Onderzoek veiligheidssituatie Schiphol

Transcriptie

1 NLR-CR Onderzoek veiligheidssituatie Schiphol in geval van realisatie R380 hoogspanningsverbinding G.B. van Baren J. Verpoorte A.P.J. van Deursen

2

3 NLR-CR Managementsamenvatting Onderzoek veiligheidssituatie Schiphol in geval van realisatie R380 hoogspanningsverbinding Rapportnummer NLR-CR Probleemstelling De komende jaren werken het ministerie van Economische Zaken en TenneT aan de aanleg van een nieuwe 380 kvhoogspanningsverbinding in de Randstad. Voor het tracé zijn twee voorkeursvarianten ontworpen, te weten VKT 1.4 en VKT 1.5 voor de Noordring-zuid. Delen van de tracés zijn in de nabijheid van de Polderbaan gelegen, gedeeltelijk op kortere afstand dan de bestaande 150 kv-verbinding. Daarbij worden masten gebruikt die hoger zijn dan de bestaande masten. Samen met de hogere spanning van de nieuwe verbinding, geven deze veranderingen aanleiding om de mogelijke invloed op de veiligheid van de vliegoperatie op luchthaven Schiphol te onderzoeken. Specifiek is er zorg over de invloed op het botsingsrisico van een vliegtuig met de verbinding. Ook kan er een invloed zijn op de vogelbewegingen in de omgeving van Schiphol en daarmee op het aanvaringsrisico van een vliegtuig met een vogel. Daarnaast kan de verbinding een elektromagnetische invloed hebben op luchtvaart gerelateerde systemen. Auteur(s) G.B. van Baren J. Verpoorte A.P.J. van Deursen Rubricering rapport ONGERUBRICEERD Datum December 2010 Kennisgebied(en) Vliegveiligheid (safety & security) Avionicasystemen Trefwoord(en) botsingsrisico obstakels vogelaanvaring EMC Schiphol ONGERUBRICEERD

4 NLR-CR Beschrijving van de werkzaamheden De effecten zijn grotendeels in kwalitatieve zin bepaald. Om tot de conclusie te komen of een effect acceptabel is, is voor zover mogelijk gebruik gemaakt van internationale en nationale richtlijnen. Wanneer deze niet beschikbaar zijn, is een oordeel gegeven op basis van de meningen van experts. Resultaten en conclusies NLR-ATSI trekt de conclusie dat de risico s op een botsing van een vliegtuig met de hoogspanningsverbinding en op een aanvaring met een vogel niet significant veranderen. Deze risico s blijven daarmee naar de mening van NLR-ATSI acceptabel. De verschillen tussen beide voorkeurstracés zijn klein, maar duidelijk is dat hoe verder een tracédeel van de Polderbaan verwijderd is, hoe kleiner het effect. Ten aanzien van elektromagnetische invloed is de voorlopige conclusie dat, door het ontbreken van gedetailleerde informatie over zowel een aantal van de mogelijke stoorbronnen als over een aantal van de mogelijk gestoorde systemen (met name de systemen op de grond), het niet mogelijk is een goede inschatting te maken. Op basis van een eerste inschatting kan niet worden uitgesloten dat de 380 kv-verbinding een verstorende invloed veroorzaakt op een beperkt aantal systemen op de grond en in de lucht. Toepasbaarheid Belanghebbenden kunnen de resultaten van dit project gebruiken voor verdere besluitvorming over de hoogspanningsverbinding. NLR Air Transport Safety Institute ONGERUBRICEERD Anthony Fokkerweg 2, 1059 CM Amsterdam, P.O. Box 90502, 1006 BM Amsterdam, The Netherlands Telephone , Fax , Web site:

5 NLR-CR ONDERZOEK VEILIGHEIDSSITUATIE SCHIPHOL IN GEVAL VAN REALISATIE R380 HOOGSPANNINGSVERBINDING G.B. van Baren J. Verpoorte A.P.J. van Deursen 1 1 TU Eindhoven Niets uit dit rapport mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt, op welke wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de eigenaar. Opdrachtgever Contractnummer Eigenaar NLR Divisie Verspreiding Rubricering titel TenneT TSO B.V. TenneT ordernummer T TenneT TSO B.V. Luchtverkeer Beperkt Ongerubriceerd December 2010 Goedgekeurd door: Auteur Reviewer Beherende afdeling

6

7 INHOUD 1 INLEIDING Opbouw van het rapport 7 2 OPZET VAN DE STUDIE Inleiding Botsingsrisico van een vliegtuig met de HSV Vogelaanvaringsrisico Elektromagnetische Compatibiliteit 13 3 DE HOOGSPANNINGSVERBINDING 14 4 ANALYSE VAN BOTSINGSRISICO VAN EEN VLIEGTUIG MET DE HSV Inleiding en conclusie Analyse van vliegpaden onder slechte omstandigheden Analyse van spreiding in ongevalslocaties 30 5 ANALYSE VAN VOGELAANVARINGSRISICO Inleiding en conclusie Invloed van de HSV op vogelbewegingen Invloed van de HSV op vogelaanvaringsrisico 36 6 ANALYSE VAN ELEKTROMAGNETISCHE INVLOEDEN Inleiding Overzicht van de grondsystemen Vliegtuigsystemen EMC-analyse Voorlopige conclusie t.a.v. de EMC-aspecten 53 7 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN Conclusies Aanbevelingen 58 8 REFERENTIES 59 NLR-CR December

8 AFKORTINGEN AIP AOC ATSI CISPR DME EASA EMC EMI HSV ICAO ILS IVW LIB LVNL MOPS NAP NDB NEN NLR NPR RFI RWY TUE VKT VOR Aeronautical Information Publication Aerodrome Obstacle Chart Air Transport Safety Institute International Special Committee on Radio Interference Distance Measuring Equipment European Aviation Safety Agency Elektromagnetische Compatibiliteit Elektromagnetische Interferentie Hoogspanningsverbinding International Civil Aviation Organisation Instrument Landing System Inspectie Verkeer en Waterstaat Luchthavenindelingsbesluit Luchtverkeersleiding Nederland Minimum Operational Performance Specification Normaal Amsterdams Peil Non-Directional Beacon NEderlandse Norm Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium Nederlandse Praktijkrichtlijn Radio-Frequente Interferentie Runway, start- of landingsbaan Technische Universiteit Eindhoven Voorkeurstracé VHF Omnidirectional Range 6 NLR-CR December 2010

