Óbudai Egyetem Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Gépszerkezettani és Biztonságtechnikai Intézet
TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI DOLGOZAT
REPÜLÉSI ZAJ HATÁSÁNAK ELEMZÉSE A ZAJFORRÁS ÉS A KÖRNYEZETI ALAPÁLLAPOT JELLEMZŐINEK ÖSSZEVETÉSÉVEL
Szerző:
Bera Bálint Gépészmérnök (német nyelven) BSc. szak, III. évf.
Konzulensek:
Prof. Dr. Pokorádi László egyetemi tanár Bera József környezetvédelmi szakértő
Tartalomjegyzék Tartalomjegyzék ......................................................................................................................... 1 Előszó ......................................................................................................................................... 2 1. Bevezetés ................................................................................................................................ 3 2. Műszaki előírások és jogszabályi háttér áttekintése ............................................................... 6 2.1 Magyarországon jelenleg alkalmazott jogszabályok és műszaki előírások ................. 6 2.2Az AzB 2008, mint lehetséges alternatíva ..................................................................... 9 3. Repülési zaj mérése (esettanulmányok) ............................................................................... 12 3.1 Alkalmazott mérőműszerek és mérési segédeszközök............................................... 14 3.2 Mérési körülmények és helyszínek bemutatása ......................................................... 17 3.3 Mérési eredmények bemutatása ................................................................................. 18 3.4. Mérési eredmények kiértékelése ............................................................................... 24 4. Zárszó, végkövetkeztetések összefoglalása.......................................................................... 26 5. Felhasznált irodalom ............................................................................................................ 27
1
Előszó 2015 nyarán gyakornokként több ízben volt alkalmam zajmérésekben részt venni. Ekkor fogalmazódott meg bennem, hogy érdemes ezzel a területtel behatóbban is foglalkozni. A vonatkozó szakirodalomban való tájékozódás, valamint szakértőkkel történt konzultáció után érdeklődésem a repülési zaj felé fordult. Ennek apropóját az adta, hogy a repüléssel már évek óta foglalkozom, ilyen témában több publikációm és egy TDK dolgozatom is született. Több magyarországi és európai repülőtéren volt alkalmam megfordulni, ezen kívül repülőszemélyzetekkel is konzultáltam a témában. Mindig is érdekeltek e terület problémás, behatóbb vizsgálatra és fejlesztésre szoruló részei, a repülési zaj pedig ezek közé tartozik. A zajt, mint környezetvédelmi problémát műszaki szempontból szándékozom vizsgálni, mivel véleményem szerint ez a kulcsa a jövőbeni, zaj- és rezgésvédelmi megoldások létrehozásának. Jelen dolgozat célja, hogy mérési eredmények, valamint műszaki és üzemeltetési adatok ismeretében vizsgálja a repülési zajt. Ezeket először a hatályos magyar jogszabályok és műszaki előírások, majd a német Szövetségi Környezetvédelmi Hatóság által kiadott „Utasítás a zajgátló védőövezetek meghatározásához” című rendelet alapján kívánom értékelni. Rá kívánok mutatni, hogy a zajmérési eredmények értékeléséhez nem elég egyetlen adat, hanem komplex, rendszerszintű felfogás szükséges a környezeti állapot leírásához. A most feldolgozott és elemzésre kerülő mérési eredmények terveim szerint további kutatások alapját képezik, kiegészülve még több zajmérési adattal. Tudományod Diákköri dolgozatomat az ÓE BGK Műszaki Biztonságtudományi Szakműhely – μβσ – keretében készítettem.
2
1. Bevezetés Napjainkban az élet minden területén szembesülünk vele, hogy az ipari és technikai fejlődés hozományaként bolygónkat folyamatos és nagymértékű környezeti terhelés éri. Akár élő, akár élettelen környezetünket tekintjük, azok számos károsító hatásnak vannak kitéve nap, mint nap. Ilyen károsító hatások a hulladék felgyülemlése, a szennyvíztermelés, a lég- és fényszennyezés, illetve a zajterhelés. A hatások által keletkezett problémákkal a környezetvédelem foglalkozik. Fontos leszögezni, hogy napjainkban környezetvédelmi szempontból „tiszta”, azaz terhelésmentes állapot – néhány extrém kivételtől eltekintve - nem létezik. Globálisan szemlélve a helyzetet, kijelenthető, hogy valamilyen környezetterhelő hatás mindenképpen fellép, bárhol is legyünk a bolygón. Ha nincs szemmel jól látható károsító elem (hulladék, szennyvíz, szabadba engedett vegyi anyagok, stb.), akkor is jelen van a légszennyezés, az emberi tevékenységeket pedig minden esetben övezi valamilyen zajkibocsátás, s ezáltal a környezetükben fellép valamekkora zajterhelés. Az a feltevés tehát, hogy a megóvandó környezeti állapotot kedvezőnek tekinthetjük, tévesnek minősül. Amikor tehát a fentebb említett károsító hatások bármelyikét vizsgáljuk, ezt mindenképpen úgy kell tennünk, hogy feltesszük a kérdést: mennyiben módosítja a kialakult környezeti alapállapotot az egyes tényezők megjelenése, korlátozása vagy megszüntetése? Elképzelhető ugyanis, hogy a problémát nem az egyes terhelő hatások valamelyikének megszüntetése jelenti, hanem az összes – akár csak csekély mértékű – korlátozása. Nem szabad tehát egyik problémakört sem úgy tárgyalni, mintha egy adott környezeti állapot létrejöttéért egyedüliként lenne felelős. Mindig fel kell mérni, milyen terhelések lépnek fel, azok milyen összhatást fejtenek ki a környezetre, majd ezt követően vizsgálni, hogy milyen változás történik ebben az alapállapotban, ha további terheléseket adunk hozzá vagy veszünk el belőle. A fenti elv szem előtt tartása szükséges a környezeti zaj- és rezgésterhelés elemzése során is. Ez egyike a fő környezetkárosító hatásoknak. Bár szemmel nem látható, mindennapi életünkre és műszaki eszközeink működésére az egyik legerősebb hatással bír. Ez különösen igaz a városi környezetre, ahol gyakorlatilag folyamatos a zajkibocsátás s így a zajterhelés. Mivel pedig az emberiség döntő többsége városi környezetben él vagy dolgozik, kiemelten fontos e problémakör tárgyalása. Az említett elv érvényesülése nem csak az összesített környezetvédelmi állapotra igaz, hanem annak egyes elemeire is. A környezeti zaj- és rezgésterhelés esetében ez azt jelenti, hogy vizsgálata során figyelembe kell vennünk, mi okozza az adott kibocsátást. Ez alapján megkülönböztetünk ipari (üzemi) és közlekedési zajt. Utóbbi, a közlekedési zaj jelenti a XXI. századi zaj- és rezgésvédelem legnagyobb kihívását. Az iparosodás kezdete óta tendencia, hogy a mind újabb technológiai fejlesztéseknek köszönhetően a távolságok leküzdése időről időre könnyebbé és gyorsabbá válik. Ez korunkra globális mértékűvé vált: ma már nem elképzelhetetlen országok, kontinensek átszelése órák alatt. Sőt: akár a Földet is megkerülhetjük a megfelelő jármű birtokában, ehhez pedig még egy napra sincs szükségünk.
