Het norah2-project helpt bij het voorspellen van de geluidsoverlast van rotorvliegtuigen

Geluidsoverlast wordt een steeds groter probleem in opkomende markten, met name vanwege de toekomstige mogelijkheden van drones en stedelijke luchtvaartuigen, zoals vliegende taxi’s. Als lokale overheden van plan zijn om helikopters in de buurt van (dicht)bevolkte gebieden te laten vliegen, moeten ze eerst de geluidsoverlast kunnen voorspellen. Momenteel zijn de internationale richtlijnen voor vliegtuiggeluidsmodellering beperkt tot vliegtuigen met vaste vleugels. Daarom had het definiëren van een gevalideerde geluidsmodelleringsmethode voor rotorluchtvaartuigen een hoge prioriteit voor de Europese Unie. Dankzij een nieuw ontwikkelde softwaretool kunnen EU-lidstaten, de Europese Commissie en EASA adequate geluidseffectbeoordelingen uitvoeren.

De beste benadering

In plaats van het geluid van daadwerkelijke vluchten te meten, gebruiken autoriteiten een voorspellingsinstrument om de geluidsoverlast in de omgeving van een luchthaven te beoordelen. Met de prototype softwaretool NORAH (een acronym voor ‘noise of rotorcraft assessed by a hemisphere approach’) kunnen gebruikers de hoeveelheid geluid berekenen die mensen op de grond ervaren als gevolg van een enkele vlucht. Op basis van alle vluchthandelingen van en naar luchthavens op jaarbasis wordt de ervaren geluidshinder beoordeeld aan de hand van de door de overheid opgelegde normen. Om tot de beste voorspellingen voor geluidshinder te komen, heeft het team van het NORAH-project door middel van speciale vluchtproeven een geluidsdatabase samengesteld, waarbij gebruik werd gemaakt van helikoptertypen die representatief zijn voor het grootste deel van de helikoptervloot die momenteel in Europa actief is. Voorbeelden hiervan zijn de Guimbal Cabri G2, de AugustaWestland A109 en de Sikorsky S-92.

Geluidsoverlast beter begrepen

“Er moesten verschillende aspecten in overweging worden genomen om geluidsoverlast goed te begrijpen”, legt Marthijn Tuinstra, wetenschapper Principal Aeroacoustics en projectleider, uit. “Om lawaai te kunnen voorspellen, moesten we eerst het geluid karakteriseren dat door een helikopter wordt geproduceerd. Ten tweede moesten we bepalen hoe het geluid afzwakt wanneer het zich door de lucht voortplant, van de helikopter naar iemand op de grond. Hiervoor hebben we twee verschillende modellen gebruikt. We gebruikten zogenaamde hemisferen om de emissiekarakteristieken te modelleren, en semi-analytische modellering van de natuurkunde van geluidsvoortplanting.”

De hemisfeerbenadering is geschikt voor het modelleren van het geluid van helikopters, maar ook voor toekomstige transportmodi zoals drones en stedelijke luchtmobiliteit (urban air mobility – UAM). In de nieuwste versie van NORAH is de geluidsvoortplantingsmodelleringsmethode uitgebreid met weerkaatsing door gebouwen en topografie. Daarnaast zijn er specifieke richtlijnen voor modellering geïntroduceerd om taxi-, stationair-, zweef- en draaibewegingen mee te kunnen nemen in de geluidseffectbeoordelingen. Uiteindelijk ontwikkelde het team de methodologie voor het voorspellen van geluid voor helikopters en verzamelde datasets van kleine tot grote helikoptertypes die representatief zijn voor het grootste deel van de actieve helikoptervloot (meer dan 80%) in Europa.

Methode in ontwikkeling

Met technische ondersteuning van het Europees Agentschap voor de veiligheid van de luchtvaart (EASA) is de Europese Commissie al in 2015 begonnen met het bestuderen van methoden voor het modelleren van het geluid van helikopters. Dit leidde tot een eerste prototype van NORAH en een geluidsdatabase met acht lichte tot middelzware helikopters.

Vanaf 2020 ondersteunde een door NLR geleid consortium – met Anotec Engineering en SINTEF – de aanbestedende en technische instantie EASA bij de doorontwikkeling van een gezamenlijk overeengekomen Europees model voor helikopters. In overleg met AIRMOD en Europese belanghebbenden (bijv. luchthavens en overheden) werden de hiaten en tekortkomingen van NORAH geïdentificeerd en aangepakt. Er werden drie middelzware tot zware helikopters toegevoegd, waarmee de bestaande database is verrijkt en aangevuld. De methode voor geluidsvoortplanting is verbeterd om voorspelling van geluid over oneffen terrein mogelijk te maken. Bovendien is er een nieuw softwareprotype ontwikkeld, NORAH2.0. Dit is de materialisatie van de modelleringsmethode voor rotorvliegtuigen, die voor evaluatie en toepassing ter beschikking zal worden gesteld aan Europese lidstaten.

De methode voor het voorspellen van rotorvliegtuiggeluid is zodanig gedefinieerd dat het de mogelijkheid biedt de methode en/of de geluidsdatabase voortdurend te ontwikkelen. Hierdoor worden de strategische geluidskarteringsmogelijkheden voor huidige en toekomstige transportmodaliteiten verbeterd.

Later zal er een trainingsvideo beschikbaar worden gesteld op de EASA-website en ten slotte zal de NORAH-tool beschikbaar worden gesteld door EASA (let op: de intellectuele eigendomsrechten berusten bij EASA). Zij zorgen voor de licenties voor het gebruik van de software. Meer informatie hierover vindt u op de EASA-projectpagina.