9 1 INLEIDING De komende jaren werken het ministerie van Economische Zaken en TenneT aan de aanleg van een nieuwe 380 kv-hoogspanningsverbinding (HSV) in de Randstad, zie Figuur 1-1. De nieuwe verbinding stelt de voorziening van elektriciteit in de Randstad veilig. De verbinding bestaat uit twee delen, de Noordring en de Zuidring. De Noordring loopt van Beverwijk naar Bleiswijk en het geplande tracé passeert Schiphol aan de westzijde. Het gedeelte vanaf Beverwijk tot net over de snelweg A9 wordt aangeduid als Noordring-noord. Vanaf de A9 tot aan Bleiswijk wordt het tracé aangeduid als Noordring-zuid. Voor het tracédeel Noordring-zuid bestaan twee voorkeursvarianten, VKT 1.4 en VKT 1.5. Delen van deze tracés zijn in de nabijheid van de Polderbaan gelegen, gedeeltelijk op kortere afstand dan de bestaande 150 kv-verbinding. Daarbij worden masten gebruikt die hoger zijn dan de bestaande masten. Samen met de hogere spanning van de nieuwe HSV, geven deze veranderingen aanleiding om de mogelijke invloed op de veiligheid van de vliegoperatie op luchthaven Schiphol te onderzoeken. Specifiek is er zorg over de invloed op het botsingsrisico van een vliegtuig met de hoogspanningsverbinding, het aanvaringsrisico van een vliegtuig met een vogel en de elektromagnetische invloed van de verbinding op de omgeving. TenneT heeft NLR-ATSI gevraagd deze effecten te onderzoeken. 1.1 OPBOUW VAN HET RAPPORT Het rapport bevat de volgende hoofdstukken: In hoofdstuk 2 wordt de opzet van de studie nader toegelicht; In hoofdstuk 3 wordt de hoogspanningsverbinding beschreven; In hoofdstuk 4 wordt de studie naar botsingsrisico s gerapporteerd; In hoofdstuk 5 wordt de studie naar vogelaanvaringsrisico s gerapporteerd; In hoofdstuk 6 wordt de studie naar elektromagnetische invloeden gerapporteerd; en Hoofdstuk 7 sluit af met conclusies en aanbevelingen. NLR-CR December

10 Figuur 1-1 Randstad R380 tracé zoals bekend op 18 december Dit tracé is verder uitgewerkt in de varianten VKT 1.4 en VKT 1.5 die worden beoordeeld in het kader van dit onderzoek. 8 NLR-CR December 2010

11 2 OPZET VAN DE STUDIE 2.1 INLEIDING De onderzoeksvragen die in deze studie zijn geadresseerd luiden: 1. In hoeverre verandert op de luchthaven Schiphol door realisatie van de nieuwe Randstad 380kV-hoogspanningsverbinding de veiligheidssituatie, specifiek het botsingsrisico van een vliegtuig met de HSV, het aanvaringsrisico van een vliegtuig met een vogel en de elektromagnetische invloed van de HSV op de omgeving? 2. Is deze verandering acceptabel? 3. Indien een effect onacceptabel blijkt, is dit dan te mitigeren? 4. Zo ja, welke vervolgstappen dienen dan nog te worden genomen Het gaat hier om een inschatting van de effecten ten opzichte van de bestaande situatie. De bestaande situatie wordt gekarakteriseerd door: de huidige 150kV-hoogspanningsverbinding; het huidige gebruik van de start- en landingsbanen op Schiphol en de naderings- en vertrekroutes (conform AIP Netherlands [1]); de vogelbewegingen in de huidige situatie; de systemen op de grond en aan boord van een vliegtuig die gebruikt worden in de vliegoperatie. De effecten zijn in dit project grotendeels in kwalitatieve zin bepaald. Om tot de conclusie te komen of een effect acceptabel is, is voor zover mogelijk gebruik gemaakt van internationale en nationale richtlijnen. Wanneer deze niet beschikbaar zijn, is een oordeel gegeven op basis van de meningen van experts. Waar het gaat om mitigatie van een onacceptabel effect, geeft NLR-ATSI vanuit haar expertise alleen advies over aanpassingen aan de systemen en procedures die te maken hebben met de luchtvaart en niet over aanpassingen aan bijvoorbeeld de HSV. Het resultaat van dit project dient als input voor de verdere besluitvorming. In de volgende subsecties wordt de aanpak voor de drie thema s (botsingsrisico, vogelaanvaringsrisico en elektromagnetische invloed) nader toegelicht. NLR-CR December

12 2.2 BOTSINGSRISICO VAN EEN VLIEGTUIG MET DE HSV Hoogspanningsmasten en geleiders kunnen een obstakel vormen voor landend en/of vertrekkend verkeer. Gezien de voorgestelde tracés gaat het hier primair om gebruik van de Polderbaan (zie Figuur 2-1), en wel in noordelijke richting voor het starten en in zuidelijke richting voor het landen. Dat wil zeggen landend verkeer op de Polderbaan (18R) en vertrekkend verkeer vanaf de Polderbaan (36L). Er zijn geen procedures gepubliceerd in de Aeronautical Information Publication (AIP) Schiphol [AIP Netherlands] voor gebruik van de Polderbaan in omgekeerde richtingen. Figuur 2-1 Start- en landingsbanen op Schiphol De vragen die geadresseerd zijn, luiden: 1. In hoeverre worden vliegprocedures beïnvloed? 2. In hoeverre verandert het botsingsrisico? 3. Als de invloed op vliegprocedures of de toename van risico onacceptabel blijkt, is dit dan te mitigeren? 4. Zo ja, welke vervolgstappen dienen dan nog te worden genomen? Wanneer er plannen zijn om objecten in de nabijheid van een luchthaven te plaatsen, wordt in de eerste plaats getoetst aan de gestelde hoogterestricties in de vorm van obstakelvlakken die zijn opgenomen in het 10 NLR-CR December 2010

13 Luchthavenindelingbesluit Schiphol (LIB, [6]) en die gebaseerd zijn op door de International Civil Aviation Organization (ICAO) gestelde criteria [2]. Als blijkt dat een object niet door een vlak heen steekt, kan met de ICAO richtlijnen als criteria worden geconcludeerd dat het risico op een botsing met het object acceptabel is. Daarnaast kunnen objecten effect hebben op de operationele minima behorend bij vertrek- of naderingsprocedures. De richtlijnen hiervoor zijn beschreven in ICAO PANS-OPS [3]. Toetsing van de voorgestelde objecten, in dit geval de hoogspanningsmasten, aan bovengenoemde ICAO richtlijnen is de verantwoordelijkheid van de Inspectie Verkeer en Waterstaat (IVW). Voor zover bekend is uit een prétoetsing door IVW gebleken dat aan de ICAO richtlijnen wordt voldaan. Verder moet volgens ICAO Annex 6 [4] een vlieger bij het voorbereiden van een vlucht rekening houden met objecten in de buurt van het vliegpad, zodanig dat deze objecten ook in geval van een motorstoring of andere omstandigheid met voldoende marge kunnen worden gepasseerd. Daarom moeten objecten die door een bepaald vlak heen steken op een Aerodrome Obstacle Chart (AOC) worden getoond. Dit vlak is gedefinieerd in ICAO Annex 4 [5]. De AOC behorende bij baan 36L is getoond in Figuur 2-2. Wanneer voldaan wordt aan de ICAO richtlijnen, is het niet zo dat er een risicovrije operatie ontstaat: er is een bepaald restrisico. De plaatsing van objecten kunnen een invloed hebben op de grootte van dit restrisico. In deze studie ligt daarom de focus op onderzoek van het restrisico en zijn de volgende analyses uitgevoerd: Evaluatie van het vliegpad van een vliegtuig dat een doorstart maakt op baan 18R onder slechte omstandigheden; Evaluatie van het vliegpad van een vliegtuig dat start van baan 36L onder slechte omstandigheden; Evaluatie op basis van historische ongevalsdata van de kans gegeven dat een vliegtuig verongelukt dat het vliegtuig in botsing komt met de voorgestelde tracés. NLR-CR December