3
Arra a kérdésre, hogy az utóbbi feladatot milyen közlekedési eszközzel hajtanánk végre, egyértelműen a repülőgép a válasz. 1903-as színre lépése óta a légi közlekedés produkálta a leglátványosabb fejlődést úgy műszakilag, mint mennyiségileg. Mára különböző méretű, teljesítményű és rendeltetésű légi járművek tömkelege szeli át az eget a Föld minden pontján, felgyorsítva az utazást, szállítmányozást vagy kommunikációt. A légi közlekedés mindennapi életünk részévé vált, még akkor is, ha közvetlenül nem vesszük igénybe az általa nyújtott szolgáltatásokat.
1.ábra Balra: Douglas DC-3, az 1940-es évekből. Jobbra: Airbus A-380 a 21. századból – a fejlődés elképesztő mértékű (Források: Wikimédia; Szerző felvétele) Kétségtelen előnyei mellett azonban nem szabad elfeledkeznünk róla, hogy a repülés zajvédelmi szempontból folyamatos problémaforrást jelent. A repülőgép az egyik legnagyobb zajkibocsátással rendelkező közlekedési eszköz, üzemelése közben folyamatosan terheli környezetét. Ez elsősorban a repülőterek közelében jelent problémát, ahol a légi jármű kis magasságon (15 000 láb, azaz 5100 méter alatt – A közforgalmi repülésben a mennyiségeket angolszász mértékegységrendszerben adják meg. Tehát a repülési magasság mértékegysége a láb, a sebességé a csomó. A dolgozatban felhasznált, repülési paraméterekkel kapcsolatos mérési eredmények is ilyen rendszerben születtek, ám a jobb érthetőség kedvéért a továbbiakban minden adatot metrikus rendszerben adok meg. Az átváltást a következő szabályok szerint végeztem: 1 láb = 0,3048 méter, 1 csomó = 1,852 km/h.) tartózkodik. Lesugárzott hangteljesítménye azokban a repülési stádiumokban a legnagyobb, amikor 5000 méternél alacsonyabban van. Ennek két fő oka van: egyrészt a repülőgépek zajkibocsátásának zömét adó hajtóművek felszálláskor közel maximális teljesítményen üzemelnek, másrészt a fel- és leszállások során a futóművek és az aerodinamikai elemek (fékszárnyak, orrsegéd-szárnyak, csűrők) állása miatt is nagyobb zaj- és rezgéskibocsátással rendelkeznek. Illetőleg nem elhanyagolható, hogy a zajhatárértékek teljesülése nem azt jelenti, hogy az adott területen „csend van”. Zajterhelés ilyen esetben is tapasztalható, akár az emberek komfortérzetét meghatározó, szubjektív „határértéket” meghaladó mértékben is. Az, hogy a repülőterek, illetőleg az őket használó repülőgépek által okozott zajterhelés társadalmilag kiemelt szerepet kap, annak tudható be, hogy a városok terjeszkedésével a zajforrás
4
egyre közelebb került az emberek lakóhelyeihez. Szerencsés esetben egy repülőtér a lakott területektől távol helyezkedik el, annak érdekében, hogy a fel- és leszállások során a légi járműveknek minél kevesebb ideig kelljen azok felett tartózkodniuk. Ez azonban a legritkább esetben megoldható, ráadásul kényelmi és gazdasági szempontból is kedvezőbb, ha a repülőtér közel épül egy nagyvároshoz (hiszen az oda-vissza utazás ideje rövidül). Ettől függetlenül viszont különösen fontos a repülőterek zajkibocsátásának szabályozása, a társadalmat érő öszszesített zajterhelés csökkentésével összhangban. Környezeti zajvizsgálatok során minden esetben az egyenértékű zajszint (LEq, [dB]) jelenik meg mérési adatként. Ez adja a környezetvédelmi zajhatárértékek alapját is, amik bármilyen tevékenység vagy rendszer zajkibocsátás szempontjából történő szabályozását teszik lehetővé. Megfigyeléseim szerint viszont a zajmérési adat, mint környezetterhelési adat önmagában sokszor nem elégséges a kialakuló környezetvédelmi helyzet teljes körű megismeréséhez. Ez különösen igaznak bizonyul a repülési zaj esetében, ahol a mért zajszint mellett műszaki és üzemeltetési adatok, paraméterek figyelembe vétele is szükségeltetik a pontosabb helyzetkép kialakításához. Ráadásul nem elhanyagolható az sem, hogy milyen időjárási körülmények között megy végbe az a repülési manőver, ami a védendő övezet zajterhelését okozza. A következő fejezetek során, különböző helyszíneken elvégzett környezeti zajmérések eredményeit felhasználva, arra kívánok rámutatni, hogy a repülési zaj kezelését egyrészt a meglévő, összetett terhelés alatt álló környezeti alapállapot, másrészt a repülésre jellemző műszakiüzemeltetési paraméterek figyelembe vételével kell végrehajtani. Méréseket repülési zaj által érintett, illetve attól gyakorlatilag nem terhelt helyszíneken egyaránt végeztem. Előbbi esetben rögzítésre kerültek az adott repülési eseménnyel összefüggésben lévő adatok (magasság, sebesség, irány, manőver jellege, időjárási körülmények), amiket utólag kiegészítettem a repülőgép típusjellemzőivel. Mindemellett külön figyelmet szentelek tisztán a repülési zajnak, mint modellezhető mennyiségnek, ami a jövőbeni zajvédelmi problémák megoldásához segíthet hozzá. Ebben az esetben ugyan nem az „összhatás-elv” szerint viszonyulok a repülési zajhoz, ám ahhoz, hogy egy még nem fennálló környezeti állapotot modellezzünk, szükséges valamilyen, a valóságot lehető legjobban leíró modell felállítása. Ez pedig csak akkor lehetséges, ha az összesített zajterhelés egyes elemeit, esetünkben a repülési zajszintet, minél pontosabban meghatározzuk, mégpedig az egyedi zajesemények bekövetkezését övező körülmények részletes dokumentálásával.
5
2. Műszaki előírások és jogszabályi háttér áttekintése A zaj elleni védekezés a környezetvédelem egyik legfontosabb feladata. Ezt két úton: aktív és passzív módszerekkel lehet elérni. Előbbi a zajforrások kibocsátásának csökkentését jelenti, utóbbi pedig a zaj terjedésének gátlását. Zajszintet csökkenteni azonban nem célszerű anélkül, hogy ne állna rendelkezésre valamilyen rendelet vagy jogszabály, arra vonatkozóan, hogy milyen zajszinteket kell betartanunk az adott területen vagy szituációban. Ennek okán a környezetvédelemért felelős, állami szintű szervezetek elsődleges feladata, hogy mérési eredményeken alapuló, logikus, a gyakorlati életben jól használható jogszabályi hátteret biztosítsanak a zajvédelemmel foglalkozó szakemberek számára. Mindemellett elengedhetetlen a megfelelő műszaki előírások megléte is, melyek a környezeti zajmérések elvégzéséről, valamint a zajgátló védőövezetek kijelölésének részletes szabályairól adnak tájékoztatást. Végezetül pedig szükség van olyan számítási eljárásokra, amikkel modellezhetőek a zajforrások, így azok létrejötte előtt nagy pontossággal prognosztizálható egy terület jövőbeni zajterhelése. Magyarországon a zajvédelemért felelős állami intézmények a területileg illetékes Kormányhivatalok Környezetvédelmi és természetvédelmi főosztályai. Szerepüket néhány évvel ezelőtt a regionális Környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi felügyelőségektől, mint jogelőd szervezetektől vették át.
