Um die unter anderem im Pariser Klimaabkommen festgesetzten Klimaziele erreichen zu können, sind dringend neue technologische, operationelle aber auch regulative Maßnahmen erforderlich. Die nachhaltige Gestaltung des Luftverkehrs ist eine Herausforderung, zu der im DLR-Projekt Eco2Fly ein wesentlicher Beitrag geleistet werden soll.
Unter der Leitung des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre arbeiten verschiedene DLR-Institute zusammen, um mit neuen Erkenntnissen über die Klimawirkung sowohl taktische als auch strategische Maßnahmen zur Reduktion der Klimawirkung des Luftverkehrs zu bewerten. Das Spektrum reicht dabei von der Beurteilung der Auswirkungen von Kondensstreifenzirren und Aerosol-Wolken Wechsel-Wirkungen über den Einsatz neuer Triebwerke zur Reduktion insbesondere von Ruß- und Stickoxidemissionen bis hin zur Operationalisierbarkeit des ökoeffizienten Fliegens.
Einen Beitrag leisten zur Reduktion der Klimawirkung des Luftverkehrs
Dazu hat sich das Projektteam verschiedene Ziele gesteckt: Neben einer Neubewertung der Klimawirkung des Luftverkehrs auf der Grundlage eines besseren Verständnisses der zugrundeliegenden atmosphärischen Prozesse soll der Nachweis einer Verringerung der Klimawirkung durch den Einsatz neuer Triebwerke, insbesondere der Ruß- und Stickoxidemissionen, geführt werden. Darüber hinaus sollen der Effekt kühlender Kondensstreifen quantifiziert und sowohl taktische als auch strategische Maßnahmen zur Reduktion der Klimawirkung des Luftverkehrs untersucht werden. Eine Einführung derartiger Maßnahmen beeinflusst das gesamte Luftverkehrssystem. Daher sind die Analyse der Wechselwirkungen dieser ökoeffizienten Trajektorien sowie die Entwicklung von operationellen Luftverkehrskonzepten, die die Umsetzung dieser Maßnahmen ermöglichen, ebenso Teile des Projektes und Kernaufgabe des Instituts für Flugführung.
Wechselwirkungen ökoeffizienter Trajektorien
Um die Wechselwirkungen einer ökologisch-optimierten Verkehrsführung analysieren zu können, werden umfassende Verkehrsszenarien erstellt und in besonders sensitiven Bereichen hinsichtlich ökologischer Kriterien optimiert. Von Interesse sind die daraus resultierenden Auswirkungen auf andere Luftverkehrsbereiche, sowohl auf die Luftverkehrsteilnehmer als auch die Kontrolle und Überwachung des Luftverkehrs.
Operationelle Luftverkehrskonzepte
Zur Einführung taktischer Maßnahmen gehört eine Verschiebung von Trajektorien in weniger klimasensitive Bereiche. Da eine derartige Verschiebung eine Vielzahl von Trajektorien betreffen würde, hätte sie Einfluss auf räumliche Verteilung der Flugzeuge im Luftraum und damit auf die Arbeitslast von Fluglotsen. Die Einführung einer dynamischen, angepassten Sektorisierung kann helfen, die Arbeitsbelastung von Lotsen auch bei sich ändernden Verkehrszuweisungen gleichmäßiger zu verteilen. Um das Potential der dynamischen Sektorisierung bewerten zu können, wird das im Institut für Flugführung entwickelte Dynamic Airspace Sectorisation System (DASSy) an die Erfordernisse eines ökoeffizienten Verkehrsmanagements angepasst.
Radarbild mit dynamischen Sektorgrenzen, um Lotsen bei Bedarf zu entlasten
Zur weiteren Verbesserung und späteren Validierung des Konzeptes definieren die beteiligten Institute Szenarien und Randbedingungen und integrieren DASSy in das Validierungszentrum Luftverkehr. Auf dieser Basis sind dann umfangreiche „Human-in-the-Loop“-Versuche geplant, in denen Fluglotsen die Entwicklungen in realitätsnahen Szenarien testen und den beteiligten Forschern Rückmeldungen geben.
DLR – Institut für Physik der Atmosphäre (Projektleitung) DLR – Institut für Flugführung DLR – Institut für Antriebstechnik DLR – Institut für Verbrennungstechnik DLR – Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr DLR – Simulations- und Softwaretechnik DLR – Flugexperimente DLR – Systemhaus Technik