A. Knoll, S. Steger, M. Heni

Beim aktuellen Flugbetrieb sind Verkehrsflugzeuge oftmals nicht imstande in der verbrauchsoptimalen Flughöhe zu fliegen. Einer der Gründe hierfür ist eine Kapazitätsbeschränkung in den bei Jets häufig nachgefragten Flughöhen zwischen 30.000 ft und 40.000 ft. Diese Kapazitätsbeschränkung ergibt sich durch die relativ großen Staffelungsabstände zwischen den hintereinander fliegenden Flugzeugen. Flugphysikalische Forderungen wie die Vermeidung der Wirbelschleppen von vorausfliegenden Flugzeugen erfordern zwar entsprechend große Abstände, jedoch ist es möglich Gefährdungsbereiche zu definieren in denen sich die Wirbelschleppen ausbreiten. Außerhalb dieser Bereiche, beispielsweise bei lateralem Versatz, könnten die Flugzeuge deutlich enger fliegen ohne durch Wirbelschleppen gefährdet zu sein. Eine weitere Einschränkung ergibt sich durch die aktuell angewandten Flugsicherungstechniken der Radarseparation und der sog. Procedural Control. Weitere Einschränkungen ergeben sich z.B. durch die Warnschwellen des Bord-Kollisionswarnsystems ACAS (TCAS) wie durch das analoge System der Boden-Radarüberwachung, das Short-Term Collision Alert System. Dieser Bericht stellt neue Verfahren zum "losen" Formationsflug von Verkehrsflugzeugen vor, die es gestatten die Aufnahmekapazität der entsprechenden Flugflächen deutlich zu erhöhen. Unter der Bedingung, dass sich die Flugzeuge innerhalb der Formation automatisch selbst separieren sind bei lateral versetzt fliegenden Flugzeugen deutlich geringere Staffelungsabstände möglich, die trotzdem noch die Minimalbedingungen der Warnsysteme erfüllen.

"In current air traffic control, commercial aircraft are often unable to fly at their most fuel-efficient altitudes. One reason for this is a capacity limitation at the altitudes frequently used by jets, between 30,000 and 40,000 feet. This capacity limitation results from the relatively large separation distances between aircraft flying in formation. While aerodynamic requirements such as avoiding wake turbulence from preceding aircraft necessitate such large separations, it is possible to define hazardous areas where wake turbulence spreads. Outside these areas, for example, in the case of lateral offset, aircraft could fly much closer together without being endangered by wake turbulence. A further limitation arises from the currently used air traffic control techniques of radar separation and procedural control. Further limitations arise, for example, from the warning thresholds of the onboard collision warning system ACAS (TCAS) and the analogous ground radar system, the Short-Term Collision Alert System. This report presents new procedures for "loose" formation flying of commercial aircraft, which allow for a significant increase in the reception capacity of the corresponding flight levels. Provided that the aircraft within the formation automatically separate themselves, considerably smaller separation distances are possible for laterally offset aircraft, which still meet the minimum requirements of the warning systems."

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2012, Berlin

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2013

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201303157495

Flugsicherung, Formationsflug, Relativflug

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15.03.2013