S. Steger, A. Knoll

Die verbrauchsoptimale Flughöhe heutiger Verkehrsflugzeuge liegt zwischen 30.000 ft und 40.000 ft. Die dementsprechend große Nachfrage nach diesem Höhenband kann bei hohem Flugverkehrsaufkommen zu einer Erschöpfung der Kapazitäten in diesem Band führen und dadurch einen Flug auf einer ungünstigeren Flughöhe erzwingen. Die verfügbare Kapazität ist unter anderem von den Separationsdistanzen zwischen zwei hintereinander fliegenden Flugzeugen abhängig, die sich wiederum aus Forderungen wie der Vermeidung von Wirbelschleppen ergeben. Der lose Formationsflug von Verkehrsflugzeugen sieht nun vor, dass die Flugzeuge in einem Verband zur Wirbelschleppenvermeidung lateral versetzt und zusätzlich durch ein neues System zur Relativpositionsregelung automatisch separiert werden. Im Idealfall kann der lose Formationsflug einem Verkehrsflugzeug in einer ungünstigen Flughöhe die Bildung eines Verbands mit einem Flugzeug auf einer günstigeren Flughöhe ermöglichen und dadurch von einem verbrauchsoptimalen Flug profitieren. Eventuell bewegt sich dieses Flugzeug jedoch mit einer anderen Geschwindigkeit, folgt einem abweichenden Flugplan oder verfolgt einen anderen Steuerkurs. Um automatisch beurteilen zu können, ob ein Formationsflug mit diesem Flugzeug dennoch lohnenswert sein kann sind im Formationsregler Algorithmen erforderlich, welche mit den verfügbaren Informationen und Rechenkapazitäten eine Aussage über die Attraktivität jeder möglichen Option treffen können. Erst wenn die bestmögliche Variante gefunden wurde, wird diese dem Piloten als Alternative zum aktuellen Flugplan vorgeschlagen.

The fuel-efficient cruising altitude for modern commercial aircraft lies between 30,000 and 40,000 ft. The correspondingly high demand for this altitude range can, during periods of heavy air traffic, lead to capacity exhaustion within this band, forcing flights at a less efficient altitude. Available capacity depends, among other things, on the separation distances between two aircraft flying in formation, which in turn result from requirements such as wake turbulence avoidance. Loose formation flying for commercial aircraft involves aircraft in a formation being laterally offset to avoid wake turbulence and, additionally, automatically separated by a new relative position control system. Ideally, loose formation flying can allow a commercial aircraft at a less efficient altitude to form a formation with an aircraft at a more efficient altitude, thus benefiting from fuel-efficient flight. However, this aircraft may be flying at a different speed, following a different flight plan, or maintaining a different heading. To automatically assess whether a formation flight with this aircraft is still worthwhile, the formation controller requires algorithms that use the available information and computing power to determine the attractiveness of each possible option. Only when the best possible option has been found is it suggested to the pilot as an alternative to the current flight plan.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013, Stuttgart

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2015

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 8 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2015022711768

Formationsflug, Trajektorienoptimierung

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27.02.2015