikt mit den USA beigelegt worden. Ausdrücklich auf die Resolution der 33.
ICAO-Versammlung [57] Bezug nehmend, wird nach den Erwägungsgründen 7 und 10 der
„ausgewogene Ansatz“ als Verfahrenskonzept auf europarechtlicher Ebene übernommen.
Der „ausgewogene Ansatz“ wird in Art. 2 g) der Richtlinie definiert, wobei die Definition in
vollem Umfang der Definition der ICAO-Resolution entspricht. „Für die Auslegung des „Balanced
Approach“ auf der Ebene des Gemeinschaftsrechts ist damit die Resolution A33-7
sowie erläuternde Dokumente entscheidend (UBA [55], S.12). Damit ist auch das Dokument
9829 AN/451 [56] als ICAO-Richtlinie bei der Auslegung zu beachten. Somit werden die zuständigen
Behörden bei Entscheidungen über lärmbedingte Betriebsbeschränkungen auf
Flughäfen in der Gemeinschaft verpflichtet, möglichst einheitliche Beurteilungsregeln und
Abwägungsverfahren gemäß der Richtlinie anzuwenden (Giemulla [63], LuftVZO, vor § 48a
ff, S. 1f). Sowohl die Ausmusterung als auch die partiellen Betriebsbeschränkungen nach
Zeitraum (z.B. Nachtflugverbote) müssen den Anforderungen der Richtlinie entsprechen.
In Bezug auf Betriebsbeschränkungen für Kapitel 4-Flugzeuge ist zu beachten, dass dieser
Zertifizierungsstandard lediglich in Artikel 6 Absatz 2 der Richtlinie 2002/30/EG [53] genannt
wird. Aufgrund der Tatsache, dass auf Stadtflughäfen zwar strengere Maßnahmen zum
Lärmschutz ergriffen werden können, allerdings nicht Kapitel 4-Flugzeuge beschränken dürfen,
ließe sich folgender Schluss ziehen: „Wenn aber bereits an Stadtflughäfen, auf denen
strengere Maßstäbe möglich sind, die Verschärfung der Lärmstandards des Betriebes von
Kapitel 4-Luftfahrzeugen von der Richtlinie ausdrücklich untersagt wird, muss dieses Verbot
erst recht auf Flughäfen im Sinne von Artikel 2 a) gelten.“ (Hobe et al [61] S. 201 ff). Insbesondere
vor dem Hintergrund der Beilegung des „Hushkit“-Konflikts scheint diese Interpretation
belastbar, da ein gegenteiliges Handeln wiederum in Konflikt mit ICAO-Standards geriete.
8.2.4.3 Nationales Recht
Durch die Achte Verordnung zur Änderung der LuftVZO vom 4.4.2005 [64] wurden §§ 48a-f
LuftVZO eingefügt und damit die oben genannte Richtlinie 2002/30/EG [53] in nationales
Recht umgesetzt. Als zweiter Unterabschnitt des dritten Abschnitts „Flugplätze“ wurden Regelungen
zu lärmbedingten Betriebsbeschränkungen von knapp die Vorschriften erfüllenden
zivilen Unterschallstrahlflugzeugen an Flughäfen eingeführt. Somit ist der Anwendungsbereich
dieser Normen auf besonders laute Flugzeuge beschränkt. Nach § 48b Absatz 3 Satz 1
LuftVZO können Betriebsbeschränkungen durch die Luftfahrtbehörden aber nur dann ausgesprochen
werden, wenn unter Beachtung des „ausgewogenen Ansatzes“ alle danach möglichen
Maßnahmen zur Lösung des Lärmproblems an dem jeweiligen Flughafen geprüft worden
sind. In Einklang zu den internationalen und europarechtlichen Vorgaben wird der „ausgewogene
Ansatz“ in § 48a Nr. 6 LuftVZO bestimmt.
8.3 Bonusliste – Fortschreibung oder Neugestaltung?
Wie oben bereits erwähnt, war das Bonuslistenverfahren ursprünglich für die Differenzierung
von Flughafenentgelten vorgesehen, um Fluggesellschaften einen Anreiz zum Einsatz leiseren
Fluggerätes zu geben. Hauptgrund war der Einsatz von umgerüsteten Kapitel 2-
Flugzeugen, welche die Kriterien des ICAO-Kapitels 3 nur eingeschränkt 2 erfüllen und damit
als verhältnismäßig laut anzusehen sind. An einigen Flughäfen (vgl. Anhang A) wird das Verfahren
zusätzlich für partielle Betriebsbeschränkungen, z. B. als Ausschlusskriterium von
2 Hier ist nicht die Definition aus RL 2002/30/EG [4] gemeint, sondern Flugzeuge, die aus dem Kapitel 2 mittels
sogenannter „Hush-Kits“ umgerüstet wurden und auch dann nur unter Inanspruchnahme der „Trade-off“-
Regelung die Vorschriften des Kapitels 3 erfüllten
86

Nicht-Bonuslistenflugzeugen in den Nachtstunden, angewendet.
Die Bonusliste ist seit dem Jahr 2003 nicht mehr überarbeitet worden und daher nicht mehr
auf dem aktuellsten Stand. Aktualisierungen gehören aber aufgrund der oben beschriebenen
Dynamik zum Konzept des Bonuslistenverfahrens. Erst durch zyklische Aktualisierungen
einhergehend mit der Verjüngerung der Luftfahrzeugflotte können sich die Typenklassenmittelwerte
reduzieren, wodurch ältere und lautere Flugzeugmuster aus der Liste der „besonders
geräuscharmen“ Flugzeuge herausfallen. Dies erst erzielt den eigentlichen Sinn der
Bonusliste, nämlich den Anreiz zum Einsatz leiseren Fluggerätes.
8.3.1 Veränderte rechtliche Rahmenbedingungen
Insofern stünde eine Überarbeitung der Bonusliste dringend an. Allerdings haben sich gegenüber
früheren Jahren die Rahmenbedingungen geändert. Ein wesentlicher Grund zur
Einführung der Bonusliste in ihrer bisherigen Form waren fehlende internationale Regelungen,
um zwischen „geräuscharmen“ und „besonders geräuscharmen“ Flugzeugen unterscheiden
zu können. Dies hat sich auf internationaler Ebene seit 2006 durch die Einführung
des Kapitels 4 im Annex 16 zum ICAO-Vertrag [50] geändert, da nun eine Lärmzertifizierungsstufe
mit schärferen Anforderungen als die des Kapitels 3 zur Verfügung steht. Darüber
hinaus wurde in der EU mit der Richtlinie 2002/30/EG [53] ein europaweites Verfahrenswerk
zur Regelung lärmbedingter Betriebsbeschränkungen geschaffen, das sich ebenfalls auf die
Anwendung der Bonusliste auswirkt. Durch die Umsetzung der Richtlinie in nationales Recht
sind die Bestimmungen auch für Deutschland bindend.
Wie oben bereits erläutert, besteht bei einer reinen Fortschreibung der Bonusliste nach dem
bisher angewandten Verfahren – zumindest grundsätzlich – die Möglichkeit, dass ein nach
ICAO-Kapitel 4 eingestuftes Flugzeug bei einer Überschreitung des Klassenmittelwertes von
der Liste gestrichen würde. Beispielsweise könnte durch die neue Boeing 787 der Lärmmittelwert
soweit absinken, dass andere Flugzeuge der gleichen Klasse, obwohl sie eine Kapitel
4-Einstufung besitzen, den Klassenmittelwert überschreiten und damit aus der Bonusliste
fielen.
Wird die Bonusliste ausschließlich zur Differenzierung von Flughafenentgelten angewendet,
wäre eine solche Streichung weniger problematisch. Bei einer Betriebsbeschränkung mit
Hilfe der Bonusliste hingegen, die den betroffenen Flugzeugtyp zu gewissen Zeiten von einem
Flughafen ausschließt, würde die Regelung im Widerspruch zu den Festsetzungen der
Richtlinie 2002/30/EG [53] stehen. Theoretisch vorstellbar wäre eine partielle Betriebsbeschränkung,
deren rechtliche Gültigkeit, wie erwähnt, nicht geklärt ist. Zudem ist dabei der
„Balanced Approach“ zu beachten.
Eine Fortschreibung der Bonusliste kann folglich nur zur Festlegung von Flughafenentgelten
sinnvoll angewendet werden, da für zeitliche Betriebsbeschränkungen eine Rechtsunsicherheit
in Verbindung mit ICAO-Kapitel 4 besteht. Eine generelle Betriebsbeschränkung für bestimmte
Kapitel 4-Flugzeuge durch die Bonusliste ist nicht möglich. Flughäfen, welche die
Bonusliste heute zum Ausschluss von bestimmten Flugzeugen zu bestimmten Zeiten verwenden,
könnten eine fortgeschriebene Bonusliste möglicherweise nicht mehr anwenden, da
in der Regel der aktuell gültige Stand maßgebend ist.
Die rechtlichen Erwägungen lassen somit eine Fortschreibung der Bonusliste als nicht sinnvoll
erscheinen. Hinzu kommt die eingeschränkte Wirksamkeit als Instrument der Entgeltdifferenzierung,
da letztlich nur zwischen Flugzeugen nach Kapitel 3 und nach Bonusliste unterschieden
wird. Ein Festhalten an der Bonusliste scheint auch aufgrund weiterer Kritikpunkte
wie z. B. einer gewissen Intransparenz des Verfahrens und Mängeln bei der Festlegung
der Flugzeugklassen nicht ratsam.
87

