Energiebasiertes Pilotenunterstützungskonzept für das

DLR.de • Folie 1
Sven Oppermann
Energiebasiertes Pilotenunterstützungskonzept für
das präzise Einhalten von vertikalen Anflugprofilen
Dr.-Ing. Sven Oppermann
Institut für Flugsystemtechnik
DLR.de • Folie 2
Sven Oppermann
Problemstellung
Gegenwärtige Standardanflüge sind oftmals erheblich
lauter als technisch notwendig!
DLR.de • Folie 3
Sven Oppermann
Laterales Anflugprofil
Flugspuren Anflug Frankfurt für einen Tag (Quelle: Stanly-Track)
DLR.de • Folie 4
Sven Oppermann
Vertikales Anflugprofil
DLR.de • Folie 5
Sven Oppermann
Problemstellung
DLR.de • Folie 6
Sven Oppermann
Problemstellung
Radardaten EDDF RWY 25R für 33 Tage im Herbst 2012 (nur A320)
DLR.de • Folie 7
Sven Oppermann
Problemstellung
Radar- und Lärmdaten EDDF RWY 25R 3,2° ILS (400 Anflüge B737-800)
DLR.de • Folie 8
Sven Oppermann
Geschwindigkeit über Grund [kn]
Problemstellung
Höhe MSL [ft]
10000
Lärmmesspunkte
8000
6000
4000
2000
50
40
30
20
10
Distanz zum Aufsetzpunkt [nm]
Rel. Häufigkeit [%]
15
10
350
Lärmmesspunkte
300
250
200
150
50
14
60
12
50
10
400
40
30
20
10
Distanz zum Aufsetzpunkt [nm]
25
20
20
15
40
15
8
30
6
5
10
20
4
10
2
0
60
70
MP 203
80
0
10
60
70
MP 260
80
0
60
70
80
MP 45
Lärmpegel [dBA]
5
5
0
60
70
MP 86
80
0
60
70
MP 44
80
DLR.de • Folie 9
Sven Oppermann
Geschwindigkeit über Grund [kn]
Problemstellung
Höhe MSL [ft]
10000
Lärmmesspunkte
8000
6000
4000
2000
50
40
30
20
10
Distanz zum Aufsetzpunkt [nm]
Rel. Häufigkeit [%]
15
10
350
Lärmmesspunkte
300
250
200
150
50
14
60
12
50
10
400
40
30
20
10
Distanz zum Aufsetzpunkt [nm]
25
20
20
15
40
15
8
30
6
5
10
20
4
10
2
0
60
70
MP 203
80
0
10
60
70
MP 260
80
0
60
70
80
MP 45
Lärmpegel [dBA]
5
5
0
60
70
MP 86
80
0
60
70
MP 44
80
DLR.de • Folie 10
Sven Oppermann
Problemstellung
• Sehr große Variation bei Landeklappen, Fahrwerk und
Geschwindigkeitsvorgaben
• Sehr große Variation beim Lärm
• Unnötig hohes Schubniveau
Lärm
• Probleme beim Energieabbau
Keine stabilen Anflüge
• Starker Einsatz von Störklappen
Lärm
Abhilfe durch ein geeignetes Assistenzsystem
DLR.de • Folie 11
Sven Oppermann
Assistenzsystem - Überblick
FMS
Assistenzsystem
Vorabbahnplanung
Anzeige
Korrektur zur
Laufzeit
ATC
DLR.de • Folie 12
Sven Oppermann
Anzeigekonzept
Geschwindigkeitssollwert
Ist-Höhe
Kinetischer Energiefehler
Hochauftriebshilfen
Höhenprofil (Soll)
DLR.de • Folie 13
Sven Oppermann
Simulatorstudie
•
•
•
•
Durchgeführt im AVES Simulator
Teilnahme von sieben Berufspiloten
11 Anflüge je Pilot
Gesamtdauer 4 Stunden
• Anflüge mit und ohne
Assistenzsystem bei Rückenwind,
Gegenwind und ILS-Bahnwinkeln
von -3° und -3,5°
DLR.de • Folie 14
Sven Oppermann
Simulatorstudie
DLR.de • Folie 15
Sven Oppermann
Ergebnisse der Simulatorstudie – Bahndaten
3,5° ILS + Rückenwind
DLR.de • Folie 16
Sven Oppermann
Ergebnisse der Simulatorstudie – Lärmimmission
DLR.de • Folie 17
Sven Oppermann
Ergebnisse der Simulatorstudie – Zusammenfassung
Der Einsatz des Assistenzsystems führt zu:
•
•
•
•
•
•
Einer deutlichen Steigerung der Präzision in allen Bahndaten
Einer vollständigen Vermeidung der lärmintensiven Störklappen
Einer mittleren Treibstoffersparnis von 11 kg (7,4%) pro Anflug
Einem stabilen Anflug
Einer Reduzierung der mittleren Arbeitsbelastung (NASA-TLX) um 36%
Einer mittleren Reduzierung der Lärmkonturflächengröße von 2% ohne
Berücksichtigung der Störklappen
Die tatsächliche Lärmreduktion kann
aufgrund fehlender
Berechnungsmöglichkeiten für den Anteil
der Störklappen derzeit nicht vollständig
nachgewiesen werden.
DLR.de • Folie 18
Sven Oppermann
Ergebnisse der Simulatorstudie – Lärmimmission
DLR.de • Folie 19
Sven Oppermann
Ergebnisse der Simulatorstudie – Lärmimmission
DLR.de • Folie 20
Sven Oppermann
Ergebnisse der Simulatorstudie – Debriefing
Pilotenmeinungen zum Assistenzsystem:
• Intuitive und einfache Art der Darstellung
• Sinnvolles System für den operationellen Einsatz
• Gute Unterstützung bei schwierigen Bedingungen (Rückenwind, Hohe
Geschwindigkeitsvorgaben)
• Verbesserungspotential bei Beschriftung, Einbauort und Anzeigengröße
• Ein vollautomatisches System wird als sehr kritisch betrachtet
DLR.de • Folie 21
Sven Oppermann
Flugversuch
• Durchgeführt mit A320 ATRA am
Flughafen Cochstedt/Magdeburg
• Insgesamt 23 ILS-Anflüge an drei
Versuchstagen im Sommer 2014
DLR.de • Folie 22
Sven Oppermann
Flugversuch
DLR.de • Folie 23
Sven Oppermann
Flugversuch
DLR.de • Folie 24
Sven Oppermann
Flugversuch
DLR.de • Folie 25
Sven Oppermann
Ergebnisse des Flugversuchs
• System funktioniert verlässlich unter den realen Randbedingungen des
Flugversuchs
• Präzisionssteigerung und Vermeidung der Störklappen konnte wie in der
Simulatorstudie nachgewiesen werden
DLR.de • Folie 26
Sven Oppermann
Ausblick
• Testbetrieb mit kombinierter Auswertung von Radardaten und Lärmmessdaten
• Hierfür Verwendung von iPad oder Cockpit Information Display mit
Leseschnittstelle zum ARINC-Bus
• Bereitstellung effizienter Eingabemöglichkeit für Geschwindigkeitsvorgaben
der Luftraumüberwachung im Cockpit
• Kombination mit erweiterten lateralen Profilen
DLR.de • Folie 27
Sven Oppermann
Operationeller Betrieb mit iPad
• Electronic Flight Bag Tablet-compatible Systems von UTC Aerospace Systems
DLR.de • Folie 28
Sven Oppermann
Ich freue mich auf Ihre Fragen!

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