14 Figuur 2-2 Aerodrome Obstacle Chart voor baan 36L ([AIP Netherlands]) 12 NLR-CR December 2010

15 2.3 VOGELAANVARINGSRISICO Vogels zijn een risicofactor voor de veiligheidssituatie op Schiphol wanneer ze in de buurt komen van de vliegpaden van startend en landend verkeer. Aangezien de Randstad 380kV-verbinding mogelijk invloed heeft op de vogelbewegingen, zijn de volgende vragen geadresseerd: 1. In hoeverre wordt het risico op een aanvaring van een vliegtuig met een vogel beïnvloed door de voorgestelde tracés van de Randstad 380kV-verbinding? 2. Indien dit onacceptabel blijkt, is dit dan te mitigeren? 3. Zo ja, welke vervolgstappen dienen dan nog te worden genomen? Om deze vragen te beantwoorden, is inzicht nodig in de effecten van hoogspanningsverbindingen op de bewegingen van vogels. Hiertoe is de expertise van Bureau Waardenburg ingeroepen. Op basis van input van Bureau Waardenburg is een kwalitatieve en relatieve inschatting gemaakt van het veranderde risico op vogelaanvaringen. 2.4 ELEKTROMAGNETISCHE COMPATIBILITEIT Elektromagnetische Compatibiliteit (EMC) is het vakgebied, dat elektromagnetische beïnvloeding in en tussen elektrische en elektronische producten en systemen voorkomt en bestrijdt. De vragen die spelen gezien de mogelijke elektromagnetische beïnvloeding van de HSV op haar omgeving luiden: 1. Wat is de meest kritische factor t.a.v. mogelijke interferentie en in hoeverre kan dit leiden tot een onacceptabel niveau van veiligheid? 2. Indien dit niveau onacceptabel blijkt, is dit dan te mitigeren? 3. Zo ja, welke vervolgstappen dienen dan nog te worden genomen? In de systemen die mogelijk invloed ondervinden van de HSV is onderscheid gemaakt in systemen op de grond (ground-based) en systemen aan boord van een vliegtuig (airborne). Een lijst van systemen die hieronder vallen, aangeleverd door Schiphol en KLM, is opgenomen in Appendix B. In de analyse zijn drie stappen onderscheiden: welke signalen worden er door de bron, de hoogspanningsverbinding, uitgezonden? hoe propageren deze signalen? wat voor effecten hebben deze gepropageerde signalen op de diverse systemen? NLR-CR December

16 3 DE HOOGSPANNINGSVERBINDING De Randstad 380 kv-verbinding bestaat uit twee delen, de Noordring en de Zuidring. De Noordring loopt van Beverwijk naar Bleiswijk en het voorgestelde tracé passeert Schiphol aan de westzijde. Het gedeelte vanaf Beverwijk tot net over de snelweg A9 wordt aangeduid als Noordring-noord. Vanaf de A9 tot aan Bleiswijk wordt het tracé aangeduid als Noordring-zuid. Voor het tracédeel Noordring-zuid bestaan twee voorkeursvarianten, VKT 1.4 en VKT 1.5. Deels lopen de geplande tracés gelijk met het huidige tracé voor de 150 kv-verbinding. In deze studie worden de volgende tracés beschouwd 1 : - Het bestaande tracé van de 150 kv-verbinding; - Het voorgestelde tracé voor de 380 kv-verbinding, dat bekend staat als voorkeurstracé 1.4 (VKT 1.4); - Het voorgestelde tracé voor de 380 kv-verbinding, dat bekend staat als voorkeurstracé 1.5 (VKT 1.5); Figuur 3-1 laat deze tracés zien. De drie tracés lopen gelijk vanuit noordelijke richting tot aan de provinciale weg N205, de Schipholweg. Daarna buigen VKT 1.4 en VKT 1.5 iets af richting het oosten en komen daarmee dichter bij de Polderbaan dan het bestaande tracé. Vervolgens buigt VKT 1.4 eerder terug naar het westen, en blijft dan aan de westelijke zijde van de Drie Merenweg. VKT 1.5 kruist de Drie Merenweg en loopt vervolgens parallel aan de oostelijke zijde van deze weg. Zowel VKT 1.4 en VKT 1.5 gaan dan beiden om de noordoostzijde van Hoofddorp heen. Aan de zuidoostzijde van Hoofddorp worden beide tracés voor een deel ondergronds aangelegd (zwarte stippellijn). Figuur 3-1 laat in paars ook de start- en landingsbanen zien. De markeringen aan de uiteinden van de paarse lijnen geven een indicatie van de baandrempels. In Figuur 3-2 is ingezoomd op de kaart van Figuur 3-1 en is een indicatie van de minimale afstand tussen de Polderbaan en de tracés aangegeven. De minimale afstand tot het bestaande tracé is bij benadering 1160 m. Tot VKT 1.4 en VKT 1.5 is dat respectievelijk 850 en 770 m. De afstand van het zuidelijke einde van de Polderbaan tot VKT 1.4 en 1.5 is ongeveer 1710 m. 1 Er ligt nog een voorstel voor een wijziging in het tracé. Dit betreft de passage van VKT 1.5 over de N205 / Drie merenweg. Dit voorstel is niet meegenomen in deze analyse. In dit voorstel passeert het tracé de Drie Merenweg iets zuidelijker. Hierdoor wordt de minimale afstand tot de Polderbaan iets groter. Dit zou dus een klein gunstig effect hebben op de hier gerapporteerde resultaten. 14 NLR-CR December 2010

17 De hoogtes van de masten in de tracés variëren. De maximale hoogte van masten in het bestaande tracé is 37 m ten opzichte van NAP. Voor VKT 1.4 en 1.5 is de maximale masthoogte in de (directe) nabijheid van Schiphol ongeveer 45 m t.o.v. NAP. Figuur 3-1 Overzichtskaart met tracés en Polderbaan NLR-CR December

18 850 m 1160 m 770 m 1710 m Figuur 3-2 Indicatie van minimale afstanden van tracés tot Polderbaan 16 NLR-CR December 2010

19 4 ANALYSE VAN BOTSINGSRISICO VAN EEN VLIEGTUIG MET DE HSV 4.1 INLEIDING EN CONCLUSIE In dit hoofdstuk wordt de analyse van het risico op een botsing van een vliegtuig met de HSV gerapporteerd. Op basis van deze analyse trekt NLR-ATSI de conclusie dat het risico op een botsing van een vliegtuig met de HSV niet significant verandert en daarmee acceptabel is. Daarbij is aangenomen dat de HSV voldoet aan de ICAO richtlijnen voor obstakels. Deze aanname is gebaseerd op prétoetsing door IVW en op een beknopte analyse door NLR-ATSI van twee belangrijke vlakken behorende bij de Polderbaan. Deze beknopte analyse is opgenomen in Appendix A. Wanneer voldaan wordt aan de ICAO richtlijnen, is het niet zo dat er een risicovrije operatie ontstaat: er is een bepaald restrisico. De plaatsing van objecten kunnen een invloed hebben op de grootte van dit restrisico. Er bestaan geen internationale (ICAO) of nationale richtlijnen of criteria voor het bepalen of toetsen van dit restrisico. De onderbouwing van de conclusie ten aanzien van het restrisico stoelt op de analyse van simulaties van verschillende procedures onder slechte omstandigheden. Daarnaast wordt aan de hand van historische ongevalsdata een beeld gegeven van de kans dat in geval van een vliegtuigongeluk de HSV geraakt zou worden. Vervolgens wordt beargumenteerd waarom NLR-ATSI van mening is dat het restrisico acceptabel is. Risico is de combinatie van frequentie (hoe vaak) en ernst (hoe erg). In de navolgende analyses wordt qua ernst gekeken naar de situatie waarin een vliegtuig in aanraking komt met de HSV. De analyses richten zich er vervolgens op om vast te stellen hoe vaak een dergelijke situatie zich kan voordoen. Als deze kans niet significant verandert of in absolute zin heel klein is, kan het risico acceptabel worden geacht. NLR-CR December