8.3.2 Ansatz für eine Neugestaltung der Bonusliste
Wenn also eine Fortschreibung der Bonusliste nach den bisherigen Prinzipien vor dem Hintergrund
der geänderten internationalen Rahmenbedingungen nicht mehr empfohlen werden
kann, stellt sich also die Frage, wie die Bonusliste zukünftig aussehen sollte. Bei einer Umgestaltung
der Bonusliste sind beide auf Seite 82 genannten Anwendungsfälle (Entgeltdifferenzierung
und Betriebsbeschränkungen) zu berücksichtigen. Zudem sind die oben genannten
Regelungen der EU und der ICAO einzuhalten, in deren Rahmen sich eine Bonusliste
bewegen muss, um einen EU-weit fairen Wettbewerb zwischen den Beteiligten am Luftverkehr
sicher zu stellen.
Wie bereits erwähnt, ergeben sich aus der Marktwirksamkeit von Betriebsbeschränkungen
die weitreichenderen Konsequenzen. Aus diesem Grund soll bei der Neugestaltung der Bonusliste
das Hauptaugenmerk zunächst auf diese Anwendung gerichtet sein.
Wichtigster Aspekt bei der Neugestaltung der Bonusliste ist die Festlegung des Mindestkriteriums,
dass ein Flugzeug erfüllen muss, um auf die Bonusliste zu gelangen. Hierzu geben
die internationalen Regularien einige Anhaltspunkte. Zunächst findet sich in Erwägungspunkt
4 der Richtlinie 2002/30/EG [53] der Hinweis: „Der in Kapitel 4 angegebene Höchstwert wurde
für die Zulassung von Luftfahrzeugen und nicht als Grundlage für Betriebsbeschränkungen
festgelegt“. Somit kann eine Zertifizierung nach Kapitel 4 als notwendiges Kriterium für
die Bonusliste zur Einführung von Betriebsbeschränkungen nicht herangezogen werden.
Gleichwohl definiert diese Richtlinie Luftfahrzeuge, deren kumulative Marge die in Kapitel 3
festgelegten Höchstwerte um weniger als 5 EPNdB unterschreitet als “Knapp die Vorschriften
erfüllendes Luftfahrzeug“. Es würde somit dem Sinn einer Bonusliste widersprechen,
solche Luftfahrzeuge darin mit aufzunehmen. Folglich ergibt sich eine kumulative Marge von
5 EPNdB als Mindestanforderung an ein zukünftiges Bonuslistenkriterium. Das Gestaltungsfeld
bildet sich somit zwischen 5 EPNdB und dem Lärmgrenzwert des Kapitels 4, 10 EPNdB,
ab. Der Bericht der Kommission vom 15.2.2008 zum Thema „lärmbedingte Betriebsbeschränkungen
an EU-Flughäfen“ [65] zeigt, dass es einen Flughafen in der EU gibt, der eine
Marge von 8 EPNdB als Kriterium für Betriebsbeschränkungen einsetzt.
Eine Auswertung der EASA Luftfahrzeugdatenbank TCDSN [66] ergibt folgendes Bild:
Unterschreitung des kumulativen Lärms an den drei Messpunkten gegenüber Kapitel 3 Grenzwert
EPNdB-Werte der aktuellen Bonuslisten-Flugzeuge, die nicht die Anforderungen des Kapitels 4 erfüllen
8 - 10 EPNdB
220 Flugzeuge
0 - 5 EPNdB 5 - 8 EPNdB
8 - 10 EPNdB > 10 EPNdB
88
5 - 8 EPNdB
117 Flugzeuge
Bild 66: Auswertung der EASA Luftfahrzeugdatenbank TCDSN [66].
> 10 EPNdB
57 Flugzeuge
0 - 5 EPNdB
33 Flugzeuge
Quelle: EASA, eigene Berechnungen

