R. Luckner, A. Kaden

Der Luftverkehr muss seine Emissionen in Zukunft deutlich reduzieren. Die Möglichkeit im Formationsflug wie Zugvögel Leistung einzusparen ist seit langem bekannt, aber bisher noch ungenutzt. Treibstoffeinsparungen von bis zu 18% für das nachfolgende Flugzeug konnten in Flugversuchen nachgewiesen werden. Aufgrund vieler noch offener Fragen an die praktische Umsetzung des Formationsflugs besonders im operationellen Linienbetrieb, fliegen Verkehrsflugzeuge bis heute nicht in Formation. Der vorliegende Artikel gibt eine Übersicht zum Stand der Forschung auf dem Gebiet des Formationsflugs und beschreibt dessen grundlegende physikalische Zusammenhänge. Weiterhin wird erläutert, wie das Aufwindfeld eines Flugzeugs und der Flug eines nachfolgenden Flugzeugs darin modelliert werden kann. Mit Hilfe dieser Modelle werden die Vorteile des Formationsflugs für den Linienverkehr untersucht, ein Flugregler entworfen, der die optimale Position im Formationsflug (genannt Sweet Spot) einstellt und im Flugsimulator wird untersucht, welche Anforderungen an den manuellen und automatischen Formationsflug aus Pilotensicht bestehen. Die Forschungsarbeiten fanden im Rahmen des Vorhabens Automatischer Formationsflug am Fachgebiet Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastizität (FMRA) der TU Berlin statt. Das Vorhaben wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Die Flugsimulatorversuche zeigen offene Fragen auf, für die noch Klärungsbedarf besteht bevor Formationsflug in den operationellen Linienbetrieb eingeführt werden kann.

"Air traffic must significantly reduce its emissions in the future. The potential for energy savings through formation flying, similar to migratory birds, has long been known but remains largely untapped. Flight tests have demonstrated fuel savings of up to 18% for the following aircraft. However, due to numerous unanswered questions regarding the practical implementation of formation flying, particularly in scheduled airline operations, commercial aircraft do not yet fly in formation. This article provides an overview of the current state of research in the field of formation flying and describes its fundamental physical principles. Furthermore, it explains how the updraft field of an aircraft and the flight path of a following aircraft within it can be modeled. Using these models, the advantages of formation flying for scheduled airline operations are investigated, a flight controller is designed to establish the optimal position in formation flying (the "sweet spot"), and the requirements for manual and automatic formation flying from a pilot's perspective are examined in a flight simulator. This research was conducted within the framework of the "Automatic Formation Flying" project at the Chair of Flight Mechanics, Flight Control, and Aeroelasticity (FMRA) at TU Berlin. The project is funded by the German Research Foundation (DFG). The flight simulator tests reveal open questions that still need clarification before formation flying can be introduced into operational scheduled service."

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015, Rostock

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2016

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 15 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201604011513

Automatisierung, Flugführung

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01.04.2016