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Erweiterung eines Trajektorienrechners zur Nutzung meteorologischer Daten für die Optimierung von Flugzeugtrajektorien

Lührs, Benjamin and Linke, Florian and Gollnick, Volker (2014) Erweiterung eines Trajektorienrechners zur Nutzung meteorologischer Daten für die Optimierung von Flugzeugtrajektorien. 63. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2014 (DLRK), 16.-18. Sept. 2014, Augsburg, Deutschland. (Submitted)

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Abstract

Das Fliegen wird maßgeblich durch die Wind- und Wettersituation entlang des Flugweges beeinflusst. Vor diesem Hintergrund wurde das Trajectory Calculation Module (TCM) – ein bestehendes Werkzeug zur Simulation von Flugtrajektorien – dahingehend erweitert, dass im Zuge der Trajektoriensimulation anstelle von Standardatmosphären-Bedingungen auch reale atmosphärische Bedingungen miteinbezogen werden können. Hierfür wurden insbesondere eine Flughöhen- sowie eine Fluggeschwindigkeitsregelung integriert, die die Einhaltung typischer Flugphasenrandbedingungen auch unter von der Standardatmosphäre abweichenden meteorologischen Bedingungen gewährleisten. Die Wirkung horizontaler Winde wurde zudem durch deren Superposition mit der Fluggeschwindigkeit gegenüber der Luft erfasst. Ferner wurde für die laterale Optimierung von Flugrouten unter Windeinfluss ein Algorithmus auf Basis von Prinzipien der Optimalsteuerungstheorie entwickelt. Das zu minimierende Kostenfunktional wurde so gewählt, dass sowohl die Flugzeit als auch der Einfluss einer ortsabhängigen Straffunktion Berücksichtigung finden können. Als Anwendungsfall wurden Klimakostenfunktionen, die die Sensitivität der Klimawirkung gegenüber der Emission von Schadstoffen als Funktion des Ortes beschreiben, als Straffunktion in das Kostenfunktional der Optimierung integriert. Auf dieser Grundlage wurde anhand einer exemplarischen Flugroute untersucht, inwieweit sich die durch den Flug verursachte Klimawirkung vermindern ließe, wenn eine erhöhte Flugzeit in Kauf genommen würde.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/90935/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Erweiterung eines Trajektorienrechners zur Nutzung meteorologischer Daten für die Optimierung von Flugzeugtrajektorien
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Lührs, BenjaminBenjamin.Lührs (at) dlr.deUNSPECIFIED
Linke, FlorianFlorian.Linke (at) dlr.deUNSPECIFIED
Gollnick, VolkerVolker.Gollnick (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:September 2014
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Submitted
Keywords:Trajektorienrechner, Flugroutenoptimierung, Höhenregelung, Geschwindigkeitsregelung, Wind
Event Title:63. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2014 (DLRK)
Event Location:Augsburg, Deutschland
Event Type:national Conference
Event Dates:16.-18. Sept. 2014
Organizer:Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR)
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:air traffic management and operations
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AO - Air Traffic Management and Operation
DLR - Research theme (Project):L - Air Transport Concepts and Operation (old), L - Climate, Weather and Environment
Location: Hamburg
Institutes and Institutions:Air Transport Operations > Air Transport Infrastructures & Processes
Deposited By: Lührs, Benjamin
Deposited On:01 Dec 2014 11:15
Last Modified:31 Jul 2019 19:48

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