In der EASA Luftfahrzeugdatenbank sind derzeit die Lärmdaten von rund 7.800 Flugzeugen
erfasst. Allerdings operieren nicht alle in dieser Liste erfassten Flugzeuge auch in Deutschland.
Bild 66 zeigt die jeweilige kumulative Marge der Kapitel 3-Flugzeuge, die Teil der aktuellen
Bonusliste sind. Es fällt auf, dass heute noch 33 Flugzeuge auf der Bonusliste stehen,
die entsprechend Richtlinie 2002/30/EG [53] als “Knapp die Vorschriften erfüllendes Luftfahrzeug“
gelten. Diese müssten, wie oben gezeigt, bei einer Umgestaltung von der Bonusliste
gestrichen werden. Sollte das Kriterium auf 8 EPNdB angehoben werden, steigt die Betroffenheit
um weitere 117 Flugzeuge an. Die Auswirkungen einer Anhebung des Grenzkriteriums
von 8 auf 10 EPNdB würde mit 220 weiteren Luftfahrzeugen ungleich mehr Betroffenheiten
auslösen. Weitere 57 Flugzeuge überschreiten zwar die kumulative Marge von
10 EPNdB, können aber nicht nach Kapitel 4 zertifiziert werden, da sie eines der beiden anderen
notwendigen Kriterien des Kapitels 4 (vgl. Seite 82) nicht erfüllen.
Die Festlegung des Bonuslisten-Mindestkriteriums auf 5 EPNdB wäre EU-konform, würde
gegenüber der aktuellen Bonusliste eine Verbesserung mit sich bringen und außerdem zu
einem fairen Wettbewerb zwischen den Beteiligten am Luftverkehr in der EU beitragen.
Ein Mindestkriterium von 8 EPNdB würde die Progressivität einer umgestalteten Bonusliste
unterstreichen und eine mögliche zukünftige EU-weite Anhebung des Grenzwertes vorwegnehmen.
Die Betroffenheiten wären allerdings deutlich umfassender. Hier wären z.B. am
Flughafen Köln/Bonn bereits 8% aller nächtlichen Flugbewegungen und am Flughafen Hannover
18% der nächtlichen Frachtflüge betroffen.
Sollte das Mindestkriterium auf eine kumulative Marge von 10 EPNdB festgesetzt werden,
würde sich die Betroffenheit gegenüber einem Grenzwert von 8 EPNdB fast verdreifachen.
Z.B. am Flughafen Hannover wären 80% der nächtlichen Flüge betroffen. Gespräche mit
Industrievertretern zeigen im Übrigen, dass bei einem solchen Kriterium einzelne Fluggesellschaften
mit ihrem gesamten Fluggerät betroffen wären, was faktisch zu einer Entziehung
deren Geschäftsgrundlage führen würde.
Bei der Wahl des Mindestkriteriums gilt es, unter Berücksichtigung der Interessen der Industrie
und der Flughafenanwohner und in Anwendung des „ausgewogenen Ansatzes“ einen
Entwicklungspfad aufzuzeigen, der zukünftige Anpassungen der Anforderungen im Einklang
mit internationalen Regelungen – insbesondere der EU – vorsieht. Ziel muss eine langfristig
ansteigende Entwicklung des Bonuslisten-Grenzwertes in Anlehnung an und zur Förderung
der Weiterentwicklung technischer Lärmminderungen an der Quelle sein. Dazu ist eine regelmäßige
Überprüfung und ggf. Anpassung der Mindestkriterien der Bonusliste notwendig.
Dabei sollte ein Rhythmus gefunden werden, bei dem Aufwand und Nutzen ausgewogen
gegenüberstehen. Da die technischen Innovationszyklen und die Zeit bis zur industriellen
Markteinführung solcher Innovationen ebenso wie die Änderung internationaler Rahmenbedingungen
eher langfristiger Natur sind, wäre z.B. eine Überprüfung im Drei-Jahres-
Rhythmus denkbar.
Die oben beschriebene Orientierung der Bonusliste an den Lärmzertifizierungsdaten der
Flugzeuge würde vom heutigen Typenklassen-Bezug auf einen Ansatz wechseln, der individuell
jedes einzelne Flugzeug bewertet. Ein solcher Ansatz hat den Vorteil, dass die tatsächlichen
Emissionswerte des jeweiligen Flugzeuges berücksichtigt werden und nicht – wie heute
der Fall, und in Bild 66 gezeigt – einzelne Flugzeuge einer Typenklasse durchaus die
Grenzwerte überschreiten können. Nachteil dieser Regelung wäre allerdings ein etwas erhöhter
Aufwand bei der Umsetzung. So müssten Flughäfen, die die Bonusliste anwenden,
auf eine bundesweit einheitliche Zuordnung der Lärmzertifizierungswerte zu den einzelnen
Flugzeugen (z.B. anhand der Registrierung) zugreifen können. Ein denkbarer Ansatz hierfür
könnte die Integration in die „zentrale triebwerksbezogene Emissionsdatenbank“ sein, die
derzeit im Rahmen eines Pilotprojektes von BMVBS, DLR und den Flughäfen FRA, MUC
und CGN aufgesetzt wird.
89

Bei der Neugestaltung der Bonusliste wäre zudem zu erwägen, nach Inkrafttreten der Regelung
für die Fluggesellschaften einen Bestandsschutz ähnlich der aktuellen Bonuslistenregelung
(vgl. Seite 82) vorzusehen. Dieser könnte ähnlich ausgestaltet werden wie bei der aktuellen
Bonusliste, wodurch die Planungssicherheit der Fluggesellschaften gewahrt bliebe.
Ein grundsätzliches Erfordernis bleibt der „Balanced Approach“. Ein Argument, um den Anforderungen
des „Balanced Approach“ zu genügen, ist die Tatsache, dass Flughäfen die
Bonusliste bereits seit mehreren Jahren als Instrument der Betriebsbeschränkung verwenden.
Damit besteht ein anerkanntes „Lärmproblem“, bei dem die Betriebsbeschränkung für
bestimmte Kapitel 3-Flugzeuge bereits als Lösungselement akzeptiert und verwendet wird.
Mit dieser Begründung wird den Anforderungen des „ausgewogenen Ansatzes“ grundsätzlich
genügt. Ein flughafenbezogenes Abwägungsverfahren kann diese Begründung jedoch nicht
ersetzen (vgl. Abschnitt 8.2.4).
Hinsichtlich der Anwendung einer derart neugestalteten Bonusliste als Instrument zur lärmorientierten
Entgeltdifferenzierung gibt es wenig Unterschiede gegenüber dem derzeit gültigen
Verfahren. Die Wirksamkeit als Instrument der Entgeltdifferenzierung ist insofern etwas
eingeschränkt, als die Bonusliste so nur ein „Ja-Nein“-Kriterium darstellt. Eine feinere Ausdifferenzierung
der Lärmklassen würde der Entgeltgestaltung ein facettenreicheres Bild ermöglichen.
Eine Alternative könnte daher ein dualer Ansatz sein:
a) Betriebsbeschränkung anhand der oben diskutierten Grenzwerte und
b) Entgeltdifferenzierung von Flugzeugklassen anhand örtlich gemessener Lärmwerte,
z.B. ähnlich dem am Flughafen Frankfurt angewendeten Verfahren.
Die Betrachtung einzelner Flugzeuglärmklassen anhand der tatsächlich in der jeweiligen
Flughafenregion gemessenen Lärmwerte bei der Entgeltdifferenzierung wäre gegenüber der
groben Unterscheidung der Bonusliste ein deutlich feineres Steuerungsinstrument. Das Verfahren
ist transparent und berücksichtigt die spezifische Situation des jeweiligen Flughafens.
Allerdings wäre mit einem solchen Verfahren auch ein deutlich höherer Aufwand verbunden,
als bei der Orientierung an einer (neugestalteten) Bonusliste. Hier sollte im Dialog mit den
Flughäfen, die die Bonusliste als Instrument zur Entgeltdifferenzierung einsetzen oder beabsichtigen,
dies zu tun, und unter Wahrung der Interessen der Flughafenanwohner der Ansatz
gewählt werden, der den lokalen Bedürfnissen am besten entspricht.
8.4 Bewertung der Bonusliste als ordnungspolitisches Mittel zur Lärmminderung an
der Quelle
Die Bonusliste ist keine direkte technische Maßnahme zur Lärmminderung an der Quelle,
sondern kann und soll als ordnungspolitisches Instrument nur diesbezügliche technische
Entwicklungen unterstützen und fördern. Als solches war sie in Europa zum Zeitpunkt ihrer
Einführung innovativ und ermöglichte den luftverkehrspolitischen Organen und Akteuren eine
zielgerichtete Förderung lärmärmeren Fluggeräts.
Vor dem Hintergrund veränderter internationaler Rahmenbedingungen sowie der aktuellen
Praxis der Flughäfen bei der Erhebung der Landegebühren sowie eines häufigen Einsatzes
der Bonusliste im Zusammenhang mit Betriebsbeschränkungen an Flughäfen stellt sich die
Frage nach einer möglichen Neugestaltung der Bonusliste. Über die in diesem Bericht diskutierten
Ansätze hinaus könnte dabei auch betrachtet werden, inwieweit sich die Regelung
lärmbedingter Betriebsbeschränkungen von einem Gebühreninstrument wie der Bonusliste
abkoppeln ließe. Ziel sollte in jedem Fall eine möglichst europaweit harmonisierte Lösung
sein, die effizient sowohl die Lärmschutzbedürfnisse der Betroffenen als auch die volkswirtschaftlichen
und betriebswirtschaftlichen Erfordernisse berücksichtigt.
90