20 4.2 ANALYSE VAN VLIEGPADEN ONDER SLECHTE OMSTANDIGHEDEN Voor deze analyse is een niet-lineair model van een Fokker 100 met zes graden van bewegingsvrijheid ingezet dat volledig gevalideerd is aan de hand van officiële testdata. Dit model geeft een realistisch beeld van de vliegtuigbeweging van een Fokker 100 maar kan door gebruik te maken van opschaling ook goed inzicht geven in de vliegtuigbeweging van een zwaar vliegtuig als een Boeing 747. In deze studie zijn voor zowel de Fokker 100 als de Boeing 747 de vliegpaden geëvalueerd voor twee typen vliegprocedures. Voor de Fokker 100 is dit gedaan in twee verschillende situaties, voor de Boeing 747 in vier verschillende situaties. De twee bekeken vliegprocedures zijn een startprocedure en een doorstartprocedure (missed approach). In de startprocedure vertrekt het vliegtuig met een maximaal startgewicht in noordelijke richting vanaf de Polderbaan. In de doorstartprocedure voert het vliegtuig met een maximaal landingsgewicht een landing uit vanuit noordelijke richting en zet een doorstart in op een hoogte van 100 ft (30 m, situaties 1 en 2) of 0 ft (een zogenaamde balked landing, situaties 3 en 4). In de missed approach procedure voor landen op baan 18R, zoals gepubliceerd in het AIP (zie Figuur B-1 in Appendix B), is voorgeschreven dat as soon as practical een bocht naar rechts moet worden ingezet. Dit om eventuele conflicten met verkeer dat gebruikt maakt van de Kaagbaan (landen op baan 06 of starten van baan 24, zie Figuur 2-1) te voorkomen. Het inzetten van de bocht as soon as practical heeft er mee te maken dat niet direct na het besluit tot uitvoering van de missed approach procedure en ook niet op iedere hoogte een bocht kan worden ingezet. Op basis van informatie uit verschillende bronnen en verdere overwegingen is in de hier gesimuleerde scenario s de aanname gemaakt dat de bocht niet voor het bereiken van een hoogte van 400 ft wordt ingezet. De onderbouwing en rechtvaardiging voor deze aanname is opgenomen in Appendix B. Het inzetten van de bocht op een hoogte van 400 ft is specifiek onderzocht voor de Boeing 747 in de vierde situatie die hieronder wordt beschreven. In de overige situaties wordt geen bocht ingezet. In de verschillende situaties is gekozen voor een opeenstapeling van factoren die een negatieve invloed hebben op het vermogen van het vliegtuig om de HSV te passeren. De kans dat al deze negatieve invloeden tegelijkertijd optreden is zeer klein. 18 NLR-CR December 2010

21 In de eerste worst case situatie is gekozen voor een warme dag 2. Dit heeft een negatieve invloed op het klimvermogen van een vliegtuig. Daarnaast staat er een sterke wind uit het noordoosten (in geval van de startprocedure) of zuidoosten (in geval van de doorstartprocedure). De zijwindcomponent uit het oosten is 25 knopen (windkracht 6). Het vliegtuig vliegt op heading select wat betekent dat een bepaalde koers wordt gevolgd en niet een bepaalde route. Hierdoor wordt niet voor de zijwind gecorrigeerd en kan het vliegtuig dus richting de HSV afdrijven. Daarnaast is een koers van 0 graden geselecteerd terwijl de feitelijke koers in het verlengde van de Polderbaan 3 graden is. Er treedt dus een extra afwijking op in de richting van de HSV. De tweede worst case situatie is gelijk aan de eerste, maar daar aan toegevoegd treedt er op het moment dat het vliegtuig van de grond komt (in geval van de startprocedure) of op het moment dat de doorstart wordt ingezet (in geval van de doorstartprocedure) een motorstoring op in de meest kritieke motor. De meest kritieke motor is in dit geval de (buitenste 3 ) motor aan de kant van de HSV. Wanneer deze motor uitvalt, zorgt de resterende stuwkracht aan de andere zijde van het vliegtuig voor een extra opstuwing in de richting van de HSV. In de derde worst case situatie voor de Boeing 747 wordt de doorstart pas geïnitieerd op het moment dat het vliegtuig de baan raakt (een zogenaamde balked landing ). Op dat moment treedt net als in situatie 2 een motorstoring op in de meest kritieke motor. Daarnaast is hier een hete dag met een temperatuur van 30 graden Celsius geëvalueerd. Een vierde situatie is toegevoegd om het effect van het inzetten van de bocht te onderzoeken. Omdat in geval van een motorstoring, zoals in situaties 2 en 3, de hoogte van 400 ft niet wordt bereikt vóór het passeren van de tracés, is gekozen voor een doorstart vanaf 0 ft (balked landing) zonder motorstoring. De verschillende scenario s zijn in Tabel 4-1 samengevat. 2 Een warme dag is hier gespecificeerd als 10 graden warmer dan de International Standard Atmosphere (ISA). In ISA-condities is het 15 graden Celsius op zeeniveau. 3 De Boeing 747 heeft aan beide zijden twee motoren. In dit geval is de meest kritieke de buitenste motor aan de kant van de HSV. NLR-CR December

22 Tabel 4-1 Overzicht van scenario s Vlieg- Situatie 1 Situatie 2 Situatie 3 Situatie 4 procedure: voor F100 en voor F100 en alleen voor alleen voor B747 B747 B747 B747 Start vanaf Crosswind vanuit Crosswind vanuit n.v.t. n.v.t. baan 36L het oosten 25 kts het oosten 25 kts Heading select Heading select ISA + 10 ISA + 10 Maximum Take- Maximum Take-off off Weight Weight Critical engine failure Doorstart bij Crosswind vanuit Crosswind vanuit Crosswind Crosswind vanuit landen op het oosten 25 kts het oosten 25 kts vanuit het het oosten 25 kts 18R Heading select Heading select oosten 25 kts Heading select ISA + 10 ISA + 10 Heading select ISA + 15 Maximum Maximum Landing ISA + 15 Maximum Landing Weight Weight Maximum Landing Weight Critical engine Landing Weight failure Critical engine Doorstart op 100 ft failure Doorstart op 0 ft Doorstart op 0 ft Inzetten bocht op 400 ft De simulaties van de vliegpaden zijn afgebroken wanneer een behoorlijke hoogte is bereikt, of wanneer de tracés zijn gepasseerd. De resultaten voor de Fokker 100 zijn in Figuur 4-1 (bovenaanzicht) en in Figuur 4-2 en Figuur 4-3 voor verschillende gezichtspunten weergegeven voor de startprocedure en in Figuur 4-4 voor de doorstart. De resultaten voor de Boeing 747 zijn in Figuur 4-5 (bovenaanzicht) en in Figuur 4-6 en Figuur 4-7 weergegeven voor de startprocedure en in Figuur 4-8, Figuur 4-9, Figuur 4-10 en Figuur 4-11 voor de doorstart. In alle figuren zijn het bestaande tracé (in geel), en de voorkeursvarianten VKT 1.4 (in rood) en VKT 1.5 (in blauw) getekend. Het vliegpad in geval van een start in situatie 1 is lichtblauw gekleurd en in situatie 2 lichtgroen. In geval van een doorstart is het pad in situatie 1 lichtpaars, in situatie 2 oranje, in situatie 3 cyaan en in situatie 4 lichtgeel gekleurd. 20 NLR-CR December 2010

