Weiterentwicklung einer Methodik zur Optimierung von Überschall-Flugpfaden

Abstract

Beginnend mit dem Erreichen der Schallgeschwindigkeit erzeugen Überschallflugzeuge unablässig starke Druckwellen, welche als lauter Knall wahrgenommen werden, wenn sie den Boden erreichen. Aus diesem Grund ist ziviler Überschallflug über Land weltweit verboten oder nur eingeschränkt erlaubt. Wie bei der Concorde lange gebräuchlich, müssen Flugrouten größtenteils über Meere geleitet werden. Die vom Flugzeug ausgehenden Druckwellen werden auf ihrem Weg abwärts durch die Atmosphäre aufgrund der steigenden Schallgeschwindigkeit des akustischen Mediums Luft stetig gebeugt und schließlich nach oben abgelenkt. Dies bewirkt, dass der Schallknall nur innerhalb eines Streifens von gewisser Breite unter der Flugbahn, dem „Knallteppich“, wahrgenommen wird. Winde können die Lage des Knallteppichs erheblich beeinflussen. Eine optimale Überschall-Flugroute minimiert die Flugstrecke, maximiert den Überschall-Anteil und legt den Knallteppich ausschließlich auf Wasserflächen. DLR-LY verfügt über ein Optimierungs-verfahren für Flugrouten, bestehend aus der Iteration von Flugpfadentwurf, Trajektoriensimulation und Knallteppichberechnung in nicht standardisierten Atmosphären. Hierbei erfolgen Flugpfad-entwurf bzw. -anpassung noch manuell. Ferner ist die Knallteppichberechnung noch recht langsam und physikalisch-mathematisch nicht ausreichend verifiziert