9 Zusammenfassung
Der Fluglärm ist erfahrungsgemäß das größte Hindernis für alle Pläne zur Erweiterung vorhandener
und den Bau neuer Flughäfen. Kapazitätserhöhungen der Flughäfen sind aber für
die export- und dienstleistungsorientierte deutsche Wirtschaft unverzichtbar.
Die Einführung geräuschmindernder Technologien für Verkehrsflugzeuge, also leiserer Flugtriebwerke
und lärmoptimierter Hochauftriebshilfen und Fahrwerke, wirkt sich wegen der langen
Lebensdauer der Flugzeuge von etwa 25 - 35 Jahren nur langsam in einer spürbaren
Senkung der Lärmpegel in der Umgebung von Verkehrsflughäfen aus. Deshalb ist die Erarbeitung
und Erprobung von Nachrüstmaßnahmen zur Geräuschminderung für bestehende
Flugzeuge und der Entwicklung lärmarmer Flugverfahren, die auch mit heutigen Flugzeugen
geflogen werden können, von großer Wichtigkeit.
In einem früheren BMVBS-Forschungsprojekt (Neise u.a. [2]), dessen Ergebnisse in Kapitel
2 des vorliegenden Berichts zusammengefasst werden, wurden neuere Geräuschminderungstechnologien
daraufhin überprüft, ob sie sich auf bestehendes Fluggerät übertragen
lassen und welches Lärmminderungspotenzial sich daraus für ausgewählte Flugzeugmuster
ergibt. Untersucht wurden sowohl Maßnahmen am Triebwerk (geräuschreduzierte Turbomaschinen
und Freistrahldüsen, schalldämpfende Auskleidungen, usw., siehe die Auflistung in
Tabelle 1) als auch Maßnahmen an der Flugzeugzelle (Fahrwerke, Hochauftriebshilfen usw.,
siehe Tabelle 2).
Ziel des vorliegenden Projekts ist, durch Kombination aller bekannten nachrüstbaren Geräuschminderungsmaßnahmen
an der Quelle, d.h. am Fluggerät selbst, und durch Anwendung
lärmoptimierter operationeller Verfahren kurz- bis mittelfristig eine Verbesserung der
Lärmsituation in der Umgebung von Verkehrsflughäfen zu erreichen. Besondere Bedeutung
kommt dabei der Belastung durch den Nachtfluglärm zu.
In Kapitel 3 wird eine kurze Übersicht gängiger An- und Abflugverfahren gegeben, darunter
auch die für die folgenden akustischen Untersuchungen in Deutschland verwendeten Referenzverfahren
MODATA-FLEX (oder MATA-FLEX) und Low-Drag-Low-Power (LDLP).
Kapitel 4 ist einer ausführlichen Beschreibung wissenschaftlicher Untersuchungen zu Untersuchungen
von lärmreduzierten An- und Abflugverfahren gewidmet, die in den vergangenen
acht bis zehn Jahren in Deutschland, in Europa und den USA durchgeführt wurden.
Gesamtziel des deutschen vom BMWi geförderten Verbundprojekts Lärmoptimierte An- und
Abflugverfahren (LAnAb) war die Identifizierung und Entwicklung akustisch optimierter An-
und Abflugverfahren, die nach Möglichkeit auch mit den heutigen Flugzeugmustern umsetzbar
sind und kurzfristiger realisierbare Lärmminderungen versprechen als technische Geräuschminderungsmaßnahmen
an der Quelle. Eine rein experimentelle Erprobung neuer
Flugverfahren scheidet aus Kosten- und Zeitgründen aus, deshalb wurden in LAnAb leisere
Flugverfahren auf der Basis von Simulationsprogrammen entwickelt und ausgewählt. Die
Erarbeitung eines solchen Simulationstools, seine Anwendung zur Untersuchung geeigneter
Lärm reduzierender Flugverfahren und die daran anschließende Verifizierung durch Flugversuche
waren die wesentlichen Elemente des Verbundprojekts. Die dazu notwendigen Einzelschritte
waren
(1) die Modellierung aller wichtigen Schallquellen bei Verkehrsflugzeugen basierend auf
akustischen Windkanalmessungen an Teilelementen von Flugzeugen und basierend
auf akustischen Überflugmessungen an Verkehrsflugzeugen unter allen praxisrelevanten
Flugzuständen,
(2) die Erarbeitung eines empirischen Rechenverfahrens (SIMUL) für die Schallabstrahlung
von Verkehrsflugzeugen unter Berücksichtigung der Schallausbreitungsmechanismen
von der Quelle zum Beobachter,
(3) die Untersuchung der Fliegbarkeit lärmoptimierter An- und Abflugverfahren, wobei die
91

möglichen Auswirkung solcher Verfahren auf die Flughafenkapazität und – im Hinblick
auf die Flugsicherheit – die Arbeitsbelastung der Piloten ebenfalls betrachtet wurden
und
(4) die experimentelle Verifizierung der akustisch optimierten Verfahren im Flugversuch
mit einem Lufthansa Airbus A319.
Bei den untersuchten Anflugverfahren konnte ein Lärmminderungspotenzial von im Mittel
1 - 3 dB herausgearbeitet werden, lokal in größerer Entfernung vom Flughafen auch deutlich
darüber hinaus (bis zu 7,5 dB(A) im Maximalpegel), bei den Abflugverfahren zeigten sich
tendenziell Pegeldifferenzen im Bereich von 1 dB.
Es wurde nachgewiesen, dass sich die bislang bei CDA-Anflugverfahren beobachteten Vergrößerung
der Landeintervalle, die zu Einbußen in der Flughafenkapazität führt, durch den
Einsatz des im Rahmen von LAnAb erweiterten DLR-Advanced Flight Management Systems
(AFMS) vermeiden lassen.
Die flugmedizinischen Untersuchungen zur Arbeitsbelastung der Piloten zeigten, dass das
SCDA-Verfahren (Segmented Continuous Descent Approach) grundsätzlich durchführbar
und fliegbar ist, aber Untersuchungen zur Pilotenbelastung und -akzeptanz unter realen Bedingungen
notwendig sind und technische Entwicklungen und Erprobungen zur Pilotenunterstützung
vorgenommen werden müssen.
Ein weiteres wichtiges Ergebnis ist, dass die für die Entwicklung leiserer Flugverfahren in
LAnAb angewandte Methodik – Quellmodellierung, Erstellung eines empirischen Simulationsprogramms,
rechnerische Simulation unterschiedlicher Flugverfahren und Auswahl leiserer
Verfahren – tatsächlich zu belastbaren Ergebnissen führt. Zur Überprüfung, Verallgemeinerung
und Erweiterung des Rechenmodells SIMUL sind Messungen mit anderen Flugzeugen
und Triebwerkstypen unbedingt notwendig. Damit stünde dann ein wertvolles Werkzeug
für die Entwicklung von Flugverfahren auch für andere Flugzeugmuster als die in LAnAb untersuchten
zur Verfügung. SIMUL ist im Übrigen die Grundlage für die in den Kapiteln 5 und
6 angestellten Überlegungen.
Die bei Airbus und im EU-Projekt SOURDINE durchgeführten Untersuchungen stützten sich
auf das Airbus Noise Level Calculation Program (NLCP). Damit wurden für verschiedene
Flugprofile die direkt unter der Flugbahn zu erwartenden Verläufe des A-bewerteten Maximalpegels
berechnet und bewertet. In SOURDINE wurden darüber hinaus Fluglärmkonturen
für ausgewählte Flugprofile in der Umgebung einiger europäischer Flughäfen angegeben.
Ziel des EU-Projekts AWIATOR war, innovative Flügeltechnologien zu entwickeln, die die
Flugleistungen in verschiedenen Phasen von An- und Abflug verbessern und damit auch im
Hinblick auf akustisch optimierte Flugverfahren von Bedeutung sind. Die Einflüsse verschiedener
neuer Technologien auf das Geräusch unter der Flugbahn wurden ebenfalls mit dem
Airbus NLCP berechnet und beurteilt.
In den oben genannten europäischen Untersuchungen wurden die aufgrund von Simulationsrechnungen
gewonnenen Erkenntnisse nicht durch entsprechende experimentelle Ergebnisse
untermauert. Es ist auch nicht bekannt, mit welcher Genauigkeit die verschiedenen
Schallquellen an Verkehrsflugzeugen vom NLCP modelliert und die immittierten Fluglärmpegel
am Boden vorausgesagt werden. Da das Airbus NLCP der Allgemeinheit nicht zur Verfügung
steht, konnte es auch nicht für die im vorliegenden Projekt angestellten Studien eingesetzt
werden.
Auch die amerikanischen Untersuchungen stützten sich vornehmlich auf die Ergebnisse von
Simulationsrechnungen, deren akustische Grundlage das NASA ANOPP oder das FAA INM
bildeten. In einem Fall wurde durch spezielle Überflugmessungen mit einer Boeing B767 in
einer sehr speziellen Messanordnung die Geräuschemission dieses Flugzeugs nach unten
und zur Seite vermessen. Inwieweit dabei die Flugzeugkonfiguration (Triebwerksleistung,
92