23 In Figuur 4-1 en Figuur 4-5 refereren de getallen die bij de gesimuleerde vliegpaden staan (bij het passeren van een tracé of aan het einde van het vliegpad) aan de bijbehorende hoogte in meters op dat punt. De passeerhoogten, de hoogten waarop het vliegpad het tracé passeert, in de verschillende scenario s en van de verschillende tracés zijn in Tabel 4-2 samengevat. Als het gesimuleerde vliegpad het tracé niet kruist, staat in de tabel een niet van toepassing. Tabel 4-2 Hoogte in meters waarop de tracés gepasseerd worden in de worst-case tracks Fokker 100 Boeing 747 Procedure Situatie Bestaand VKT 1.4 VKT 1.5 Bestaand VKT 1.4 VKT 1.5 passeerhoogte in meters Start 1 > 500 > 500 > 500 > 250 > 250 > > Doorstart 1 n.v.t n.v.t n.v.t n.v.t > In situatie 1 blijkt zowel in de start- als in de doorstartprocedure het passeren van de tracés voor beide vliegtuigen op aanzienlijke hoogte (meer dan 250 meter) mogelijk te zijn. In combinatie met een storing in de meest kritieke motor (situatie 2) is passage mogelijk op een hoogte van minimaal 74 meter over VKT 1.4 en VKT 1.5 en op een hoogte van 75 meter over het bestaande tracé. In situatie 3 is de minimale passeerhoogte 75 meter. Dit betreft passage van VKT 1.4. In situatie 4 heeft het inzetten van de bocht een negatief effect op het klimvermogen, en worden de tracés gepasseerd op een minimale hoogte van 285 meter. NLR-CR December

24 De minimale passeerhoogte in de startprocedure is dus 74 meter (situatie 3, passage van VKT1.4 of VKT1.5). Ten opzichte van masten van 45 m 4 (VKT 1.4 en 1.5) resteert dan nog 29 m. Voor het bestaande tracé met masten van maximaal 37 m is dat 37 m. De minimale passeerhoogte in de doorstartprocedure treedt op in situatie 3 en is 75 meter voor passage van VKT1.4 en 95 meter voor VKT1.5. Het betreft hier passage van de portaalmasten met een hoogte van maximaal 21 m t.o.v. NAP. De marge tussen vliegpad en tracé is dan dus respectievelijk 54 of 74 meter. Om deze marges op waarde te schatten, kan bijvoorbeeld [ICAO Annex 6] worden aangehaald. Deze stelt voor take-off clearance obstacle limitations het volgende: No aeroplane should commence a take-off at a mass in excess of that shown in the flight manual to correspond with a net take-off flight path which clears all obstacles either by at least a height of 10.7 m (35 ft) vertically or at least 90 m (300 ft) plus 0.125D laterally, where D is the horizontal distance the aeroplane has travelled from the end of take-off distance available. De marge van 10.7 m (35 ft) die hier wordt vereist is aanzienlijk kleiner dan de minimale marges in de vliegtuigsimulaties in de worst-case scenario s. In deze worst-case scenario s, waarin zich een opeenstapeling van factoren voordoet die een negatieve invloed hebben op het vermogen van het vliegtuig, wordt de HSV met voldoende marge gepasseerd. De kans dat al deze negatieve invloeden tegelijkertijd optreden is zeer klein. Met andere woorden, de kans op een scenario waarin het vermogen van het vliegtuig nog negatiever wordt beïnvloed zodat de HSV wel geraakt wordt, kan nog veel kleiner worden geacht. NLR-ATSI trekt op basis hiervan de conclusie dat het botsingsrisico niet significant verandert en acceptabel blijft. 4 De hoogte van 45 m is de maximale masthoogte t.o.v. NAP. In VKT 1.5 zijn vanaf de passage van de Kromme Spieringweg tot aan de overgang op portaalmasten direct in het verlengde van de Polderbaan inmiddels Wintrackmasten voorzien met een maximale constructiehoogte van 41,30 m, dat wil zeggen circa 37 m t.o.v. NAP. In een scenario waar de HSV op dit tracédeel zou worden gepasseerd, heeft dit een gunstig effect op de marge tussen passeerhoogte en masten. 22 NLR-CR December 2010

25 141m 165m 608m Figuur 4-1 Bovenaanzicht van start- en doorstartprocedure van een F100 in verschillende omstandigheden NLR-CR December

26 Figuur 4-2 Fokker 100 startprocedure in situatie 1 (lichtblauw) en situatie 2 (lichtgroen) gezien vanuit het noordwesten. Figuur 4-3 Fokker 100 startprocedure in situatie 1 (lichtblauw) en situatie 2 (lichtgroen) gezien vanuit het noorden. 24 NLR-CR December 2010

27 Figuur 4-4 Fokker 100 doorstart in situatie 1 (lichtpaars) en situatie 2 (oranje) gezien vanuit het zuidwesten (Hoofddorp). NLR-CR December

28 88m 117m 95m 75m 285m 322m 424m Figuur 4-5 Bovenaanzicht van start- en doorstartprocedure van een B747 in verschillende omstandigheden 26 NLR-CR December 2010

29 Figuur 4-6 B747 startprocedure in situatie 1 (lichtblauw) en situatie 2 (lichtgroen) gezien vanuit het noordwesten Figuur 4-7 B747 startprocedure in situatie 1 (lichtblauw) en situatie 2 (lichtgroen) gezien vanuit het noorden NLR-CR December

30 Figuur 4-8 B747 doorstartprocedure in situatie 1 (lichtpaars) en situatie 2 (oranje) gezien vanuit het zuidwesten (Hoofddorp) Figuur 4-9 B747 doorstartprocedure in situatie 1 (lichtpaars) en situatie 2 (oranje) gezien vanuit het zuidwesten (Hoofddorp) 28 NLR-CR December 2010

31 Figuur 4-10 B747 doorstartprocedure in situatie 1 (lichtpaars), situatie 2 (oranje), situatie 3 (cyaan) en situatie 4 (lichtgeel) gezien vanuit het zuidwesten (Hoofddorp) Figuur 4-11 B747 doorstartprocedure in situatie 1 (lichtpaars), situatie 2 (oranje), situatie 3 (cyaan) en situatie 4 (lichtgeel) gezien vanuit het zuidwesten (Hoofddorp) NLR-CR December