2.1 Magyarországon jelenleg alkalmazott jogszabályok és műszaki előírások A környezetvédelem jogi szabályozása igen szerteágazó, ráadásul témánk szempontjából csak az érvényben lévő jogszabályok töredéke fontos, melyek a légi közlekedési zajra vonatkoznak. Ebben az alfejezetben utóbbiakat veszem sorra, összefoglalva tartalmukat, illetve kiemelve hiányosságaikat. A „284/2007. (X.29.) Kormányrendelet a környezeti zaj és rezgés elleni védelem egyes szabályairól” definiálja a környezeti zaj- és rezgésforrásokat, illetve meghatározza azok üzemeltetőjét. A 2. § f) pontja szerint környezeti zaj- vagy rezgésforrás „közlekedési útvonal (közút, közforgalom elöl el nem zárt magánút, vasúti pálya, vízi út, valamint repülőtér) üzemeltetése, kezelése”, a 2. § g) pontja alapján pedig a repülőtér üzemeltetője a „repülőtér üzemben tartója”. E Kormányrendelet definiálja továbbá a veszélyes mértékű környezeti zaj és rezgés fogalmait a 2. § j) és k) pontjaiban. Eszerint a veszélyes mértékű környezeti zaj „olyan környezeti zaj, amely meghaladja a külön jogszabályban megállapított zajszennyezettség (továbbiakban: zajterhelés), illetőleg zajkibocsátás megengedett határértékét”. A veszélyes környezeti rezgés pedig – ezzel analóg módon – „olyan környezeti rezgés, amely meghaladja a rezgésszennyezettség (továbbiakban: rezgésterhelés) megengedett határértékét” [1].
6
A fenti definíciók mellett azonban a rendelet nem tartalmaz előírást és nem fogalmaz meg követelményt repülőtér üzemeltetésére, légi közlekedése és a légi járművek forgalmára vonatkozóan. A repülési zaj szabályozására tehát nem alkalmas. Említésre méltó továbbá, hogy zaj- és rezgésforrás címén nem magát a repülőgépet, hanem a repülőteret határozza meg. Igaz, hogy például a vasúti vagy közúti forgalom esetében sem az egyes járműveket, hanem a vasúti pályát és a közutat sorolja a zajforrások közé (helyesen), ám ezek alapvetően más jellegűek, mint egy „légi útvonal”. Egy repülőgép vagy helikopter, amikor a repülőtéren vagy fel- és leszállóhelyen tartózkodik, nyilvánvalóan hozzájárul az adott létesítmény zajkibocsátásához. Ettől eltekintve viszont önálló zajforrásként kell kezelni, s így a jogi szabályozásban is célszerűbb volna így tekinteni rá. A zajkibocsátási határértékek megállapításáról, valamint a zaj- és rezgéskibocsátás ellenőrzésének módjáról szól a „93/2007. (XII.18.) KvVM rendelet”. Megtalálhatóak benne a követelményértékek ellenőrzésének és az adott területekre való alkalmazásának módszerei, valamint felsorolja a környezeti zajmérések elvégzésére vonatkozó műszaki szabványokat (MSZ 13183-3:1992 és MSZ 13-183-4:1992). [2] Tartalmilag azonban csak a zajmérés módszereiről szól, a zaj- és rezgéskibocsátási étékek meghatározására, tényleges számítási módszerre nincs benne előírás, ahogy a mért értékek dokumentálására sem. A zajvédelem rendszerében értelemszerűen nagy hangsúlyt kapnak a határértékek. Magyarországon ezek meghatározásáról a „27/2008.(XII.3.) KvVM-EÜM együttes rendelet” szól. A zaj- és rezgésvédelmi határértékeket (LAM megítélési szintek) egyenértékű Ahangnyomásszintben adja meg, illetve megszabja, hogy jelentős túllépésnek minősül azok 10 [dB]-nél nagyobb meghaladása. [3] A repülési zaj szabályozásához mindenképpen szükség van követelmények és kötelezettségek meghatározására. Ez a gyakorlatban úgy valósítható meg, ha a zajgátló védőövezet kijelölésére vonatkozó jogszabályokat és műszaki előírásokat hozunk létre. Magyarországon ezt a szerepet a „176/1997.(X.11.) Kormányrendelet a repülőterek környezetében létesítendő zajgátló védőövezetek kijelölésének, hasznosításának és megszüntetésének szabályairól”, valamint a „18/1996.(X.11.) KHVM-TKM együttes rendelet a repülőterek környezetében létesítendő zajgátló védőövezetek kijelölésének, hasznosításának és megszüntetésének részletes műszaki szabályairól” töltik be. A „176/1997.(X.11.) Kormányrendelet” szerint a zajgátló védőövezet „a repülőtér környezetének az a része, amelyen a repülőtér üzemeltetéséből számított mértékadó zajterhelés meghaladja a közlekedésből származó környezeti zajnak külön jogszabályban meghatározott zajterhelési határértékeit”. [4] A félreértések elkerülése végett megjegyzendő, hogy a zajgátló védőövezet nem véd a zaj ellen. Ezt a feladatot a hozzá kapcsolódó követelmények és kötelezettségek látják el. A „18/1997.(X.11.) KHVM-KTM együttes rendelet” [5] esetében kiemelendő, hogy elsődlegesen műszaki előírás. Ennek jelentősége abban áll, hogy a repülési zaj számítására vonatkozóan ugyan tartalmaz utasítást és számítási képletet, de önmagában még nem számítási eljárás. A terhelési pontokban fellépő mértékadó zajterhelést a benne található összefüggés szerint, két összetevőből kell számolni: a levegőben végzett gépmozgásokra vonatkozó egyenértékű zajterhelésből, és a földön végzett műveletekből származó egyenértékű zajterhelésből.
7
Az említett számítóképlet az [5] szerint a következő: 𝐿𝑒𝑞,𝑀 = 10 ∙ lg(100,1∙𝐿𝑒𝑞,𝑅 + 100,1∙𝐿𝑒𝑞;𝐹 ) ahol: Leq;M – Leq;R – Leq;F –
(1)
Mértékadó zajterhelés a repülőtér környezetének adott pontjában, [dB]; Egyenértékű zajterhelés a levegőben végzett gépmozgásokra vonatkoztatva, [dB]; Egyenértékű zajterhelés a földön végzett gépmozgásokra vonatkoztatva, [dB].
A számítás alapját adó, egyenértékű zajterhelés-adatok meghatározására szintén rendelkezésre áll számítóképlet. A földön végzett gépmozgásokra vonatkoztatott egyenértékű zajterhelésre: 1
𝐿𝑒𝑞,𝐹 = 10 ∙ lg (𝑇 ∙ ∑𝑘 𝑇𝑘 ∙ 100,1∙𝐿𝐴𝑒𝑞;𝑘 ) 𝑚
ahol: k – Tm
–
Tk
–
LAeq;k –
(2)
Az egyes, egymástól eltérő, számításba vett, földön végzett művelet típusok futóindexe, [-]; Megítélési idő, ami azonos a nappali (06:00-22:00) és az éjszakai (22:00-06:00) időszakokkal, [s]; A k-adik típusú, földön végzett műveletből származó zajesemények összegzett hatásideje a Tm megítélési időre, [s]; A k-adik földön végzett művelettípusnak a Tk időtartamra vonatkoztatott egyenértékű A-hangnyomásszintje a vizsgált ponton, [dB].
