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Bordintern einsetzbare optimale Flugbahnplanung unter Verwendung von TransWORHP

Arbeitsgruppe:AG Optimierung und Optimale Steuerung
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens ((0421) 218-63861, E-Mail: bueskens@math.uni-bremen.de)
Bearbeiter: Rafael Fernandes de Oliveira
Projektförderung: Europäische Union, Clean Sky JTI-CS-2012-3-SGO-03-020
Projektpartner: Airbus Group Innovations TX4
Laufzeit: seit 01.10.2010
Bild des Projekts Bordintern einsetzbare  optimale Flugbahnplanung unter Verwendung von  TransWORHP

Fliegen ist ein komplexer Vorgang der es erforderlich macht während des gesamten Flugs die Sicherheit zu gewährleisten und insbesondere den Piloten mit einer sich permanent verändernden Umgebung konfrontiert. Zu nennen sind hier beispielsweise durch ATC (Air Traffic Control) und Wetter bedingte notwendige Abweichungen von der Flugroute oder sich ändernde Konfigurationen und Rahmenbedingungen des Flugzeugs. In einem solch komplexen Szenario ist es kaum möglich ein wirklich optimales Verhalten von Flugzeug und Pilot zu erwarten, andererseits zeigt die heutige Situation damit deutlich Raum für Verbesserungen.  

 

Dieses Projekt zielt auf die Erforschung und Entwicklung von bordintern einsetzbaren Flugbahnplanungsalgorithmen, die dem Piloten helfen komplexe Flüge zu optimieren und insbesondere negativen Auswirkungen auf die Umgebung zu reduzieren. Insbesondere ist es das Ziel eine Verringerung des Treibstoffverbrauchs zu erreichen, die Reduktion schädlicher Emissionen zu erwirken und die Geräuschbelästigung beim Starten und Landen eines Flugzeugs zu minimieren.

 

Zur Bestimmung der optimalen Flugtrajektorie einer spezifischen Flugroute, die auch abhängig vom Flugzeugtyp ist,  wurde in diesem Projekt unter Verwendung der Optimalsteuerungssoftware TransWORHP und dem nichtlinearen Optimierungswerkzeug WORHP ein moderner Kollokationsansatz implementiert und eingesetzt. Mit dem gewählten Ansatz ist es möglich den Treibstoffverbrauch  und die Emissionen von NOx and CO2 zu minimieren. Darüber hinaus ist es möglich die von einem Flugzeug in bewohnten, flughafennahen Gebieten erzeugte Lärmbelastung zu reduzieren.

Noise contour and awakenings Noise contour and awakenings

 

Der hier vorgeschlagene Ansatz wurde in einer Kooperation zwischen Airbus Group Innovations, der zentralen Forschungseinrichtung der Airbus Group, sowie der AG für Optimierung und Optimale Steuerung der Universität Bremen, entwickelt und im Rahmen des europäischen Clean Sky Projekts gefördert. Am Ende der Projektlaufzeit wird der in Zukunft potentiell auch bordintern einsetzbare Flugbahnoptimierungsansatz in Form eines  Software-Demonstrators zur Verfügung stehen.