32 4.3 ANALYSE VAN SPREIDING IN ONGEVALSLOCATIES Het doel van deze analyse is om inzicht te krijgen in de waarschijnlijkheid dat een vliegtuig dat buiten de baan op de grond is geraakt ten gevolge van een oorzaak anders dan een botsing met HSV - in botsing komt met de HSV. Dit is van belang omdat een botsing met de HSV van invloed kan zijn op de consequenties van het ongeval. Voor deze analyse is gebruik gemaakt van een dataset van ongevallen die ook de basis heeft gevormd voor het bepalen van risico s van vliegverkeer voor mensen in de buurt van Schiphol (zie NLR-CR , [7]). Deze dataset bevat de locatie waar een vliegtuig is neerstort ten opzichte van de start- of landingsbaan. De data in deze set is afkomstig van verschillende bronnen: ADREP, ALPA, Airclaims, NTSB, en CAA-UK. De dataset bevat verschillende soorten ongevallen. Voor deze studie zijn alleen de volgende typen ongevallen beschouwd: overshoot (een startend vliegtuig stort neer, kort nadat het los van de grond is gekomen); take-off overrun (een startend vliegtuig komt niet los van de grond en komt na het passeren van het einde van de baan tot stilstand); undershoot (een landend vliegtuig stort neer voor het bereiken van de landingsbaan); landing overrun (een landend vliegtuig komt pas na het passeren van het einde van de baan tot stilstand); veeroff (een startend of landend vliegtuig schiet zijwaarts van de baan); Een ongevalslocatie bevat informatie over de longitudinale (in de richting van de baan) en laterale (dwars op de baan) positie van het ongeval. De locatie kan vervolgens geprojecteerd worden op de situatie rond de Polderbaan, afhankelijk van of het ongeval plaatsvond tijdens de start of de landing. Hierbij is het van belang op te merken dat de Polderbaan voor starten alleen in noordelijke richting en voor landen alleen in zuidelijke richting gebruikt mag worden. Ook is het van belang op te merken dat de laterale positie van het ongeval met gelijke kans ten oosten of ten westen van de Polderbaan zou kunnen liggen. 30 NLR-CR December 2010

33 In Figuur 4-12 wordt de cumulatieve kansverdeling getoond voor de laterale positie van de ongevalslocatie, dat wil zeggen de afstand tot (het verlengde van) de Polderbaan. In deze kansverdeling is geen onderscheid gemaakt in longitudinale positie. In het vervolg zal blijken dat dit een conservatief uitgangspunt is. De figuur toont de kansverdeling gebaseerd op de gehele dataset (in blauw), ongeacht het type ongeval, en ook voor de deelverzamelingen per type ongeval. Wanneer vervolgens de minimale afstanden van de Polderbaan tot de tracés (zie Figuur 3-2) in acht worden genomen, kan de overschrijdingskans worden bepaald. Dit is de kans dat een ongevalslocatie in laterale zin meer dan y meter van de Polderbaan ligt. De overschrijdingskansen zijn uitgedrukt in procenten in de tabel in Figuur 4-12 opgenomen. Figuur 4-12 Cumulatieve kansverdeling van de laterale spreiding in ongevalslocaties Deze overschrijdingskans wordt hier gebruikt als maat voor de kans dat een neerstortend vliegtuig in botsing komt met de HSV. Uit de kansverdelingen is af te leiden dat de overschrijdingskans voor het bestaande tracé gelijk is aan 0,30%. Met andere woorden, gegeven dat een NLR-CR December

34 vliegtuig van de Polderbaan geraakt, is er 0,30% kans dat het in botsing komt met het bestaande tracé. Voor VKT 1.4 en VKT 1.5 is deze kans gelijk aan respectievelijk 0,75% en 0,95%. Voor alle tracés is de kans dus minder dan 1% dat, gegeven een ongeval, het vliegtuig in botsing komt met het tracé. Deze inschatting is om de volgende redenen conservatief: Er is gerekend met de minimale afstand tot de tracés. De afstand van een punt op de Polderbaan of in het verlengde van de Polderbaan tot de tracés zijn doorgaans groter dan deze minimale afstand. Door geen onderscheid te maken in longitudinale positie leidt dit tot een overschatting van de overschrijdingskansen. De werkelijke overschrijdingskansen zullen dus kleiner zijn. Er is een overschrijdingskans berekend. In deze kans is dus ook de kans meegenomen dat de ongevalslocatie op grotere afstand dan het tracé ligt. De werkelijke kans dat het vliegtuig in botsing komt met de HSV is dus kleiner. In geval van een veeroff rijdt een vliegtuig tijdens de landing of start in zijwaartse richting van de baan. In geval van de Polderbaan zal een vliegtuig meerder obstakels in de vorm van hekwerken, slootjes en wegen tegenkomen, eer het vliegtuig in de buurt zou komen van een tracé. De kans dat een vliegtuig ten gevolge van een veeroff in botsing komt met een tracé is dus zeer klein en kleiner dan de hier gerapporteerde overschrijdingskansen. Voor wat betreft de vergelijking van de overschrijdingskansen van de VKT s en het bestaande tracé is een toename van maximaal 0,65% te zien. Ook dit is een conservatieve schatting omdat dit gebaseerd is op de minimale afstanden terwijl de VKT s deels gelijk lopen aan het bestaande tracé. Aan de andere kant dient te worden opgemerkt dat de hoogte van de tracés hier niet is meegenomen. Verondersteld kan worden dat een vliegtuig in nood, dicht bij de grond, iets eerder in botsing komt met een van de VKT s dan met het bestaande tracé gegeven de iets grotere hoogte. Ten slotte is het van belang te vermelden dat de kans dat een vliegtuig daadwerkelijk neerstort in de buurt van een tracé dient te worden berekend als het product van de kans op een ongeval van een vliegtuig dat start of landt van de Polderbaan en de hierboven besproken overschrijdingskans. 32 NLR-CR December 2010

35 De kans op optreden van een van de genoemde ongevalstypes is vastgesteld in NLR-CR [7]. Deze kansen zijn weergegeven in Tabel 4-3. Tabel 4-3 Kans op optreden van ongevallen (bron: NLR-CR [7]) Type ongeval Ongevalskans Maximale Overschrijdingskans Overschrijdings -kans VKT 1.5 Overschrijdings -kans VKT 1.4 Overschrijdings -kans Bestaand tracé per 10 miljoen vliegbewegingen Overshoot 0,460 0,001 0,003 0,004 Take-off overrun 0,620 0,002 0,005 0,006 Undershoot 1,240 0,004 0,009 0,012 Landing overrun 0,620 0,002 0,005 0,006 Take-off veeroff 0,340 0,001 0,003 0,003 Landing veeroff 0,930 0,003 0,007 0,009 Totaal 4,210 0,013 0,032 0,040 Uit deze tabel blijkt dus dat de conservatief ingeschatte kans op een ongeval in de buurt van een tracé toeneemt van 1,3x10-9 per vliegbeweging voor het bestaande tracé tot 3,2x10-9 voor VKT 1.4 en 4,0x10-9 voor VKT 1.5. Gerekend met vliegbewegingen per jaar voor Schiphol en een grove aanname dat 25% daarvan de Polderbaan gebruikt, dus bewegingen per jaar, zou een ongevalsvlucht eens in de 2500 jaar in de buurt van VKT 1.5 komen, eens in de 3200 jaar in de buurt van VKT 1.4 en eens in de 7500 jaar in de buurt van het bestaande tracé. Naar de mening van NLR-ATSI is de kans op een botsing met de HSV, ondanks de toename met een factor 2,5 ten opzichte van VKT 1.4 en een factor 3,1 ten opzichte van VKT 1.5, in absolute zin verwaarloosbaar, en zeker gegeven de conservatieve uitgangspunten die aan de berekening ten grondslag liggen. Daarom acht NLR-ATSI het botsingsrisico in absolute zin acceptabel en dus is het effect van de geplande HSV op het risico ook acceptabel. NLR-CR December