Klappenstellungen, Fahrwerke) variiert wurde ist nicht bekannt. Experimentelle Verifizierungen
der Voraussagen wurden nur sporadisch für einzelne Messpunkte vorgelegt.
Anders als im deutschen LAnAb-Projekt wurden die Ergebnisse der amerikanischen Untersuchungen
immer auf einzelne Flughäfen umgesetzt, um dort Änderungen der Fluglärmkonturen
und/oder der Zahl der durch Fluglärm belasteten Anwohner vorauszusagen.
In Kapitel 5 werden die Lärmminderungspotenziale von Nachrüstmaßnahmen an der Quelle
in Kombination mit akustisch optimierten Flugverfahren dargestellt, wobei wie schon erwähnt
auf die Ergebnisse des früheren BMVBS-Projekts [2] und des kürzlich abgeschlossenen LAnAb-Projekts
zurückgegriffen wurde. Da die Datenbasis des SIMUL-Modells z.Z. nur für den
A319/A320 über ausreichende Quellmodelle verfügt, werden diese Studien exemplarisch für
dieses Flugzeugmuster anhand von Einzelflugsimulationen durchgeführt.
Der A319 repräsentiert ein typisches 2-motoriges Flugzeug der Gewichtskategorie von etwa
50 bis 120 Tonnen. Darunter fallen vor allem die Muster A320/321, B737, B757. Diese Flugzeuggruppe
dominiert zahlenmäßig den zivilen Luftverkehr und bei Verkehrsflughäfen ohne
oder mit wenig Langstreckenverkehr auch die Lärmbelastung. Insofern sollten die Ergebnisse
der Modellrechnungen für dieses Flugzeugmuster auf kleinere und mittelgroße Flughäfen
übertragbar sein.
Bei Flughäfen mit Langstreckenverkehr liefern demgegenüber auch schwerere Flugzeuge
maßgebliche Beiträge zum Gesamtlärm. Hier ist die B747 als dominierender Vertreter zu
nennen. Die für dieses Flugzeug verfügbaren Daten zum Umströmungslärm sind allerdings
nicht ausreichend, um Untersuchungen zu Anflugverfahren mit dem SIMUL-Programm
durchzuführen. Für den Vergleich von Abflugverfahren, bei denen Umströmungslärm keine
Rolle spielt, sind die Anforderungen an ein Berechnungsverfahren jedoch vergleichsweise
gering. Hier kann auch auf konventionelle Verfahren wie die AzB [41] oder das INM [42] zurückgegriffen
werden. Entsprechend werden in Kapitel 5 für die B747-400 mit dem AzB-
Verfahren verschiedene Abflugverfahren untersucht.
Die betrachteten Flugverfahren sind in Tabelle 8 und Tabelle 9 zusammengestellt worden,
und die berücksichtigten Nachrüstmaßnahmen für das Triebwerk und die Zelle sind in
Tabelle 10 quantifiziert.
Ein allgemeines Ergebnis der Betrachtungen in Kapitel 5 ist, dass die direkt unter die Flugbahn
abgestrahlten Pegel nicht ausreichend sind, für die Beurteilung der Geräuschimmission
bei An- und Abflügen. Tendenziell nehmen beispielsweise die Pegeldifferenzen zwischen
lärmoptimierten Anflug- und Standardverfahren zur Seite ab und können für größere seitliche
Abstände auch das Vorzeichen wechseln. Dieser Effekt ist bei den Maximalpegeln LA,max
stärker ausgeprägt als beim Sound Exposure Level SEL (A-bewerteter Einzelereignispegel).
Bei den Anflugverfahren zeigt sich für den A319, dass die akustisch optimierten SLDLP-
(Steep Low-Power-Low-Drag) und SCDA-(Segmented Continuous Approach Descent) Verfahren
in Kombination mit den Nachrüstmaßnahmen fast durchweg niedrigere Immissionswerte
als das Standardverfahren LDLP liefern (siehe Bild 60), wobei sich in größerer Entfernung
vom Aufsetzpunkt (25 - 30 km) Pegelminderung von bis zu 9 dB(A) ergeben, sowohl im
LA,max als auch im SEL. Mit zunehmender Annäherung zum Aufsetzpunkt werden die Pegelminderungen
kleiner. Beim SLDLP-Verfahren sind die Flächen geringerer Pegel etwas kleiner
als beim SCDA-Verfahren, bei dem allerdings in kleinen Bereichen, die für praktische
Beurteilungszwecke nicht relevant sind, trotz der Nachrüstung doch auch Pegelanhebungen
beobachtet werden.
Bei Abflügen ist aus den vorangegangenen Untersuchungen zu erwarten, dass sich geringere
Lärmminderungspotenziale bieten als bei Anflügen. Unabhängig von der Art des gewählten
Verfahrens besteht hier in der Regel die Möglichkeit, mit voller oder reduzierter Startleis-
93