A levegőben végzett gépmozgásokra vonatkoztatott egyenértékű zajterhelésre: 𝑇
𝐿𝑒𝑞,𝑅 = 10 ∙ lg (𝑇0 ∙ ∑𝑖 100,1∙𝐿𝐴𝑒𝑞;𝑖 ) 𝑚
ahol: i – Tm
–
T0 – LAeq;i –
(3)
Az összegzés futó indexe a vizsgálati ponton a Tm megítélési időn belül figye lembe vett összes, levegőben végzett gépmozgásra nézve, [-]; Megítélési idő, amely az az időtartam, amelyre nézve a mértékadó műveletszámot meghatározták, [s]; 1 [s] vonatkoztatási idő, [s]; A vizsgált pontban az i-edik zajeseményhez tartozó zajeseményszint, [dB].
A fenti tényezők közül az Leq;F és az Leq;R, bár rendelkezésre áll hozzájuk számítóképlet, folyamatosan vitára adnak okot. Ez nem véletlen, ugyanis ezek alakulása befolyásolja leginkább az adott terhelési pontban a zajszintet. Közülük is a légi járművektől származó zajkibocsátás, tehát az Leq;R az, amely a legtöbb vitát szüli, mérése és számítása ugyan sok bizonytalanságot és kételyt rejt magában. A hazai mérési és szabályozási eljárások legfőbb hiányossága ezen a ponton bontakozik ki. A fenti, (1), (2) és (3) képleteket ugyanis az egykori Német Szövetségi Köztársaságban készült,
8
1971-ben kiadott „Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen”, azaz „Utasítás a zajgátló védőövezetek meghatározásához” című dokumentumból származnak. A mai napig korszerűsített, legutóbb 2007-ben frissített, 2008-ban kiadott AzB a repülőgépeket akusztikai kategóriákba sorolja. [6] Ezekhez a kategóriákhoz rendeli hozzá az alkalmazandó zaj-, teljesítmény-, repülési magasság-, repülési sebesség-adatokat. Az AzB 1971 vonatkozó adatbázisát a „18/1997.(X.11.) KHVM-KTM együttes rendelet” 1. és 2. számú mellékletei tartalmazzák. Ezzel azonban több alapvető probléma is akad: az AzB 1971 elavult; az AzB 1971-nek csak bizonyos részeit emelték át a jogalkotók, a hangterjedésre vonatkozó részek teljes egészében hiányoznak; az AzB 1971 táblázata az 1970-es, 1980-as években alkalmazott repülőgép-típusokra alapul, melyek mára eltűntek a menetrend szerinti légi forgalomból; a német számítási eljárás az ottani viszonyoknak teljes mértékben megfelel, azonban nem biztos, hogy a magyarországi körülményeknek is. Mindezek alapján két lépés lenne indokolt és célszerű: 1. az AzB 2008 teljes átvétele és beépítése a magyar jogszabályi és műszaki szabályozási rendszerbe, vagy 2. az AzB 2008 akusztikai kategóriáin és számítási eljárásain alapuló, a hazai viszonyoknak megfelelő, méréseken alapuló szabályozási rendszer létrehozása. Ezek közül értelemszerűen a 2. a körülményesebben kivitelezhető, mivel a német eljárás felülvizsgálatán és átgondolásán túlmenően további munkálatokat is igényel. Erre való tekintettel tehát véleményem szerint hosszú távon a legjobb megoldás az lenne, ha sor kerülne az AzB 2008 teljes átvételére. A felgyülemlett tapasztalatok alapján pedig meg lenne a lehetőség ennek felülvizsgálatára, kiegészítésére, a magyarországi körülményekhez való maximális hozzáigazítására.
2.2Az AzB 2008, mint lehetséges alternatíva Európában, az egykori Német Szövetségi Köztársaságban az elsők között kezdtek el foglalkozni a repülési zajjal. A mérések és kutatások eredményeképp, 1971. március 30-án jelent meg a Szövetségi Közlönyben [7] a „Törvény a repülési zaj elleni védekezésről” első változata, amely 1971. április 3-án lépett hatályba. Ebben háromféle zajgátló védőövezet került meghatározása: két nappali és egy éjszakai. A törvényhez kapcsolódóan, ugyanebben az évben került kiadásra az első AzB, amelyben megtalálhatóak voltak a megfelelő számítási eljárások, függelékként pedig a zajkategóriák. A méréstechnikában és a repülőgépek fejlettségi szintjében való fejlődésnek, valamint a polgári légi forgalom növekedésének köszönhetően, az AzB folyamatos frissítéseken ment keresztül. 1975-ben, 1983-ban és 1999-ben is adtak ki felújított változatokat, amikben a legszembetűnőbb változtatás a kibocsátási adatbázis (Emissionsdatenbank) aktualizálása volt. A legfrissebb AzB-t 2007-ben adta ki a Szövetségi Környezetvédelmi Hatóság „Az AzB átdolgozása” munkacsoportja, érvényben 2008. november 19-e óta van. Erre azért került sor, mert 9
a folyamatos kritikák miatt a német kormány úgy döntött, megújítja az 1971-es repülési zaj elleni törvényt. A legújabb változat 2007. június 1-jén jelent meg a Szövetségi Közlönyben [8], hatályba pedig 2007. június 7-én lépett. Hozzá kapcsolódóan jelent meg az „Első rendelet a „Törvény a repülési zaj elleni védekezésről” kivitelezéséről”, ennek alapján jogosult az AzB 2008 a zajgátló védőövezetek számítási módszerének meghatározására. Az AzB 2008 mindenre kiterjedő ismertetése ebben a dolgozatban terjedelmi korlátok miatt sajnos nem lehetséges, ám röviden mégis érdemes áttekinteni néhány fontosabb részét. A zajgátló védőövezetek számításához az AzB egy szegmentáló eljárást alkalmaz, mely a repülőgép háromdimenziós repülési pályájának lineáris komponensekre való megfelelő felosztására épül. Minden ilyen komponens a repülőgépet egy Ei összetevővel az E hangexpozícióhoz közelíti a P imissziós pontban. A szegmentáló eljárást sematikus formában, kétdimenziós esetre a 2. ábra mutatja be.