36 5 ANALYSE VAN VOGELAANVARINGSRISICO 5.1 INLEIDING EN CONCLUSIE Vogels vormen een veiligheidsrisico voor het vliegverkeer als ze tijdens het vertrek of de landing in botsing komen met een vliegtuig. Niet elke aanvaring leidt tot schade. De schade die door een vogelaanvaring wordt veroorzaakt hangt onder andere af van het soort en de grootte van de vogel. Ganzen vormen bijvoorbeeld een relatief groot gevaar aangezien het grote vogels zijn die in groepen vliegen, terwijl één gans al grote schade aan een vliegtuig kan toebrengen. In vergelijking met andere oorzaken voor vliegtuigongevallen zijn vogelaanvaringen in circa 0,5% de oorzaak. Op Schiphol lag het aantal vogelaanvaringen in 2009 op 7,1 per vliegbewegingen (Bron: Vogelwacht op Schiphol 2010 [8]). Met circa vliegbewegingen op jaarbasis, zijn dit dus ongeveer 280 vogelaanvaringen. In Bird population trends and their impact on Aviation safety [9] stelt EASA dat een vogelaanvaring in de afgelopen jaren enkele keren tot een fataal ongeluk heeft geleid. In de periode van 1999 tot 2008 zijn er 71 ongevallen veroorzaakt door een vogelaanvaring, waarvan 6 met dodelijke afloop. Daarnaast schat EASA dat de jaarlijkse economische schade door vogelaanvaringen in de orde van een miljard Euro ligt. In het vervolg van dit hoofdstuk wordt geanalyseerd wat het effect is van de geplande tracés op de bewegingen van vogels en daarmee op de kans op vogelaanvaringen. Op basis van deze analyse komt NLR-ATSI tot de conclusie dat er geen significante verandering optreedt in het veiligheidsrisico van vogelaanvaringen. Daarmee is het effect acceptabel. 5.2 INVLOED VAN DE HSV OP VOGELBEWEGINGEN Om inzicht te krijgen op de invloed van het tracé voor de HSV op de bewegingen van vogels is de expertise ingeroepen van Bureau Waardenburg. Zij heeft 34 NLR-CR December 2010

37 uitgebreide ervaring op het gebied van effecten van hoogspanningslijnen op vogels. Bureau Waardenburg is de mening toegedaan dat de HSV geen significant effect heeft op de vliegpatronen en vlieghoogtes van vogels. Bureau Waardenburg draagt hiervoor vier argumenten aan. Ten eerste bevindt zich in de huidige situatie al de 150 kv HSV ten westen van de Polderbaan. De nieuwe HSV zal min of meer hetzelfde tracé volgen en qua masthoogte niet of nauwelijks hoger zijn. De barrière voor de vogels verandert hierdoor niet of nauwelijks. Vogels die nu vooral onder de bestaande lijn doorvliegen (bijvoorbeeld kraaien, reigers of meeuwen), blijven dat in de nieuwe situatie doen. Vogels die er vooral overheen vliegen (bijvoorbeeld ganzen) zullen dit naar verwachting ook niet anders gaan doen. Ten tweede komen er ten noord(oost)en van Hoofddorp lage portaalmasten die nauwelijks hoger zijn dan bebouwing van Hoofddorp zelf en de (toekomstige) groene beplanting langs de noordrand van Hoofddorp. Er is daarom geen reden aan te nemen dat vogels die over Hoofddorp naar Schiphol vliegen (of vice versa) vanwege de nieuwe lijn andere hoogtes gaan gebruiken. Ten derde bestaat de HSV ten zuid(oost)en van Hoofddorp uit verlaagde masten (41 m hoog t.o.v. NAP). Deze masthoogte ligt binnen de range van hoogtes die vogels gebruiken voor lokale vliegbewegingen (bijvoorbeeld uitwisselen tussen foerageergebieden) en onder hoogtes die vogels veelal gebruiken voor wat langere vluchten (bijvoorbeeld slaaptrek). Uit recente gedragstudies van vogels bij bestaande hoogspanningslijnen blijkt in zijn algemeenheid dat de meeste vogels die een hoogspanningslijn op hun route treffen, hier rustig hoogte winnend overheen vliegen. Passage gebeurt meestal op slechts geringe hoogte (<10 m) over de bovenste lijn. Dus indien vogels lager vliegen dan de bovenste lijn (bliksemdraad) klimmen ze vaak langzaam om net over de lijn heen te wippen en om daarna weer te dalen naar de oorspronkelijke hoogte. Zoals vermeld zijn er ook soorten die juist onder de lijn doorvliegen en al dan niet eerst dalen. Vogels die op grotere hoogte vliegen (> 60 m hoog) laten meestal helemaal geen reactie zien. Ten vierde komt het regelmatig voor dat vogels de lijnen laat opmerken en dan dicht bij de lijn een schrikreactie vertonen. Meestal keren deze vogels voor de lijn om, om alsnog met een nieuwe poging over de lijn te vliegen, of fladderen ze NLR-CR December

38 tussen de lijnen door of er net overheen. Ook deze 'nabij-reacties' leiden er niet toe dat vogels op afstand van de lijn hele andere vlieghoogtes gaan gebruiken. 5.3 INVLOED VAN DE HSV OP VOGELAANVARINGSRISICO Gegeven dat er geen significante veranderingen te verwachten zijn in de vliegpatronen en hoogtes van vogels, is er geen reden om een significante verandering in het vogelaanvaringsrisico te verwachten. Het effect is daarmee acceptabel. Er zijn geen significante verschillen te verwachten tussen voorkeurstracé 1.4 en NLR-CR December 2010

39 6 ANALYSE VAN ELEKTROMAGNETISCHE INVLOEDEN 6.1 INLEIDING De elektromagnetische straling afkomstig van een hoogspanningsverbinding nabij de luchthaven Schiphol kan invloed hebben op de navigatie- en communicatiesystemen die worden gebruikt voor en door de luchtvaart. Deze systemen kunnen op de grond staan (met eventueel bijbehorende bekabeling in de grond), of aan boord geïnstalleerd zijn van vliegtuigen. De elektromagnetische straling van de hoogspanningverbinding kan zowel afkomstig zijn van de functionele 50 Hz stromen in de hoogspanningsverbinding als van hoogfrequentere stoorstromen ten gevolge van kortsluiting, schakelacties of corona 5. NLR is gevraagd de elektromagnetische compatibiliteit (EMC) van de hoogspanningsverbinding met de luchtvaartsystemen te beoordelen. In verband met de kennis over hoogspanningsverbindingen is de Technische Universiteit Eindhoven (TUE) gevraagd ondersteuning te leveren. In dit onderzoek zal een inschatting worden gemaakt van de mogelijke effecten van het aanbrengen van een 380 kv-hoogspanningsverbinding nabij de start- en landingsbanen van Schiphol. Opgemerkt dient te worden dat er nu al een 150 kv-hoogspanningsverbinding aanwezig is op deze locatie (zie hoofdstuk 3). Het onderzoek is er dan ook op gericht een antwoord te geven op de vraag of de situatie verandert door het aanbrengen van de 380 kv-verbinding. Een hoogspanningsverbinding heeft een mogelijke elektromagnetische invloed op luchtvaartsystemen. Enerzijds kunnen elektromagnetische signalen van de systemen op de grond en in de lucht gereflecteerd worden door de HSV waardoor 5 Corona is het geleidend worden (doorslaan) van lucht onder invloed van een hoge elektrische veldsterkte, zonder dat een compleet ontladingspad ontstaat. Om de geleider heen ontstaan kleine kanaaltjes met geïoniseerd gas -vaak lucht-, waarin de positieve en negatieve ladingdragers ten opzichte van elkaar verschuiven, en zo het veld van energie ontdoen. Deze elektrostatische ontladingen zijn soms hoorbaar als gekraak of geknetter. De ontladingen zijn van korte duur en hebben een spectrum dat zich uitstrekt tot in het VHF-gebied. Corona kan continu optreden als de omstandigheden hiervoor juist zijn. Bij iedere periode van de 50 Hz zal kortstondig corona ontstaan (een serie korte pulsen, meestal slechts bij één polariteit). Of de omstandigheden hiervoor gunstig zijn hangt o.a. af van de maatregelen die genomen worden om isolatoren schoon te houden. NLR-CR December