tung zu fliegen. Mittlerweile hat sich letzteres (Flex-Power) als Standard etabliert. Die Untersuchungen
für den A319 mit SIMUL und für die B747-400 mit AzB/INM zeigten, dass die
Anwendung von voller Startleistung akustische Defizite hat: Moderaten Pegelminderungen
unter der Flugbahn stehen hier großflächige Pegelerhöhungen seitlich der Flugbahn und vor
allem hinter dem Startpunkt gegenüber. Dieser Effekt fällt um so stärker aus, je höher der
Leistungsunterschied zwischen Voll- und reduziertem Schub ist. Außerdem gehen hohe
Startleistungen mit hohem Kraftstoffverbrauch (und daher Schadstoffemission) sowie hoher
Materialbeanspruchung einher.
Untersuchungen zum Einfluss von Nachrüstmaßnahmen konnten nur für den Airbus A319
durchgeführt werden. Sie lieferten realisierbare Pegelminderungen zwischen 2 und 3 dB (s.
Bild 63), die beim Standardverfahren MODATA-FLEX natürlich direkt auf die Immissionswerte
durchschlagen. Beim ICAO-Verfahren reichten diese Modifikationen aber immer noch
nicht aus, um in einigen Bereichen seitlich der Flugbahn die Pegel unter diejenigen für das
Standardverfahren ohne Nachrüstmaßnahmen zu drücken.
Insgesamt besteht beim A319 gegenüber dem derzeit verwendeten MODATA-Verfahren also
nur Verbesserungspotenzial durch Nachrüstung. Da die Resultate der für die B747 durchgeführten
Untersuchungen ähnlich wie beim A319 ausfallen, dürfte diese Aussage qualitativ
direkt auf die Boeing übertragbar sein. Eine Aussage, wie hoch die auf der Basis von technischen
Nachrüstmaßnahmen für dieses Flugzeug realisierbaren Minderungen in der Schallemission
sind, kann die vorliegende Untersuchung nicht liefern.
Um den Erfolg der vorgeschlagenen Maßnahmen auch für den praktischen Betrieb quantifizieren
zu können, wird in Kapitel 6 versucht, auf der Basis der für den A319 erhaltenen Resultate
abzuschätzen, wie sich optimierte Flugverfahren und Nachrüstmaßnahmen auf einen
komplexen Flugbetrieb auswirken würden. Dazu wurde ein generischer Flughafen mit einer
in Ost-West-Richtung orientierten Startbahn von 3 km Länge definiert. Die An- und Abflugrouten
verlaufen geradeaus. 80% aller Bewegungen erfolgen in Richtung Westen, was charakteristisch
für die Windrichtungsverteilung in Deutschland ist. Insgesamt werden 200.000
Bewegungen von Strahlflugzeugen abgewickelt, von denen 10% in die Nacht fallen (bei gleicher
Verteilung auf An- und Abflugstrecken).
Tabelle 11 gibt eine Übersicht auf die Verteilung der Flugbewegungen auf Flugzeuggruppen
S 5.1, S 5.2, S 5.3 und S 6,1 nach AzB [41]. Diese Verkehrszusammensetzung ist durchaus
typisch für Flughäfen an denen kein oder kaum Langstreckenverkehr abgewickelt wird. Das
Verkehrsaufkommen ist etwa vergleichbar mit Flughäfen wie Hamburg oder Düsseldorf.
Nur für die Gruppe S 5.2 (A318 ... 321; B737-300 ... 800) werden lärmoptimierte Flugverfahren
und Nachrüstmaßnahmen berücksichtigt. Die Berechnung der Immissionswerte erfolgt
mit der AzB für drei Szenarien:
• Referenzszenario: Hier werden die Datensätze der AzB direkt übernommen, mit Ausnahme
der Anflugdatensätze der Gruppe S 5.2, für die ein neuer LDLP-Anflug Datensatz
definiert wurde; alle Abflüge nach MATA-FLEX.
• Szenario Mod.1: Hier werden für die Gruppe S 5.2 SLDLP-Anflug und MATA-FLEX-
Abflug betrachtet.
• Szenario Mod.2: Hier werden für die Gruppe S 5.2 zusätzlich zu SLDLP-Anflug und
MATA-FLEX-Abflug die untersuchten Nachrüstmaßnahmen betrachtet.
In Anlehnung an das novellierte Fluglärmgesetz aus dem Jahr 2007 [45] wurden die energieäquivalenten
Dauerschallpegel LAeq,Tag und LAeq,Nacht für die 16 Tages- bzw. 8 Nachtstunden
berechnet. Als Maximalpegelkriterien wurden zusätzlich die Konturen NATNacht = 6 x 72
bzw. 68 dB für Außenpegel berechnet. Diese Kurven decken den im novellierten Gesetz
spezifizierten Bereich der Grenzwerte für bestehende und neue Flughäfen ab. Beim Übergang
vom Referenzfall zum Szenario Mod.1, d.h. Anwendung des SLDLP-Anflugs in Gruppe
94

S 5.2, zeigen sich im westlichen Bereich kaum Änderungen, da hier der Lärm der Abflüge
dominiert, der in den beiden Fällen identisch ist. Im Hauptanflugbereich kommt es demgegenüber
zu deutlichen Änderungen. Die Flächenabnahmen der Lärmkonturen liegen zwischen
5 und 10% (Bild 64). Dieses Verhalten trifft sowohl für die Konturen des äquivalenten
Dauerschallpegels als auch für die NAT-Konturen zu.
Bei Hinzunahme der Nachrüstmaßnahmen in Gruppe S 5.2 (Szenario Mod.2) reduzieren
sich die Emissionswerte dieser Gruppe sowohl für den An- als auch für den Abflug um etwa
2 dB. Die Flächen der zugehörigen Konturen sind in diesem Fall um etwa 25% kleiner als im
Referenzfall. Bezogen auf den von allen Flugzeuggruppen erzeugten Dauerschallpegel entspricht
diese Änderung einer durchschnittlichen Absenkung der Immissionswerte um etwa
1,5 dB.
Die NAT-Konturen, die sich für das Szenario Mod.2 ergeben, entsprechen in etwa NAT-
Konturen, die sich mit einer Anhebung der Pegelschwelle um 2 dB für das Referenzszenario
ergeben würden. Die durchschnittliche Pegelminderung von 2 dB aufgrund der Nachrüstmaßnahmen
schlägt sich hier voll in den Konturen nieder. Das war zu erwarten, da NAT-
Konturen näherungsweise den Maximalpegelkonturen des dominierenden Flugzeugmusters
entsprechen.
Betrachtet man den äquivalenten Dauerschallpegel für die Nacht (Bild 65), dann zeigen sich
beim Einführen des SLDLP für die Gruppe S5.2 (Szenario Mod.2) schon deutliche Pegelminderungen
im Anflugbereich, im Abflugbereich sind jedoch keine nennenswerten Änderungen
festzustellen. Erst das Nachrüsten schlägt im gesamten Flughafenumfeld deutlich zu
Buche. Auch für die NAT-Konturen gilt, dass erst bei Einführung von Nachrüstmaßnahmen
im gesamten Umfeld des Flughafens mit deutlichen Lärmminderungen zu rechnen ist. Letztendlich
resultiert dies natürlich aus der Tatsache, dass gegenüber dem modifizierten ATA-
Verfahren beim Abflug kaum Optimierungsmöglichkeiten bestehen.
Die Umsetzungsmöglichkeit der entwickelten Verfahren wird in Kapitel 7 bewertet. Die Umsetzung
von geräuschmindernden Nachrüstmaßnahmen in existierendes Fluggerät verursacht
naturgemäß zusätzliche Kosten bei den Fluglinien und hängt deshalb entscheidend
davon ab, dass abgesenkte Lärmgrenzwerte, internationale oder lokale, dies erzwingen und
damit gleiche Randbedingungen für alle Fluglinien schaffen. Dasselbe Argument gilt natürlich
auch für die Einführung akustisch optimierter Flugverfahren, besonders wenn für ihre Durchführung
Aufrüstungen der Flugmanagementsysteme im Flugzeug wie am Boden notwendig
sind.
Bei der Einführung neuer Flugverfahren kommt aber weiter erschwerend hinzu, dass nicht
nur ein Nachrüstbetrieb oder Flugzeughersteller mit der Realisierung der akustischen Nachrüstmaßnahmen
befasst sind, sondern viele Partner einbezogen werden müssen: Fluglinien,
Piloten, Flugbetrieb, Flugsicherung, Fluglotsen. Die zuständige Aufsichtsbehörde (Luftfahrtbundesamt)
ist in allen Fällen einzuschalten. Nur durch eine enge und engagierte Zusammenarbeit
aller am Flugbetrieb Beteiligten ist die Einführung neuer akustisch optimierte An-
und Abflugverfahren möglich. Ein erster Schritt hierzu ist die umfassende Information dieses
Personenkreises über die Möglichkeiten und Auswirkungen dieser Verfahren auf den täglichen
Flugbetrieb, aber auch über die Zukunftsperspektiven, die sich aus leiseren Flugverfahren
und den daraus hoffentlich resultierenden Nutzen für vom Fluglärm betroffene Menschen
ergeben können.
Ordnungspolitische Instrumente wie die Bonusliste sind ein Weg, um Anreize für teils ökonomisch
unattraktive Maßnahmen zu schaffen, wie z.B. Umrüstungen oder die Einführung
anderer technischer und operativer Maßnahmen zur Lärmminderung an der Quelle. Die Bonusliste
wurde ursprünglich als Instrument der Entgeltdifferenzierung an Flughäfen eingeführt.
Zunehmend wurde und wird sie darüber hinaus auch als Kriterium lärmbedingter Betriebsbeschränkungen
an Flughäfen verwendet. Diese Verwendung im Zusammenhang mit
95

veränderten internationalen Rahmenbedingungen führt zu einer zunehmenden Notwendigkeit,
die Bonusliste neu zu gestalten. Dabei ist der von der ICAO empfohlene „Balanced Approach“
zu beachten, der die Abwägung des Gleichgewichtes der unterschiedlichen Interessen
zum Ziel hat. Über die in Kapitel 8 diskutierten Ansätze hinaus könnte dabei auch betrachtet
werden, inwieweit sich die Regelung lärmbedingter Betriebsbeschränkungen von
einem Gebühreninstrument wie der Bonusliste abkoppeln ließe. Dabei muss sowohl aus europarechtlichen
wie auch aus Gründen einer europaweiten Wettbewerbsneutralität eine möglichst
einheitliche Lösung angestrebt werden, die sowohl die Lärmschutzbedürfnisse der Betroffenen
als auch die volkswirtschaftlichen und betriebswirtschaftlichen Erfordernisse der
Luftverkehrswirtschaft ausgewogen berücksichtigt.
96

