Project opdracht met VB "Optimalisatie van 'Spijkerboor departure'"

[Boeing 747-400]

Op verzoek uit een eerder topic, hier de opdracht die ik had tijdens mijn project van vorig jaar. Ik type ook maar de korte introductie, dat verduidelijkt het allemaal wat meer.

Opdracht

Inleiding

Deze simulatie opdracht is toegespitst op vliegtuiggeluid. Binnen de studie zal dit waarschijnlijk een eerste kennismaking met die onderwerp zijn. De media berichten regelmatig over vliegtuiggeluid maar dan vanuit een ander gezichtspunt; het gaat dan voornamelijk over regels en wetgeving en in deze discussies spreekt met ook steevast over vliegtuiglawaai.

Een vliegtuig is naast een vervoersmiddel tegelijkertijd een belangrijke geluidsbron. Er wordendan ook voorwaarden gesteld aan het geluid dat vliegtuigen produceren. De vliegtuigfabrikanten moeten er voor zorgen dat hun vliegtuigen aan eisen voldoen, die zijn vastgelegd in de ICAO wetgeving, de zogenaamde Annex 16 (lit. 1). ICAO staat voor 'International Civil Aviation Organization', dit is de organisatie die internationale regels opstelt voor de burgerluchtvaart.

De laatste jaren is vliegtuiggeluid een steeds grotere rol gaan spelen. Dit blijkt onder andere uit de geluidsproblematiek die zich afspeelt rondom luchthaven Schiphol. De omvan van het vliegverkeer op Schiphol wordt bepaald door het geluid dat er in een jaar geproduceerd wordt, hetgeen gerelateerd is aan de zogenaamde 35 Ke-contour.
Tenstlotte kan worden vermeld dat gluid ook een steeds belangrijkere rol gaat spelen in het ontwerpproces, mede vanwege het steeds grotere belang dat de samenleving hecht aan stillere vliegtuigen.

In deze opdracht dient een start van een Boeing 737-300 volgens een bestaande vertrekroute vanaf Schiphol gesimuleerd te worden waarbij de geluidsniveaus op de grond en daarmee samenhangend het aantal mensen dat wakker wordt berekend moet worden. Het is vervolgens de bedoeling om de simulatie aan te passen zodat het aantal mensen dat wakker wordt, wordt gereduceerd.

Beschrijving van de opdracht

Het doel van deze opdracht is om de Spijkerboor departure aan te passen zodat het aantal awakenings afneemt. Hiervoor dient een strategie bedcaht te worden en het simulatieprogramma zal daarvoor aangepast moeten worden. De te vliegen 3-dimensionale baan zal namelijk op de een of andere manier bevolkingsafhankelijk gegenereerd moeten worden.

In het project dienen achtereenvolgens de volgende aspecten te worden gemodelleerd en vervolgens te worden geïmplementeerd in een computerprogramma:

1. Simulatie van de start volgens de Spijkerboor route
De vlucht dient te worden uitgevoerd volgens de in het AIP genoemde procedure, namelijk een ICAO-A procedure. Een randvoorwaarde hierbij is dan dat in het laatste deel van de vlucht radiaal33 van de Spijkerboor VOR onderschept dient te worden. De koershoek aan het einde van de vlucht dient dus 33 graden te bedragen. De simulatie dient te worden uitgevoerd tot een hoogte van 10000 ft. Beneden deze hoogte geldt overigens een door ATC opgelegde snelheidsbeperking van 250 kts IAS.
Geef het verloop van de vliegbaan weer in de vrom van een hoogteprofiel, dat wil zeggen, de hoogte van het vliegtuig uitgezet tegen de afgelegde afstand op de grond. Maak eveneens figuren met daarin het verloop van een aantal andere variabelen, zoals de vliegsnelheid baanhoek en stuwkracht als functie van de tijd en/of afgelegde afstand;

2. Berekening van de geluidsniveaus op de grond
De geluidsnivieaus op de grond dienen in een relevant aantal punten, gedefinieerd door een grid, berekend te worden. Hiervoor moet achtereenvolgens in elk gridpunt het maximale A-gewogen geluidsniveau ten gevolge van de vliegbeweging bepaald te worden. Deze noise history dient vervolgens geïntegreerd te worden om het Sound Exposure Level (SEL) te bepalen. Deze is benodigd om uiteindelijk het aantal awakenings te bepalen. Plot de resultaten van de geluidsberekening in een footprint;

