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Trajectory Prediction and Alerting for Aircraft Mode and Energy State Awareness

Shish, Kimberlee und Kaneshige, John und Acosta, Diana und Schuet, Stefan und Lombaerts, Thomas und Martin, Lynne und Madhavan, Avinash (2015) Trajectory Prediction and Alerting for Aircraft Mode and Energy State Awareness. In: AIAA Infotech at Aerospace Conference (ISSN: 0731-5090). AIAA 2015 Infotech @ Aerospace, 2015-01-05 - 2015-01-09, Kissimmee, FL, USA. doi: 10.2514/6.2015-1113. ISSN 0731-5090.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
9MB

Offizielle URL: http://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/6.2015-1113

Kurzfassung

This paper describes the implementation and evaluation of technologies that predict and assess the future aircraft energy state and autoflight configuration, and provide appropriate alerting to better inform pilots of the effect of problematic autoflight inputs or conditions. Prediction algorithms are used to extrapolate the current state of the aircraft based on flight management, autopilot and autothrottle system control laws and knowledge of mode transition logic. The resulting predicted trajectory represents the future four-dimensional flight path of the aircraft if the current course of action is continued. Probabilistic methods are used to estimate the trim envelope through high-fidelity model-based computation of attainable equilibrium sets. The corresponding maneuverability limitations of the aircraft are determined through a robust reachability analysis (relative to the trim envelope) through an optimal control formulation. The combination of prediction and assessment technologies are used to trigger timely alerts to avoid loss of control situations. The maneuvering envelope limits are also indicated on the primary flight display, and the predicted trajectory is displayed on navigation and vertical situation displays. The display features and alerts were evaluated in the Advanced Concepts Flight Simulator at NASA Ames Research Center, where commercial airline crews flew multiple problematic approach and landings scenarios to investigate the impact on current and future aircraft energy state awareness. Results show that the display features and alerts have the potential to improve situational awareness of what the automation is doing now and what it will do in the future.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/94738/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Trajectory Prediction and Alerting for Aircraft Mode and Energy State Awareness
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Shish, KimberleeNASA Ames Research CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaneshige, JohnNASA Ames Research CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Acosta, DianaNASA Ames Research CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schuet, StefanNASA Ames Research CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lombaerts, Thomasthomas.lombaerts (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Martin, LynneSan Jose State UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Madhavan, AvinashUniversities Space Research AssociationNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:7 Januar 2015
Erschienen in:AIAA Infotech at Aerospace Conference (ISSN: 0731-5090)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.2514/6.2015-1113
ISSN:0731-5090
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Simulatorversuchen, Flugbereichsgrenzen, Trajectorienvorspellungen, Systemwarnungen, Flugzeug Energie, Awareness
Veranstaltungstitel:AIAA 2015 Infotech @ Aerospace
Veranstaltungsort:Kissimmee, FL, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 Januar 2015
Veranstaltungsende:9 Januar 2015
Veranstalter :American Institute of Aeronautics and Astronautics
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Systeme und Kabine (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik > Flugzeug-Systemdynamik
Hinterlegt von: Lombaerts, Dr Thomas
Hinterlegt am:20 Jan 2015 13:29
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:00

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