2.ábra A szegmentáló elv bemutatása egy körív formájú röppályaszegmens két lineáris részkomponensre való felosztásán keresztül (forrás: [6]) A számítás a repülőtéri adatrögzítő rendszer által kinyert adatok alapján, a repülőtér légi forgalmának jellegét és méretét figyelembe véve megy végbe. Témánk szempontjából az AzB 2008 által a nappali és éjszakai, levegőben végzett gépmozgásokra vonatkoztatott egyenértékű zajterhelés számítására alkalmazott számítóképletek igen szemléletesek, ezért ezek bemutatását fontosnak tartom. A nappali és éjjeli egyenértékű zajszintek [6] szerint egy korrigálatlan értékből adódnak: ∗ 𝐿𝑝𝐴𝑒𝑞,𝑁𝑎𝑝 = 10 ∙ lg [
1,5∙𝑇0 𝑇𝐸
3∙𝑇
𝑁
𝑁𝑎𝑝 ∙ ∑𝑖=1 100,1 ∙ 𝐿𝑝𝐴𝐸,𝑖 ] [𝑑𝑏]
𝑁
∗ 𝐸𝑠𝑡 𝐿𝑝𝐴𝑒𝑞,𝐸𝑠𝑡 = 10 ∙ lg [ 𝑇 0 ∙ ∑𝑖=1 100,1 ∙ 𝐿𝑝𝐴𝐸,𝑖 ] [𝑑𝑏] 𝐸
10
(4) (5)
a vizsgált évre mindig kiegészítő tag hozzáadásával számolunk: ∗ 𝐿𝑝𝐴𝑒𝑞,𝑁𝑎𝑝 = 𝐿𝑝𝐴𝑒𝑞,𝑁𝑎𝑝 + 3 ∙ 𝐾𝜎,𝐿𝑒𝑞,𝑁𝑎𝑝 [db]
(6)
∗ 𝐿𝑝𝐴𝑒𝑞,𝐸𝑠𝑡 = 𝐿𝑝𝐴𝑒𝑞,𝐸𝑠𝑡 + 3 ∙ 𝐾𝜎,𝐿𝑒𝑞,𝐸𝑠𝑡 [db]
(7)
ahol: LpAeq,Nap– TpAeq,Éjj– Tp*Aeq;Nap– Lp*Aeq,Éjj– TE – T0 – Tr –
A-szűrővel korrigált egyenértékű zajszint nappalra (06:00-tól 22:00-ig), [dB]; A-szűrővel korrigált egyenértékű zajszint éjjelre (22:00-tól 06:00-ig), [dB]; A nappali egyenértékű zajszint korrigálatlan értéke, [dB]; Az éjjeli egyenértékű zajszint korrigálatlan értéke, [dB]; vizsgálati idő másodpercben (𝑇𝐸 = 1,5552 ∙ 107 [𝑠], 𝑎𝑧𝑎𝑧 180 𝑛𝑎𝑝), [s]; 1 [s] vonatkoztatási idő, [s]; Kiértékelési idő. Az „AzB 2008” kiértékelési időként a következő intervallumokat alkalmazza: 06:00-tól 22:00-ig (nappal) és 22:00-tól 06:00-ig (éjszaka), [s]; NNap – Repülési műveletek száma a kiértékelési idő alatt nappal (06:00-tól 22:00-ig), [-]; NÉjj – Repülési műveletek száma a kiértékelési idő alatt éjjel (22:00-tól 06:00-ig), [-]; i – Az egyes repülési zajértékekhez tartozó futóindex, [-]; LpAE,i – A-szűrővel korrigált hangexpozíciószint, a légi jármű zajkibocsátásából származtatva, figyelembe véve a röppályához mért távolságot és a hangterjedési viszonyt, [dB]; Kσ,Leq,Nap– Kiegészítő tag az egyes pályairányok időben változó jellegének figyelembe vételéhez (szigma-vezérlés), nappali viszonyok között, [dB]; Kσ,Leq,Éjj– Kiegészítő tag az egyes pályairányok időben változó jellegének figyelembe vételéhez (szigma-vezérlés), éjjeli viszonyok között, [dB]. Az AzB 2008 számítási eljárása beépült több zajszimulációs programba is, ilyen például a Wölfel vállalat által készített IMMI 2015, amely emellett a magyarországi szabályozási rendszernek megfelelő modellezésre is képes. Amennyiben tehát hazánkban is az AzB 2008 kerülne bevezetésre, abban az esetben egyből rendelkezésre állna olyan szimulációs program is, amivel még nem létező zajforrások kibocsátását tudnánk modellezni. Ez szintén igaz már meglévő, de bővítendő, modernizálandó zajforrásokra, esetünkben például repülőterekre.
11
3. Repülési zaj mérése (esettanulmányok) A repülési zajnak, mint a környezeti zajterhelés elemének vizsgálatához értelemszerűen szükséges, hogy elegendő mérési eredmény álljon rendelkezésre. Ugyan jelenleg is léteznek modellezési eljárások, amikkel, a megfelelő bemenő adatok birtokában, képesek lehetünk egy adott repülési helyzet zajszintjének becslésére, ám a valóságot legjobban környezeti zajmérésekkel lehet leírni. Egy adott terület zajterhelésének mérése alapvetően nem tűnik nehéz feladatnak. Kissé leegyszerűsítve a dolgot, nincs szükség másra, mint megfelelő mérőműszerre és a vonatkozó méréstechnikai - műszaki szabványok, előírások ismeretére. Utóbbiakat követve a mérőműszerrel megmérjük az egyenértékű A-hangnyomásszintet (LAeq; [dB]), ami alapján minősíthető a környezeti állapot. A gyakorlatban a zajszintmérések jellemzően ezt a sémát követik. Az általam végzett környezeti zajmérések során tett megfigyeléseim alapján, az egyenértékű A-hangnyomásszint önmagában nem alkalmas arra, hogy alapot képezzen a repülési zaj leírásához és szabályozásához. A zajmérési gyakorlat számára az LAeq azért kedvező, mert egy adott észlelési pontban figyelembe veszi a zajterhelés hatásidejét is [9]. Erre azért van szükség, mert a környezeti zajok többsége időben változó, mérésüket pedig úgy kell elvégezni, hogy a kapott átlagérték hatása megegyezzen a zajhatás emberre gyakorolt hatásával. Természetesen a repülési zajra is igaz, hogy időben változó jellegű, így a mérések alapján megállapítható rá egy egyenértékű A-hangnyomásszint. Ez viszont, jellegéből fakadóan, némileg torzított képet ad az adott repülési eseményről. Nem jelenik meg benne sem a maximum (LAMax, [dB]), sem a minimum (LAMin, [db]) A-hangnyomásszint, melyek közül nyilvánvalóan előbbi az, ami fontos szerepet játszana az értékelés során. Megállapítható ugyanis, hogy ha az adott mérésre, tehát például egy repülőgép leszállására vonatkoztatva teljesül az egyenértékű Ahangnyomásszintben megadott zajhatárérték, az integrálási t [s] időből kiragadható olyan t1-t2 [s] intervallum, melyben az ott fellépő LAMax miatt jóval magasabb LAeq határozható meg. Amint pedig arról már korábban is szót ejtettem, a szubjektív zajérzékelés a legtöbbször nem egyeztethető össze az egyenértékű hangszintben megadott határértékekkel. A következőkben ismertetésre kerülő mérési eredményeim kiértékelése során tehát minden esetben figyelembe vettem az LAeq mellett a mérés során fellépő maximum és minimumszinteket is.
