Sustainable and Efficient Flight Operations

Foto von A340-300-01-GULF-AIR Maschine

Sustainable and Efficient Flight Operations

Das Forschungsinteresse unseres Instituts im Bereich Flugverkehrsmanagement liegt auf der Untersuchung von neuen Konzepten zur effizienten Luftraumnutzung, insbesondere hinsichtlich Sicherheit und Umweltauswirkungen. Durch die bevorstehende Umsetzung von trajektorienbasierten Verfahren im Luftverkehr wird besonders die zeitliche Komponente der Flugführung (die sogenannte 4D Trajektorie) zunehmend an Bedeutung gewinnen. Hier untersuchen wir die Auswirkungen der Umsetzung neuer Verfahren auf den jeweils einzelnen Flug und auch auf das Luftverkehrssystem als Ganzes.

Im Bereich Flugverkehrsmanagement beschäftigen wir uns im Einzelnen mit:

  • Elektrischen Rollen und Schleppen von Flugzeugen an Flughäfen
  • Emissionsanalysen: Lärm und Schadstoffe
  • 4D Flugführung / Performance Based Operations (PBO)

Elektrisches Rollen und Schleppen von Flugzeugen

Im Rahmen von zwei miteinander verknüpften Projekten in Zusammenarbeit mit der Industrie beschäftigt sich das FSR mit der Anwendung und Umsetzung elektrischer Antriebe für die Bodenbewegungen von Flugzeugen. Im Rahmen der Vorhaben soll aufgezeigt werden, dass die neuen Technologien und Verfahren Bodenemissionen sowie Rollzeiten im Bereich des Rollverkehrs deutlich verringern können und somit aktiv zum Umwelt- und Ressourcenschutz beitragen.

Im Vordergrund der Arbeiten des FSR steht die bilanzierende Bewertung der Effizienz drei verschiedener Technologieansätze (eTaxi, eSchlepper und TaxiBot) sowie deren weitere Automatisierung hinsichtlich der Implementierung trajektorienbasierter Rollverfahren. Daneben sollen konkrete Einsatzmöglichkeiten für die jeweiligen Ansätze geprüft und zukünftige Szenarien abgeleitet werden.

Gefördert werden die Projekte am FSR durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung im Rahmen der Modellregion Elektromobilität Rhein-Main und durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms.

4D Flugführung / Performance Based Operations (PBO)

Programme wie SESAR (Single European Sky ATM Research) oder NextGen (Next Generation Air Traffic Management) beschäftigen sich seit einigen Jahren mit der Entwicklung von Systemen, Prozessen und Verfahren für die zukünftige Gestaltung und Abwicklung des Luftverkehrs. In diesem Rahmen ist die 4D Trajektorie von großer Bedeutung. Hierbei sollen Flugzeuge nicht nur im Raum (3D) sondern auch in der Zeit (+1D) einen vorgeplanten Weg möglichst exakt abfliegen. Konventionelle Flugführungssysteme sind für diese Aufgabe nur bedingt geeignet.

Die Arbeiten des FSR in diesem Bereich umfassen u.a. die Entwicklung eines nachrüstbaren Trajektorienmanagement Systems auf Basis eines Electronic Flight Bag, welches die 4D Trajektorien Verhandlung und Überwachung ermöglicht und dem Piloten Hilfestellung bei der Führung des Fluges auf dieser gibt. Das entwickelte System wurde im Simulator des Instituts und im Rahmen von verschiedenen Flugversuchskampagnen (HETEREX) validiert und konnte seine Eignung für die Anwendung unter realistischen Bedingungen beweisen.

Lärmbewertung verschiedener Abflugtrajektorien
Lärmbewertung verschiedener Abflugtrajektorien

Emissionsanalysen

Auf Grund des stetig wachsenden Luftverkehrs rücken umweltfreundlichere An- und Abflugverfahren immer mehr in den Fokus. Hier muss vor allem die Bevölkerung hinsichtlich des Lärms entlastet werden.

Das Institut hat bereits über verschiedene Arbeiten und Projekte Know-How im Bereich der Emissionsanalysen gesammelt. Dafür wurden verschiedene Recherchearbeiten bzgl. Lärm und Schadstoffe geleistet. Schwerpunkt bei den Emissionsanalysen am FSR liegt auf der Berechnung von Lärmwerten: Einzelereignispegel (L_E), Maximalpegel (L_Max) und Dauerschallpegel [nach ECAC.CEAC Doc. 29]. Mit Hilfe des FSR eigenen Lärmtools kann ein Vergleich zweier Flugpfade direkt abgebildet werden. Somit ist es z.B. möglich, Aussagen hinsichtlich Lärms über ein neu eingeführtes Verfahren gegenüber einem kommerziellen Verfahren zu treffen.

Auswahl aktueller Projekte im Forschungsfeld Sustainable and Efficient Flight Operations

ZETO (2014-2017)

The project ZETO investigates an innovative approach for enabling future trajectory-based taxi operations by the integration of automated tractors. More…