Drittmittelprojekte des Instituts für Flugführung

4DCo-GC (4D Contract - Guidance and Control)



Ein radikal neues Konzept für die Flugführung der Zukunft
Europa hat sich für das Luftfahrtsystem der Zukunft ambitionierte Ziele gesetzt: Effizienz, Kundenorientierung, Wirtschaftlichkeit, Umweltfreundlichkeit und Sicherheit sollen gesteigert werden. Wie diese Ziele aber genau erreicht werden können steht weit weniger fest.
Während für die kommenden Jahre vor allem von der evolutionären Verbesserung des heutigen Luftfahrtsystems ausgegangen wird, bietet die fernere Zukunft die Freiheit, radikal neue Konzepte umzusetzen.

Solch ein Konzept könnten die so genannten „4D-Contracts“ sein. Das 4D-Contract-Konzept setzt auf dem bereits stark erforschten Konzept der 4D-Trajektorien auf. Dieses sieht für die Flugplanung eines Flugzeugs vor, dass es immer zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort zu sein hat. 4D-Trajektorien bergen ein großes Potential für die Effizienz und Umweltfreundlichkeit der Luftfahrt, weil sie mit hoher Genauigkeit auf spezielle Flugeigenschaften, Wetterbedingungen (z.B. Rückenwind) und Umwelteinflüsse (z.B. lärmsensitive Wohngebiete) optimiert werden können.
Das Problem bei 4D-Trajektorien: die Flugsicherung am Boden muss ständig kontrollieren, ob sich ein Flugzeug an die vorher geplante 4D-Trajektorie hält. Oft ist dies aufgrund äußerer Umstände aber nicht möglich und es kann zu unerwarteten Konflikten kommen. Das Konzept der 4D-Contracts nimmt sich dieses Problems an, in dem es die Kontrolle der Einhaltung der Trajektorie vom Boden auf das jeweilige Flugzeug verlagert. Boden und Flugzeug schließen quasi einen „Vertrag“ (Contract) ab über einen 4D-Flugkorridor, über den dem Flugzeug zu jedem Zeitpunkt des Fluges ein begrenzter 3D-Luftraum zugewiesen wird. In diesem Korridor kontrolliert das Flugzeug die Einhaltung seiner Trajektorie selbst, die Einhaltung des Vertrags garantiert Konfliktfreiheit zu anderen Verkehrsteilnehmern. Kann das Flugzeug nicht in dem vereinbarten Korridor bleiben, muss es bei der Bodenkontrolle um einen neuen 4D-Contract bitten. 4D-Contracts ermöglichen also permanent konfliktfreie Flugrouten für alle Flugzeuge, ohne dass die Bodenkontrolle ständig Trajektorien aller Flugzeuge vorausberechnen muss.

Illustration zweier Flugzeuge und der Flugkorridore, wie sie in den "4D-Contracts" beschrieben sind.
Das Projekt 4DCo-CG verfolgt im Wesentlichen die Untersuchung verschiedener Aspekte des 4D-Contract-Konzepts. Dies sind die Entwicklung von Algorithmen zur Berechnung konfliktfreier 4D-Contracts und zur Führung von Flugzeugen auf Basis solcher Contracts, Untersuchungen zu Mensch-Maschine-Aspekten, sowie die Validierung mittels Simulationen.

Die Beiträge des Instituts für Flugführung liegen dabei auf den Gebieten der strategische Flugbahnplanung und der Validierung. Dies umfasst die Entwicklung neuer Algorithmen für die Planung eines konfliktfreien Luftverkehrsszenarios, die Bereitstellung einer vernetzten Simulationsinfrastruktur sowie die Durchführung von Simulationsexperimenten zur Validierung der Konzepte.

Projektpartner DLR-Institut für Flugführung
Office National d’Etudes et de Recherches Aérospatiales (Leitung)
Alenia Aeronautica
Centro Italiano Ricerche Aerospaziali
Ecole Nationale de l’Aviation Civile
Erdyn Consultants
Israel Aerospace Industries Ltd.
MONITOR SOFT, LTD
National Aerospace Laboratory
Technion – Israel Institute of Technology
Thales Communications France
Central Aerohydrodynamic Institute
University of Patras
Projektlaufzeit Bis 2013
Finanzierungsträger


Weitere Informationen
4DCo-GC Website
Kontakt
Alexander Kuenz
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Flugführung
, Pilotenassistenz
Tel: +49 531 295-3008

Fax: +49 531 295-2550

E-Mail: Alexander.Kuenz@dlr.de
URL dieses Artikels
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