12
3.ábra Az Alitalia légitársaság Airbus A320 típusú repülőgépe (I-BIKD) leszállás közben Budapest Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtérre (forrás: a Szerző felvétele) A különböző hangszintek elemzése mellett számos olyan befolyásoló tényező van, aminek a figyelembe vétele közelebb viheti a mérési eredményt a valóságos helyzethez. Ilyen tényezők a repülési magasság, repülési sebesség, manőver jellege (leszállás, felszállás, átrepülés) vagy az időjárási körülmények. Előbbiek a repülési zaj sajátosságai, utóbbi viszont minden zajesemény esetében befolyásoló hatással bír. A repülési magasságról korábban már megállapítottam, hogy fontos a repülési zaj megítélése szempontjából. Értelemszerűen minél közelebb van a zajforrás (itt: repülőgép) a terhelési ponthoz, annál jobban érvényesül a hatása. Ez a légkör csillapító hatásától, valamint a zajforrás és a terhelési pont közötti tér (beépített, zöldövezeti, stb.) jellegétől függően változik. A repülőgép sebessége több módon is befolyásoló hatással bír a hangszintre. Fizikai törvényszerűségből tudjuk, hogy egy repülőgép légellenállása a repülőgép és a légmozgás egymáshoz viszonyított sebességének négyzetével egyenesen arányos. A légellenállás növekedésével pedig a géptest zaja is magasabb lesz [10]. Másodlagos tényezőként megjelenik a hajtóműteljesítmény növekedése, ami további zajszint-növekedést von magával. A repülési manőver jellege az előbb felsorolt két tényező változása miatt fontos. Felszállás során a repülőgép hajtóművei maximális teljesítményen üzemelnek, a legmagasabb zajszintek ezért ebben a repülési stádiumban mérhetők. Ehhez hozzájárulnak a külső helyzetben lévő futóművek és a fékszárnyak rezgései, amik a géptest zaját (aerodinamikai zaj) növelik. Ez a jelenség leszállás során szintén megjelenik, és mivel ekkor a hajtóművek teljesítménye jóval alacsonyabb, hatása a zajterhelésre jelentősebb. Megfelelő siklópálya és relatíve alacsony leszálló sebesség esetén a zajkibocsátás csökken. Az átrepülés a polgári légi forgalom zajának vizsgálata során kevésbé fontos, mivel a repülőgépek (pontosan a zajterhelés csökkentése céljából) a lehető leghamarabb utazómagasságra emelkednek (típustól függően 8000 – 12 000 méter), ahol már elhanyagolható hatásuk van a földfelszínen mérhető zajszintre. A fel- és leszállások zajának vizsgálatakor ennek ellenére a manővert jellegében átrepülésnek vehetjük, amennyiben kellően rövid intervallum erejéig vizsgáljuk a pillanatnyi zajszintértékeket. 13
3.1 Alkalmazott mérőműszerek és mérési segédeszközök A következőkben bemutatásra kerülő környezeti zajmérések során az alábbi mérőműszereket, illetve segédeszközöket használtam fel: Svantek SVAN-945 első osztályú zajszintmérő műszer, a műszerhez tartozó kalibráló, RTL2832U + R820T USB DVB-T ADS-B vevő. A Svantek SVAN-945 (3.ábra) első osztályú zajszintmérő műszert konzulensem bocsátotta rendelkezésemre, a méréseket az ő szakértői felügyelete mellett végeztem. A műszer hitelesített, alkalmas joghatással járó mérések elvégzésére, ezért a célnak tökéletesen megfelelt. A segítségével nyert mérési eredményeket Microsoft Excel 2013 programmal jelenítettem meg és értékeltem ki.
4.ábra A mérésekhez alkalmazott Svantek SVAN-945 zajszintmérő műszer, mérés közben, állványon (Forrás: a Szerző felvétele) A SVAN-945 használatához szükséges a hozzá tartozó kalibráló, ami biztosítja, hogy minden mérés a megfelelő helyességű legyen. A mérési sorozatokat minden esetben megelőzte kalibrálás. Mint a bevezetésben említésre került, a zajmérési adat önmagában sok esetben nem elégséges a kialakult környezeti állapot jellemzésére, ami a repülési zajra hatványozottan igaz. Méréseim célja éppen az volt, hogy rámutassak erre a tényre, ezért szükségessé vált több paraméter rögzítése. A korábban felsorolt befolyásoló tényezők közül a repülési magasság és sebesség azok, amiket különösen fontos a zajszintméréssel egy időben mérni és eltárolni, ezért olyan eszközt kellett beszereznem, ami képes a feladat elvégzésére.
14
A megoldást egy ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast = Automatikus légtérellenőrzés – adás) vevő jelentette, ami a repülőgépek transzpondereinek jeleit képes érzékelni. Egészen pontosan egy USB csatlakozással rendelkező, eredetileg földfelszíni televíziós adások vételére szánt DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial = digitális földfelszíni videó adás) vevő (5. ábra), mely a megfelelő chipek megléte esetén (ezek az RTL2832U/E4000, vagy az RTL2832U/R820T) képes a transzponderek által sugárzott, 1090 MHz-es jelek vételére.
5.ábra DVB-T vevő és a hozzá tartozó antenna, működés közben(Forrás: a Szerző felvétele) Az egész megoldás alapját az jelenti, hogy a polgári légi közlekedésben részt vevő repülőgépek jelentős része (Európában az arány a menetrend szerinti, charter, illetve teherszállító repülőgépek esetében 90% fölötti) fel van szerelve S-módú transzponderrel. Ez egy válasz-jeladó berendezés, ami a földfelszíni radarállomások SSR (Secondary Surveillance Radar – Másodlagos Megfigyelő Radar) berendezésének „kérdéseire” elküldi a repülőgép fontosabb azonosítóit és repülési adatait, úgymint: lajstromjel és/vagy járatszám, aktuális magasság (a mért légnyomás alapján), sebesség, koordináta. Erre azért van szükség, mert az elsődleges radarok csak azt tudják megállapítani, hogy milyen távol van tőlük egy repülőgép, ami pedig nem elég a légi irányítás számára. Egy valódi, kifejezetten erre a célra készített ADS-B vevő igen drága, ezért helyettesítettem a célnak tökéletesen megfelelő DVB-T vevővel.
15
16
6.ábra Képernyőkép a PlanePlotter program által táblázatosan megjelenített adatokról
A DVB-T eszköz ADS-B vevőként történő használatához két szoftverre van szükség: egy dekóderre és egy virtuális radarra. Előbbi feladata, hogy ellássa utóbbit az 1090 MHz-es frekvencián érkező adatokkal. A virtuális radar egy asztali alkalmazás, esetemben a PlanePlotter nevű program volt. Ez a repülőgépektől beérkező információkat kétféleképpen jeleníti meg: táblázatos formában (6. ábra), illetve térképen. A mérések során figyelemmel kísértem a digitális térképet, amin megjelentek a fel- vagy leszálló repülőgépek sziluettjei. A zajszintmérések megkezdésekor pedig rögzítettem az adott légi jármű által sugárzott adatokat, amiket így a kiértékelés során hozzá tudtam párosítani a zajszintértékekhez.
