04.05.2018 | Presseinformationen:

Wie Flugzeuge mit weniger Treibstoff landen Neues Verfahren erfolgreich getestet

(See english Version below)

Weltweit machen sich Expertinnen und Experten Gedanken darüber, wie der Ressourcenverbrauch in der Luftfahrt gesenkt werden kann. Ein neues Verfahren hat Dr. Thomas Feuerle am Institut für Flugführung der TU Braunschweig gemeinsam mit deutschen und japanischen Kolleginnen und Kollegen entwickelt. Seine Grundidee, beim Sinkflug vor der Landung möglichst wenig Schub zu geben, klingt einfach. So könnte man gleichzeitig Treibstoff sparen und leiser werden. Doch können Flieger dann auch im hohen Verkehrsaufkommen berechenbar bleiben? Dass es funktioniert, hat jetzt ein international besetzter Flugversuch bewiesen.

„Im Idealfall sollte man vor der Landung einfach die Triebwerke ausstellen und das Flugzeug hinabsegeln lassen“, sagt Thomas Feuerle. Er ist Mitglied einer internationalen Forschergruppe, die sich die Verbesserung der Energiebilanz von Flugzeugen zum Ziel gesetzt hat. Auch große Verkehrsmaschinen können ohne Treibstoff wie ein Segelflieger zur Erde schweben. Man müsste also beim Anflug auf die Landebahn gar nicht immer wieder Schub geben. Stattdessen könnte man ja einfach die Schwerkraft beziehungsweise die „Lageenergie“ nutzen.

„So wird es mitunter heute bereits gemacht“, erklärt Feuerle, „allerdings nur zu aufkommensschwachen Verkehrszeiten.“ Denn gerade im Gewimmel über den stark frequentierten Flughäfen müssen die Landeanflüge unbedingt voraussagbar bleiben, damit es nicht zur Kollision kommt. Mit dem neuen Verfahren kann diese Berechenbarkeit gewährleistet werden. „Fixed Flight Path Angle Approaches“ (FPA) nennen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihren Ansatz. Dabei wird ein im Voraus berechneter Sinkflug mit konstantem Winkel geflogen. Ihr Verfahren bietet gegenüber den bisherigen Methoden eine wesentlich bessere Vorhersagbarkeit der zukünftigen Position eines Luftfahrzeuges. Damit lässt es sich besser in das Luftverkehrssystem integrieren, das auch bei hohem Verkehrsaufkommen funktionieren muss.

Erfolgreiche Teilnahme am Boeing ecoDemonstrator-Programm

Nach etlichen Simulationsversuchen hat das Team jetzt erfolgreich am diesjährigen Boeing ecoDemonstrator-Programm teilgenommen. Thomas Feuerle konnte mit seinen japanischen Kolleginnen und Kollegen des Electronic Navigation Research Institutes (ENRI) aus Tokio sowie den deutsch-amerikanischen Teammitgliedern der Firma Jeppesen den Abschluss der Flugversuche im Rahmen einer Technologie-Messe in Denver feiern.

„Wir erwarten Einsparungen beim Sprit-Verbrauch sowie reduzierte Lärmentwicklung im Anflug auf einen Flughafen. Aktuell werden die im Flugversuch gesammelten Daten ausgewertet und mit Daten aus unseren Flugsimulationen verglichen. Die Planungen für die nächsten Schritte sind weit fortgeschritten. Damit wollen wir die vorhandenen Potentiale des Verfahrens demonstrieren“, erläutert Feuerle. Bis das Verfahren im alltäglichen Flugverkehr umgesetzt werden kann, sei allerdings noch viel zu tun. „Ein Riesenvorteil ist, dass keine Änderungen an vorhandenen modernen Flugzeugen selbst umgesetzt werden müssen. Wir können uns auf die notwendigen Änderungen in den Prozessen und Abläufen konzentrieren.“


Successful participation at Boeing ecoDemonstrator program

The institute of Flight Guidance of TU Braunschweig successfully participated in the current Boeing ecoDemonstrator program. The TUBraunschweig team led by Dr. Thomas Feuerle collaborated on the so called FPA (fixed flight path angle) descent procedure concept together with colleagues of Eletronic Navigation Research Institute (ENRI, Tokyo) and Jeppesen (Germany and US). Dr. Feuerle celebrated the successful completion of the flight trials during a technology fair at Jeppesen headquarters in Denver just recently (see group photo).

In the frame of the collaboration between the three partners ENRI (Japan), Jeppesen (Germany and US) and TU Braunschweig the concept of the “Fixed Flight Path Angle Approaches” had been developed and in full flight simulator trials initially validated. The flight trials within the ecoDemonstrator program finally ended the current research project. The main objective of the FPA concept is to follow a predefined descent path with a given flight path angle. The continuous descent operation will allow the aircraft to operate at close to idle engine operation which will reduce fuel costs as well as noise emissions. The main difference to current Continuous Descent Operations (CDO) is that the path in time and position is predefined and therefore much better predictable for air traffic control.

The Institute of Flight Guidance of TU Braunschweig contributed to the development and integration of the FPA concept into the operational environment.

Comment of Dr. Thomas Feuerle: “We expect savings in fuel burn and noise emission after a successful implementation after a successful implementation of the concept. At the moment the data gathered during the flight trials will be evaluated and compared to the results of full flight simulator trials. The planning of next steps are quite advanced where we want to demonstrate the huge potential of this concept. A huge benefit will be that no changes to existing aircraft are necessary for initial operation.”

Background information on ecoDemonstrator:

  • Yearly program of Boeing Commercial Airplanes to demonstrate and test new technologies and procedures
  • In 2018 a FedEx Boeing 777 freighter has been used
  • Jeppesen GmbH (a 100% Boeing-subsidiary based in Neu-Isenburg close to Frankfurt; long standing cooperation partner of TU Braunschweig) was involved with software solutions for an optimized airline operation