10 Literaturverzeichnis
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[54] LuftVZO: Luftverkehrs-Zulassungs-Ordnung, in der Fassung der Bekanntmachung vom
10.07.2008 (BGBl. I S.1229), abrufbar unter: http://www.luftrecht-online.de.
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[56] ICAO Doc. 9829 AN/451 (2004): Guidance on the Balanced Approach to Aircraft Noise
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practices related to environmental protection; 33. Versammlung der ICAO vom 25. September
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[59] Frohmeyer, A., Mückenhausen, P.: EG-Verkehrsrecht. Verlag C.H. Beck, München
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[60] Giesecke, C.: Nachtflugbeschränkungen und Luftverkehrsrecht. Schriften zum Luft- und
Weltraumrecht, Band. 21, Carl Heymanns Verlag, Köln 2006.
[61] Hobe, S., Stoffel, W., Voßkuhle, A., Sparwasser, R.: Rechtsgutachten über rechtliche
Fragestellungen zur Umsetzung eines Nachtflugverbots vorgelegt für das Regionale
Dialogforum am Flughafen Frankfurt im August 2002, abrufbar unter:
http://www.dfld.de/Presse/PMitt/2002/RDF_020831_Nachtflugverbot.pdf.
[62] ICAO Doc. 9848 (2004): Assembly Resolutions in Force (as of 8 October 2004), abrufbar
unter: http://www.icao.int/env/a35-5.pdf.
[63] Giemulla, E., Schmid, R.: Frankfurter Kommentar zum Luftverkehrsrecht, Band 2, Wolters
Kluwer. München 2008.
[64] Achte Verordnung zur Änderung der Luftverkehrs-Zulassungs-Ordnung vom 4. April
2005, abrufbar unter: http://217.160.60.235/BGBL/bgbl1f/bgbl105s0992.pdf.
[65] KOM(2008)66: Bericht der Kommission an den Rat und das Europäische Parlament
über die Anwendung der Richtlinie 2002/30/EG, 15. Februar 2008, abrufbar unter:
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2008:0066:FIN:DE:PDF.
[66] EASA Luftfahrzeugdatenbank TCDSN (Type-Certificate Data Sheet for Noise): Database
of EASA approved noise levels for jet aeroplanes TCDSN, abrufbar unter:
http://www.easa.eu.int/ws_prod/c/c_tc_noise.php.
100

Anhang A: Einsatz der Bonusliste an deutschen Flughäfen
A.1 München (MUC)
Betriebsbeschränkung:
MUC erlaubt in der Zeit 22:00-06:00 Uhr ausschließlich Starts und Landungen von Flugzeugen,
die auf der Bonusliste aufgeführt sind.
Bestandsschutz:
Keiner
Sonstiges:
Es bestehen Ausnahmen für verspätete Landungen und Starts in der Zeit von 22:00-24:00
Uhr und verfrühte Landungen zwischen 05:00-06:00 Uhr.
Von der Beschränkung weiterhin ausgenommen sind Starts und Landungen von Flugzeugen,
die an den Lärmmessstellen in den Zeiträumen 22:00-23:30 Uhr und 05:00-06:00 Uhr
im Mittel keinen höheren Einzelschallpegel als 75 dB(A) erzeugen.
A.2 Nürnberg (NUE)
Betriebsbeschränkung:
NUE erlaubt in der Zeit 22:00-06:00 Uhr ausschließlich Starts und Landungen von Flugzeugen,
die auf der Bonusliste aufgeführt sind.
Bestandsschutz:
keiner
Die Betriebsgenehmigung enthält einen Bestandsschutz für den Fall, dass Flugzeuge von
der Bonusliste gestrichen werden. In einem solchen Fall hätten betreffende Flugzeuge bis
31.03.2007 weiterbetrieben werden dürfen. Ein darüber hinausgehender Bestandsschutz ist
nicht verankert.
Sonstiges:
Es bestehen Ausnahmen für verspätete Landungen und Starts bis 23:00 Uhr.
A.3 Karlsruhe/Baden-Baden (FKB)
Betriebsbeschränkung:
FKB erlaubt an Werktagen und nichtbundeseinheitlichen Feiertagen in der Zeit 22:00-23:00
Uhr, an Sonn- und bundeseinheitlichen Feiertagen zwischen 06:00-09:00 Uhr und 20:00-
23:00 Uhr ausschließlich Starts und Landungen von Flugzeugen, die auf der Bonusliste aufgeführt
sind. In allen weiteren Zeiten sind keine Flugbewegungen erlaubt.
Bestandsschutz:
Keiner
Sonstiges:
keine Angaben
A.4 Hannover (HAJ)
Betriebsbeschränkung:
keine Erwähnung der Bonusliste
In der Genehmigung von HAJ wird die Bonusliste nicht explizit erwähnt. Für die Betriebszeitbeschränkung
wird aber eine der Bonusliste ähnliche Liste von Flugzeugtypen verwendet.
Diese Liste entspricht bei den aufgeführten Flugzeugen der Bonusliste, weist aber eine Verschärfung
für Flugzeuge mit einem MTOW von weniger als 25 Tonnen auf. Diese müssen
101