3.2 Mérési körülmények és helyszínek bemutatása A dolgozatban felhasznált mérési eredményeket több mérési helyszínen gyűjtöttem össze. Erre azért volt szükség, hogy minél szélesebb palettáját tárhassam fel a befolyásoló tényezőknek, vizsgálhassam azok valós hatását. A több mérési helyszín egymástól különböző környezeti jellemzőket, alapzaj-szinteket és repülési stádiumokat jelent, ezek szintén feltételei a vizsgálatnak. A mérési helyszínek és időpontok a következők voltak: 1. Budapest Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér, egyes futópálya Budapest felőli pályavég, 1185 Bp. Csap utca. 16. (közismert nevén „Cargo-domb”). 2015. 10. 05. 2. Budapest Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér, kettes futópálya Vecsés-Monor felőli pályavég. 2015. 10. 05. és 06. 3. 2225 Üllő külterület, szántóföld, Gyáli(1.)-csatornától 300 méterre, keletre. 2015. 10. 06. 4. 2225 Üllő, Ilona út városhatár felőli végződése (zsákutca). 2015. 10. 06. A mérési helyszíneket a következő térkép mutatja:
7.ábra A mérési helyszínek
17
Az egyes mérési helyszínek jellemzése az I. táblázatban olvasható, ahol: Jelleg – A „27/2008. (XII.3.) KvVM-EüM együttes rendelet” 3. mellékletében felsorolt, zajtól védendő területeken a közlekedéstől származó zaj terhelési határértékeit tartalmazó táblázat alapján; LTH – A „27/2008. (XII.3.) KvVM-EÜM együttes rendelet” 3. mellékletében foglalt határérték nappali (06:00-22:00) és éjjeli (22:00-06:00) megítélési időre. Olyan repülőterekre, vagy nem nyilvános fel- és leszállóhelyekre vonatkozóan, ahol 5,7 tonna maximális felszálló tömegű vagy annál nagyobb légcsavaros repülőgépek, 2,73 tonna maximális felszálló tömegű vagy annál nagyobb helikopterek, valamint sugárhajtású légi járművek közlekednek, [dB].
Sorszám
1. 2. 3. 4.
Időpont
Átlagos repülési magasság [m]
Jelleg
Kertvárosias 2015. 10. 5-6. beépítésű lakóte500 rület 2015. 10. 5-6. Gazdasági terület 150 2015. 10. 6. Gazdasági terület 300 Kisvárosias be2015. 10. 6. építésű lakóterü600 let 1. táblázat A mérési helyszínek jellemzői
Átlagos repülési sebesség [km/h]
Nap.
Éj.
300
65
55
270 275
65 65
55 55
285
65
55
LTH [dB]
A mérések idején a mérési helyszíneken uralkodó időjárási viszonyokat a 2. táblázat mutatja. Sorszám Hőmérséklet [°C]
Páratartalom [%] 71 65 70 60
Szélsebesség [km/h] 9 6 7 6
Szélirány
Általános jellemzés 18 ÉNY Felhős 1. 16 ÉNY Felhős 2. 14 ÉNY Napos 3. 16 ÉNY Napos, eny4. hén felhős 2.táblázat A mérési helyszíneken a mérések idejében uralkodó időjárási viszonyok
3.3 Mérési eredmények bemutatása A mérési eredményeket mérési pontonként mutatom be, majd külön alfejezetben kiértékelem őket. Természetesen ezeknél jóval több eredmény született a mérések során, ám ezek bemutatása – terjedelmi okokból kifolyólag – ebben a dolgozatban nem lehetséges. A későbbiekben
18
azonban kiváló alapot adnak a téma kutatására, további következtetések levonására, illetve a sejtések bizonyítására vagy megcáfolására. A mérések helyszínéül szolgáló Budapest Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér repülőgépforgalmának túlnyomó részét két repülőgéptípus adja, az Airbus A320 és a Boeing B-737 (pontosabban ezek különféle típusváltozatai). Éppen ezért a mérési eredmények többsége is e két utasszállító felszállásaira vagy leszállásaira vonatkozik, ezekből válogattam a továbbiakban. 3.3.1 Első mérési pont mérési eredményei Az első mérési pont esetében a repülőgépek felszállás közbeni zajkibocsátását mértem. A mérések ideje alatt a légi járművek 150-300 méterről hozzávetőlegesen 900 méteres magasságig emelkedtek. Ezt követően – mint a diagramokon is látható – zajkibocsátásuk nincs lényeges befolyással a mérhető hangnyomásszintre.
8.ábra Airbus A320 típusú repülőgép felszállás közben mérhető hangnyomásszintjei
19
9.ábra Boeing B-737 típusú repülőgép felszállás közben mérhető hangnyomásszintjei
10.ábra Airbus A320 típusú repülőgép felszállás közbeni hangnyomásszintjei a repülési magasság vonatkozásában
20
11.ábra Boeing B-737 típusú repülőgép felszállás közbeni hangnyomásszintjei a repülési magasság vonatkozásában Jellemző LAmax [dB] LAmin [dB] Leq [dB]
A320 70,4 42,8 62,3 3.táblázat Első mérési pont főbb mérési eredményei
B-737 70,6 42,5 62,7
3.3.2 Második mérési pont mérési eredményei A második mérési pont esetében a repülőgépek leszállás közbeni zajkibocsátását mértem. A mérések ideje alatt a légi járművek 500 méterről hozzávetőlegesen 100 méteres magasságig süllyedtek. Ezt követően – mint a diagramokon is látható – zajkibocsátásuk nincs lényeges befolyással a mérhető hangnyomásszintre.
21
12.ábra Airbus A320 típusú repülőgép leszállás közben mérhető hangnyomásszintjei
13.ábra Boeing B-737 típusú repülőgép leszállás közben mérhető hangnyomásszintjei
22
14.ábra Airbus A320 típusú repülőgép leszállás közbeni hangnyomásszintjei a magasság vonatkozásában
15.ábra Boeing B-737 típusú repülőgép leszállás közbeni hangnyomásszintjei a repülési magasság vonatkozásában Jellemző A320 B-737 LAmax [dB] 79,5 77,2 LAmin [dB] 73,5 43,1 Leq [dB] 67,3 67,5 4.táblázat Második mérési pont főbb mérési eredményei
23
3.3.3. Harmadik mérési pont mérési eredményei A harmadik mérési pontban a repülőgépek 300 méteres magasságban történő átrepüléseit mértem. A légi járművek természetesen nem tartották huzamosabb ideig ezt a repülési magasságot, hiszen leszálló irányon süllyedtek. Közvetlenül a mérési pont fölött azonban jó közelítéssel mindegyik repülőgép 300 méteren haladt el. Jellemző Érték LAmax,átlag [dB] 75 LAmin,átlag [dB] 43 Leq [dB] 63 5.táblázat Harmadik mérési pont főbb mérési eredményei 3.3.3. Negyedik mérési pont mérési eredményei A harmadik mérési pontban a repülőgépek 600 méteres magasságban történő átrepüléseit mértem. A légi járművek természetesen nem tartották huzamosabb ideig ezt a repülési magasságot, hiszen leszálló irányon süllyedtek. Közvetlenül a mérési pont fölött azonban jó közelítéssel mindegyik repülőgép 600 méteren haladt el. Jellemző Érték LAmax,átlag [dB] 62 LAmin,átlag [dB] 45 Leq [dB] 55 6.táblázat Negyedik mérési pont főbb mérési eredményei