40 de werking van de systemen beïnvloed wordt. Anderzijds kan de HSV verstoring veroorzaken waardoor eveneens de werking van de systemen beïnvloed wordt. Met name onder slecht-zicht condities is het belangrijk dat de communicatie-, navigatie- en landingssystemen voor de luchtvaart storingsvrij kunnen functioneren. Echter juist bij vochtig weer (mist, regen etc.) is het stoorniveau van de hoogspanningsverbinding hoger (tot 20 db, zie NPR-CISPR/TR 18-1, Part 1, [11]). De LVNL heeft al een onderzoek uitgevoerd t.a.v. de invloed van reflecties door de hoogspanningsverbinding op navigatie-/landingssystemen en heeft aangegeven dat deze invloeden minimaal en derhalve acceptabel zijn. Het huidige onderzoek richt zich op mogelijke elektromagnetische interferentie (EMI) door de hoogspanningsverbinding op de systemen van de luchthaven Schiphol en op de systemen aan boord van de vliegtuigen. Tot het EMIonderzoek behoort ook het deelgebied Radio-Frequente Interferentie (RFI). In het vervolg van dit hoofdstuk wordt eerst een overzicht gegeven van de grondsystemen (sectie 6.2) en de vliegtuigsystemen (sectie 6.3). In sectie 6.4 wordt de eigenlijke analyse gerapporteerd. Sectie 6.5 sluit af met (voorlopige) conclusies. 6.2 OVERZICHT VAN DE GRONDSYSTEMEN De volgende systemen worden gebruikt op en nabij de luchthaven voor de communicatie, navigatie en landing door vliegtuigen (tussen haakjes de frequentie waarop deze systemen werken): 1. Radarsystemen (> 1 GHz) 2. Instrument Landing System (zenders ILS) Marker Beacon (75 MHz) Localizer ( MHz) Glidepath (325 MHz) 3. Navigatiesystemen (zenders) VHF Omnidirectional range (VOR, MHz), nabij start- /landingsbaan 18C Distance Measuring Equipment (DME, MHz), nabij start- /landingsbaan 18C Non Directional Beacon (NDB, locator 10 NM van het begin van de landingsbaan) 38 NLR-CR December 2010

41 4. Communicatiesystemen (zend-ontvangers) HF ( MHz) VHF ( MHz) UHF ( , MHz) Communicatie grondmobiel: C2000 ( MHz/ MHz), P2000 (169,65 MHz), TETRA ( MHz, MHz), DECT ( MHz), GSM ( MHz, MHz), UMTS ( MHz), PMR (446 MHz) Draadloze netwerken: WLAN (2.4/5.0 GHz), RFID ( MHz, MHz), WiMAX (3.4 GHz) 5. Beveiligingssystemen (I-fence (35 GHz), vogeldetectie (S-band/X-band), voertuigdetectie) 6. Kabels t.b.v. communicatie en beveiliging Voor zover relevante informatie over bovenstaande systemen beschikbaar is zal de mogelijke invloed van de 380 kv-hoogspanningsverbinding op de systemen bekeken worden. 6.3 VLIEGTUIGSYSTEMEN Moderne vliegtuigen zijn uitgerust met vele elektrische en elektronische systemen. Enkele systemen daarvan vervullen een kritische functie met betrekking tot de besturing van het vliegtuig. Verstoring van één of meerdere van deze systemen tijdens een kritieke vluchtfase (bijvoorbeeld de landing) zou catastrofale gevolgen kunnen hebben. Flight Control en Engine Control systemen zijn bijvoorbeeld systemen met een kritische functie. Deze systemen worden echter ontworpen en getest om bestand te zijn tegen sterke elektromagnetische velden (zgn. High Intensity Radiated Fields). Omdat deze systemen geen radio-ontvanger en antenne hebben, zijn ze minder gevoelig voor relatief zwakke elektromagnetische velden. NLR-CR December

42 De navigatie- en communicatiesystemen aan boord van het vliegtuig bestaan in het algemeen uit een radio-ontvanger in het vliegtuig en een antenne aan de buitenkant van het vliegtuig. Omdat dit vaak gevoelige ontvangers betreft, zijn ze ook gevoelig voor in-band 6 stoorsignalen en mogelijk zelfs voor buiten-deband 7 stoorsignalen. Voorbeelden hiervan zijn (tussen haakjes de werkfrequentie): 1. Gevoelige ontvangers voor radiocommunicatie: HF ( MHz), VHF ( MHz), UHF ( , MHz) 2. Navigatiesystemen: NDB ( khz), VOR ( MHz), DME ( MHz), GPS (1575 MHz) 3. Landingsystemen: ILS ( MHz, 325 MHz), Radiohoogtemeter (4.3 GHz) 6.4 EMC-ANALYSE In algemene zin bestaat een EMI-probleem uit drie onderdelen: een stoorbron, een koppelweg en een gestoord systeem. In geval van storing dient één of meerdere onderdelen van dit probleem aangepast te worden. In een bestaande situatie ligt het voor de hand dat de component die aan het geheel wordt toegevoegd zoveel mogelijk compatibel is met de omgeving. Dit kan bijvoorbeeld worden bereikt door het nemen van maatregelen om storingen te onderdrukken (ontwerp en onderhoud van de hoogspanningsverbinding). In de onderstaande analyse zullen deze drie onderdelen van het potentiële stoorprobleem worden belicht STOORBRONNEN De potentiële stoorbron is in dit geval de HSV inclusief alle voorzieningen zoals masten, onderstations, schakelaars etc. De elektromagnetische velden die eventueel verstoring kunnen veroorzaken kunnen afkomstig zijn van: het functionele signaal : de 50 Hz stromen, de stoorstromen t.g.v. corona, ontladingen of schakelen, of blikseminslag. Het functionele signaal Het functionele signaal van de hoogspanningsverbinding is de 50 Hz stroom die, verdeeld over drie geleiders met verschillende fase, door de geleiders 6 In-band wil zeggen dat de frequentie van het stoorsignaal binnen het werkgebied van de ontvanger valt. 7 Buiten-de-band wil zeggen dat de frequentie van het stoorsignaal buiten het werkgebied van de ontvanger valt. Deze kan echter nog wel een negatieve invloed op de werking van de ontvanger hebben. 40 NLR-CR December 2010