die Lärmgrenzwerte nach Annex 16, Band 1, Kapitel 3 zum Abkommen über die Internationale
Zivilluftfahrt (ICAO-Vertrag) [50] erfüllen, was die Bonusliste nicht vorsieht. Flugzeuge,
die auf der Liste aufgeführt sind, dürfen in HAJ zwischen 23:00-06:00 Uhr starten und landen,
wenn sie zudem eines der folgenden Kriterien erfüllen:
• HAJ ist koordinierter Start- oder Landeflughafen,
• das Flugzeug wird im Nachtluftpostdienst eingesetzt,
• das Luftfahrtunternehmen betreibt in HAJ seinen Schwerpunkt des Geschäfts- bzw.
Wartungsbetriebes (Homecarrierregelung und Wartungsschwerpunktregelung).
Bestandsschutz:
Keiner
Sonstiges:
Es bestehen Ausnahmen für verspätete Landungen bis 23:00 Uhr.
Eine weitere Betriebsbeschränkung ist operationeller Natur. Bestimmte Flugzeugtypen, die in
einer weiteren Anlage aufgeführt sind, dürfen zwischen 22:00-06:00 Uhr ausschließlich auf
der Nordbahn 09R/27R starten und landen. Bei den aufgeführten Flugzeugen handelt es sich
teilweise um Flugzeuge der Bonusliste, welche aber auch in diesem Zusammenhang nicht
erwähnt wird.
A.5 Münster/Osnabrück (FMO)
Betriebsbeschränkung:
FMO erlaubt in der Zeit 22:00-06:00 Uhr ausschließlich Starts und Landungen von Flugzeugen,
die auf der Bonusliste aufgeführt sind.
Bestandsschutz:
Die Betriebsgenehmigung enthält einen Bestandsschutz für den Fall, dass Flugzeuge von
der Bonusliste gestrichen werden. In einem solchen Fall dürfen betreffende Flugzeuge bis
zum Ende der Geltungsdauer der Betriebsgenehmigung weiterbetrieben werden.
Die in der Betriebsgenehmigung genannte Geltungsdauer (31.10.2007) wurde mit dem Planfeststellungsbeschluss
zur Startbahnverlängerung im Jahr 2004 aufgehoben. Der Planfeststellungsbeschluss
ist noch nicht rechtskräftig.
Sonstiges:
keine Angaben
A.6 Düsseldorf (DUS)
Betriebsbeschränkung:
DUS erlaubt verspätete Starts bis 23:00 Uhr für Flugzeuge, die auf der Bonusliste aufgeführt
sind. Planmäßige Landungen sind für Bonuslistenflugzeuge bis 23:00 Uhr erlaubt, verspätete
Landungen bis 23:30 Uhr.
Verspätete Landungen von Bonuslistenflugzeuge sind bis 00:00 Uhr und zwischen 05:00-
06:00 Uhr erlaubt, wenn das Luftfahrtunternehmen in DUS einen von der Genehmigungsbehörde
anerkannten Wartungsbetrieb besitzt und das Flugzeug im Linienflug- oder planmäßigen
Bedarfsluftverkehr eingesetzt wird (Wartungsschwerpunktregelung).
Bestandsschutz:
Die Betriebsgenehmigung enthält einen Bestandsschutz für den Fall, dass Flugzeuge von
der Bonusliste gestrichen werden. In einem solchen Fall dürfen betreffende Flugzeuge bis
zum Ende der Geltungsdauer der Betriebsgenehmigung weiterbetrieben werden.
Sonstiges:
keine Angaben
102

A.7 Köln/Bonn (CGN)
Betriebsbeschränkung:
CGN erlaubt in der Zeit 22:00-06:00 Uhr ausschließlich Starts und Landungen von Flugzeugen,
die auf der Bonusliste aufgeführt sind.
Bestandsschutz:
Die Betriebsgenehmigung enthält einen Bestandsschutz für den Fall, dass Flugzeuge von
der Bonusliste gestrichen werden. In einem solchen Fall dürfen betreffende Flugzeuge bis
zum Ende der Geltungsdauer der Betriebsgenehmigung (31.10.2030) weiterbetrieben werden.
Der Bestandsschutz gilt nicht für zusätzliche Lärmschutzmaßnahmen zwecks der Einschränkung
von Passagierflügen und von Flügen mit Frachtflugzeugen von mehr als 340
Tonnen MTOW.
Bis zum 31.10.2002 bestand ein erweiterter Bestandsschutz für die in CGN operierenden
Logistikunternehmen. Sie waren von der o.g. Betriebsbeschränkung bis zu diesem Stichtag
ausgenommen und durften Flugzeuge einsetzen, die nicht auf der Bonusliste aufgeführt waren.
Sonstiges:
Es bestehen weitere betriebliche Restriktionen. Starts sind zwischen 22:00-06:00 Uhr auf
den Starbahnen 14R, 32L und 24 für alle Flugzeuge untersagt. Landungen sind im gleichen
Zeitraum auf den Landebahnen 14R und 06 unzulässig
A.8 Dresden (DRS)
Betriebsbeschränkung:
keine Erwähnung der Bonusliste.
In der Genehmigung von DRS wird - ähnlich wie in HAJ - die Bonusliste nicht explizit erwähnt.
Für die Betriebszeitbeschränkung wird aber eine der Bonusliste ähnliche Liste von
Flugzeugtypen verwendet. Diese Liste entspricht bei den aufgeführten Flugzeugen weitgehend
der Bonusliste. Nicht aufgeführt sind Boeing 737-600/700/800/900. Bezüglich der Mc-
Donnel Douglas DC 10 ist die DRS Liste weniger strikt und erlaubt Starts und Landungen für
alle Typen der Baureihe. Darüber hinaus kann der Flughafenbetreiber Flüge nach vorheriger
Anforderung genehmigen, die nicht auf der genannten Liste aufgeführt sind.
Grundsätzlich dürfen in DRS zwischen 22:00-05:00 Uhr lediglich Flugzeuge operieren, die
unter o.g. Regelung fallen.
Bestandsschutz:
Keiner
Sonstiges:
Die von DRS verwendete Liste beinhaltet keine automatische Anpassung an neu auf den
Markt kommende Flugzeuge, wie sie die Bonusliste vorsieht. Streng genommen dürften nicht
auf der Liste aufgeführte Flugzeuge deshalb nur nach vorheriger Anforderung beim Flughafenunternehmer
und nach dessen Genehmigung in DRS zwischen 22:00-05:00 Uhr eingesetzt
werden
A.9 Zusammenfassung
Für Betriebszeitenbeschränkung nutzen derzeit die Flughäfen MUC, NUE, FMO und CGN
die Bonusliste und mit Einschränkungen auch DUS und FKB. Die Betriebsgenehmigungen
sehen dazu im Allgemeinen einen Ausschluss von Flugzeugen in der Nachtzeit vor, die nicht
auf der Bonusliste aufgeführt sind.
In FKB gilt grundsätzlich ein Nachtflugverbot zwischen 22:00-06:00 Uhr (an Sonn- und Feier-
103

tagen auch darüber hinaus gehend). Allerdings dürfen Flugzeuge auf der Bonusliste auch in
den Nachtrandzeiten und Morgenrandzeiten regulär starten und landen. In DUS wird die Bonusliste
ähnlich wie in FKB zur Regelung von Flügen in der Nachrandzeit und Morgenrandzeit
verwendet. Zusätzlich sieht die Betriebsgenehmigung in DUS eine ausführliche Verspätungsregelung
für Starts und Landungen vor, bei denen ebenfalls die Bonusliste zum Einsatz
kommt.
DRS und HAJ verwenden eine der Bonusliste ähnliche Regelung. Da sie aber an keiner Stelle
einen Bezug zur Bonusliste herstellen, sind die betreffenden Flughäfen auch nicht von
deren Änderung betroffen.
Einen Bestandsschutz für Flugzeuge, die von der Bonusliste gestrichen werden, sehen die
Betriebsgenehmigungen von DUS, CGN und FMO vor. Die Zeitdauer des Bestandsschutzes
ist in allen Fällen auf die Gültigkeitsdauer der Betriebsgenehmigung beschränkt.
104

Anhang B: Bonusliste – Vergleich 1997 zu 2003
B.1 Abflug
Bonusliste 1997 Bonusliste 2003
A300 A300
A310 A310
A330 A330
A340 A340
A319-321 A319-321
B717 BAe Avro/146
B727 Tay B717
B737-300 bis 500 B727 Tay
B747-400 B737-300 bis 800
B757 B747-400
B767 B757
B777 B767
B717 B777
- Canadair RJ
- Dash 8-400
Fokker 70/100 Fokker 70/100
Gulfstream IV Gulfstream IV/V
Lockheed 1011 Lockheed 1011
DC 10 DC 10
DC-8-70 DC-8-70
MD11 MD11
- MD90
- TU204
B.2 Anflug
Bonusliste 1997 Bonusliste 2003
A300 A300
A310 A310
A330 A330
A340 A340
A319-321 A319-321
B717 BAe Avro/146
B727 Tay B717
B737-300 bis 500 B727 Tay
B747-400 B737-300 bis 800
B757 B747-400
B767 B757
B777 B767
B717 B777
- Canadair RJ
- Dash 8-400
Fokker 70/100 Fokker 70/100
Gulfstream IV Gulfstream IV/V
- -
DC 10-30 DC 10-30
DC-8-70 DC-8-70
MD11 MD11
- MD90
- TU204
MD80 MD80
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