3.4. Mérési eredmények kiértékelése A különböző mérési pontokon végzett mérésekről elmondható, hogy igazolják a repülési zajra jellemző általános tételeket. [10] A hangnyomásszint-görbék jellege ingadozó a földi visszaverődések okozta interferencia-jelenség miatt. Ez az interferencia, valamint a Dopplerjelenség az okozói annak, hogy a zajszint nem akkor a legnagyobb, amikor a légi jármű a mérési ponthoz (észlelőhöz) a legközelebb tartózkodik, hanem egy kicsivel később. A diagramok segítségével ábrázolt zajszintértékekből látható, hogy a hangnyomásszint csak egy viszonylag rövid időintervallumban emelkedik a határérték fölé, és akkor sem lépi át azt súlyosan. A maximális hangnyomásszintek 70 [dB] fölé ritkán emelkednek, még a repülőgép kis magasságon való tartózkodása vagy maximális hajtómű-teljesítmény esetén sem. A második mérési pont esetében közelíti meg egyedül a hangnyomásszint a 80 [dB] értéket, ám ekkor is csak néhány másodpercig. Továbbá ebben a mérési pontban került sor a legkisebb repülési magasságon való áthaladások mérésére, ennek tükrében kell szemlélni az értékeket. Mindezzel együtt is megállapítható, hogy a zajszintértékek jóval a várakozáson aluliak lettek. Felmerülhet a kérdés, hogy a 150 m-es mérési pont fölötti átrepüléskor kapott zajszintértékek mennyire alkalmasak magának a repülőgépnek az akusztikai szempontú jellemzésére? A vá-
24
lasz az, hogy nem egyértelműen, hiszen ekkor hatványozottan számít a visszaverődések hatása, és a környezeti alapzajt sem tudjuk megfelelően elválasztani a repülőgépétől. Ez pedig ismét azt a megállapítást erősíti meg, hogy a repülési zajt csakis a kialakult környezeti alapállapot változtató tényezőjeként szabad vizsgálni. A környezeti alapállapot megváltozása minden esetben csak rövid idejű, az adott mérési pontra jellemző egyenértékű hangnyomásszint a repülőgép távolodásával visszaáll. Ez az alapállapot pedig, mint az már korábban kijelentésre került, egyáltalán nem zavarmentes. A harmadik és negyedik mérési pontok eredményei mutatják meg, hogy a légi jármű repülési magasságától függően eltérő mértékben befolyásolja a zajszintet, ami mindkét esetben hasonló szintekről indul és áll vissza. A mérések elején és végén jelentkező minimális hangnyomásszintek mutatják meg, hogy az adott területeken a repülési zajon kívül is számos terhelő hatás jelentkezik, amikhez rövid időre hozzáadódik az egyes repülőgépek kibocsátása. A bemutatott eredményeket adó két repülőgéptípuson kívül természetesen más légi járművek is megjelentek a mérések során. Mivel a Boeing B-737 és az Airbus A320 hasonló jellegűek, azaz két hajtóműves, alsószárnyas kialakítású, keskeny törzsű utasszállítók, zajkibocsátásuk hasonló. A műszaki paraméterek alapján való részletes összehasonlításuk ezért nem volna megfelelően szemléletes, azt egy alapvetően más karakterisztikájú repülőgéptípussal lenne célszerű végrehajtani. Ez azonban jelen dolgozat terjedelmi korlátai és a mérési eredmények elégtelen száma miatt egyelőre nem kivitelezhető. Az azonos típusba tartozó, akár teljesen megegyező konfigurációjú repülőgépek esetében szintén kimutatható különbség a zajszintek között az adott repülési műveletek során. Ennek számtalan oka lehet, amiket nem szabad figyelmen kívül hagyni. Amennyiben nem azonos a típus konfigurációja, úgy akár még a kialakításban is lehetnek különbségek. Korai verziójú, úgynevezett „classic” Boeing B-737 repülőgépek esetében például még nem kapott helyet a félszárnyak végén az ún. winglet, magyarul szárnyvégfül. Ennek több fajtája létezik, gyártótól és típustól függően. Célja a kedvezőbb áramlási viszonyok kialakítása a szárnyvég környezetében, végső soron pedig az üzemanyag-fogyasztás csökkentése. A repülőgépgyártók saját mérései alapján a szárnyvégfüllel rendelkező repülőgépek zajkibocsátása is alacsonyabb, bár ezek a mérések megkérdőjelezhető hitelességűek. Az viszont mindenképpen biztos, hogy az aerodinamikai zaj változik. Szintén fontos a repülési manőver egyedisége. A repülőgépek siklópályái leszálláskor nagyjából hasonlóak, ám akadnak egyedi esetek, amikor a pilóták meredekebben vagy hosszabban, elnyújtva közelítik meg a betont. Ez szintén változásokat okoz az egyes észlelési pontokban tapasztalható zajszintekben. A mérések során szubjektíven is érzékelhető volt a jelenség hatása, és az eredmények is tükrözték az ilyen egyedi eltéréseket.
25
4. Zárszó, végkövetkeztetések összefoglalása A dolgozat alapjául szolgáló zajmérések eredményei megerősítették azt a sejtést, hogy a repülési zaj vizsgálata új megközelítést, szempontokat és további kutatásokat igényel. Sajnos a mérési eredmények teljes körű és mindenre kiterjedő feldolgozására még nem kerülhetett sor, ám ez a folyamat jelenleg is zajlik. Ezzel egyetemben további mérések elvégzése is indokolt, például az eltérő repülőgéptípusok azonos körülmények közötti zajkibocsátásának összehasonlítása, illetve a zajkibocsátást befolyásoló különböző tényezők hatásának bemutatása céljából. Utóbbiak esetében elmondható, hogy figyelembe vételük a mérések kiértékelése során döntő jelentőségű, ezért mindenképpen indokolt. Közös tulajdonságuk azonban, hogy időben folytonosan változnak, akár óráról-órára is (ilyen például a légköri inverziós hatás). Amennyiben tehát létre kívánunk hozni egy új szemléletű rendszert a légi közlekedési zaj mérését, kiértékelését, szabályozását és modellezését illetően, olyan eljárást kell keresnünk, ami alkalmas ezeknek a változóknak a kezelésére. A megoldást a Monte-Carlo szimuláció jelentheti, ami bizonyítottan [11] alkalmas a környezeti zaj értékelésére, a befolyásoló, véletlenszerűen változó mennyiségek numerikus kezelésére, azok jellemzőinek statisztikus értékelésére. További kiegészítésként pedig a német AzB 2008 teljes körű megismerését tűztem ki célul, melynek elemeit felhasználva a mérési eredmények hatékonyabb kiértékelése valósulhat meg.
26
5. Felhasznált irodalom 284/2007. (X.29.) Kormányrendelet 93/2007. (XII.18.) KvVM rendelet 27/2008. (XII.3.) KvVM-EüM együttes rendelet 176/1997. (X.11.) Kormányrendelet 18/1997. (X.11.) KHVM-KTM együttes rendelet Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen. Arbeitsgruppe „Novellierung der AzB“, Umweltbundesamt, 2007. [7] Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm. Bundesgesetzblatt, Jahrgang 1971, Teil I., Bundesanzeiger Verlagsges. m.b.H. [8] Gesetz zur Verbesserung des Schutzes vor Fluglärm in der Umgebung von Flugplätzen. Bundesgesetzblatt, Jahrgang 2007 Teil I. Nr. 24, Bundesanzeiger Verlagsges. m.b.H. [9] Bera József – Pokorádi László: Helikopterzaj elmélete és gyakorlata. Campus Kiadó, Debrecen, 2010. [10] Buna Béla: A közlekedési zaj csökkentése. Műszaki Könyvkiadó, 1982. [11] Bera József: Légi közlekedés környezetbiztonsági kapcsolatrendszerének modellezése a helikopterzaj tükrében. Doktori (PhD) értekezés, Óbudai Egyetem Bánki Donát Gépészés Biztonságtechnikai Mérnöki Kar, Biztonságtudományi Doktori Iskola, Budapest, 2015. (témavezető: Pokorádi László) [1] [2] [3] [4] [5] [6]
27