3. Modellering van de bevolking van rondom Spijkerboor route
Om het aantal awakenings te kunnen berekenen dient de bevolking rondom de Spijkerboor route in kaart te worden gebracht. Hierbij mag de grootte van het grid beperkt worden in omvang. Zorg er in ieder geval voor dat Hoofddorp, Nieuw Vennep, Haarlem, Bennebroek, Heemstede en Zwanenburg in het grid zijn opgenomen. Dit kan worden gedaan met behulp van gegevens van het Centraal Bureau voor de Statistiek en/of aan de hand van een kaartje van de omgeving;

4. Berekening van het aantal awakenings
Aan de hand van de FICAN relatie kan nu van elk gridpunt het percentage awakenings bepaald worden. Aangezien ook de verdeling van de bevolking in het grid is gemodelleerd kan hiermee het absolute aantal awakenings worden bepaald;

Als bovenstaande stappen succesvol zijn doorlopen dan is er een programma beschikbaar waarmee voor de Spijkerboor departure het aantal awakenings kan worden bepaald. Dit aantal zal als referentiewaarde gelden. De volgende stap in het project is dan:

5. Optimalisatie van het aantal awakenings
Het in stap 4 verkregen simulatieprogramma dient dusdanig te worden aangepast dat het absolute aantal awakenings afneemt. Hierbij mag elke strategie bedacht worden, zolang de resulterende vliegbaan maar realistisch blijft. Met andere woorden, er moet worden voldaan aan een aantal randvoorwaarden zoals maximale rolhoek, liefcoëfficient e.d. Er mag wel worden afgeweken van de Spijkerboor route als er maar voor wordt gezorgd dat in het laatste segment koers 33 wordt gevlogen.
Plot van de verkregen vliegbanen wederom de relevante vliegbaan parameters als functie van de afgelegde afstand en/of tijd. Dit kan het beste in de figuren gemaakt onder 1. worden geplot, zodat direct duidelijk wordt wat de verschillen zijn.

Maak van het geheel een verslag volgens de normen die behandeld zijn tijdens de cursus schriftelijk rapporteren (Lit. 5).

Maak een beknopte handleiding van het computerprogramma, inclusief een listing van de programmacode.

Tof!

Het staat er wel moeilijk...
Hoe kom je aan de benodigde formules? Moet je zeker zelf opzoeken...

Wat voor opleiding doe je?

[Boeing 747-400]

eddie schreef:

Tof!

Het staat er wel moeilijk...
Hoe kom je aan de benodigde formules? Moet je zeker zelf opzoeken...

Wat voor opleiding doe je?

Ik studeer (nog) Lucht-&Ruimtevaarttechniek.

Enneh, de formules die betrekking hebben tot de geluidsberekening zijn gegeven (verderop in de opdracht, met uitleg over dB gedoe enzo. De andere formules worden bekend verondersteld, en staan anders gegeven in het boek 'Introduction To Flight' 3rd Edition, by John D. Anderson jr. Ook was er nog wat aparte uitleg in een klein dictaatje.

De formules kan ik hier niet voor je posten, dat komt er veel te onoverzichtelijk uit te zien, en ik denk ook niet dat je het zal begrijpen (with all do respect), want het was tenslotte ook een 2de jaars opdracht!

Boeing 747-400 schreef:

De formules kan ik hier niet voor je posten, dat komt er veel te onoverzichtelijk uit te zien, en ik denk ook niet dat je het zal begrijpen (with all do respect), want het was tenslotte ook een 2de jaars opdracht!

2e jaars wat? 2e jaars MBO, HBO, UNI of wat anders?

Mwah... toch lijkt het mij niet super moeilijk (no offence), maar ik kan het fout hebben natuurlijk.

[Boeing 747-400]

eddie schreef:


2e jaars wat? 2e jaars MBO, HBO, UNI of wat anders?

Mwah... toch lijkt het mij niet super moeilijk (no offence), maar ik kan het fout hebben natuurlijk.

Universiteit, TUDelft.

Het moeilijkste is het vertalen van de formules. Het is superlastig uit te leggen zo, maar formules die een cirkelvormige baan beschrijven van het vliegtuig zijn heel moeilijk in te voeren. Er moet met alle variabelen rekening worden gehouden (Motorvermogen, hoogte, invalshoek, baanhoek, snelheid, luchtdichtheid, enz. enz.). En het probleem is vooral dat alles van elkaar afhangt....Zijn vrij complexe formules.

Helaas heb ik de programma-listing niet meer, door een computercrash, maar ik geloof dat het totale programma zo'n 80-90 bladzijden was (lettertype 10).

Oh enneh, tsja, misschien had jij het ook wel niet moeilijk gevonden hoor. Vereiste is wel dat je goed begrip hebt van bewegingsvergelijkingen van vliegtuigen, als je dan goed met VB kan opschieten, zal het idd niet zo moeilijk zijn (thank god hadden wij ook iemand in de groep die goed was in VB), maar ik vond het wel heel moeilijk...