Entwicklung einer Methode zur vereinfachten Ermittlung von Leistungsmerkmalen ziviler Formationsflüge

Abstract

Die Bestimmung des operationell systemweit vorhandenen Kraftstoffreduktions-Potenzials durch zivilen Formationsflug stellt eine große Herausforderung dar. Zur Beantwortung dieser Frage wurde im Rahmen der vorgestellten Arbeit eine Bewertungsmethodik entwickelt, die eine integrierte Softwareumgebung zur numerischen Simulation von Formationsflügen mit Hilfe eines mit einem vereinfachten Wirbelmodell gekoppelten Trajektorienrechners beinhaltet. Um die Bewertung vorzunehmen, wurden Ineffizienzmetriken definiert, mit denen sich verschiedene Formationen charakterisieren sowie hinsichtlich ihres zu erwartenden Nutzens vergleichen und bewerten lassen. Mit der entwickelten Softwareumgebung wurden Parametervariationen anhand eines Versuchsplans durchgeführt. Aus den Ergebnissen wurden Abbildungsfunktionen abgeleitet, die unter Zuhilfenahme einfacher, eine Formation beschreibender Parameter einen Rückschluss auf deren Effizienz erlauben. Hierbei wurde erstmals auch die Flughöhe als Parameter betrachtet. Die gefundenen Abbildungsfunktionen wurden mit Hilfe einer Kontrollgruppe bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Vorhersage der in einer Formation zu erwartenden Kraftstoffeinsparungen sowie der sich ändernden Flugzeiten bereits anhand einiger weniger die Formation beschreibender Kennzahlen möglich ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, anhand dieser Parameter im Vorfeld eine Optimierung durchzuführen, um einen Flugplan abzuleiten, bei dem die Einsparungen durch Formationen maximiert werden.