Ballett der Landeklappen

Die Landung gehört zu den arbeitsintensivsten Phasen eines Fluges. Um die Piloten bei den komplexen Hand­lungs­ab­läufen für einen mög­lichst lärm­armen Anflug zu unter­stützen, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raum­fahrt das Piloten­assis­tenz­system „Low Noise Aug­men­ta­tion System“, kurz LNAS, ent­wickelt. Das System zeigt dem Piloten über ein Display im Cock­pit an, wann exakt welche Hand­lung durch­zu­führen ist. Vom 26. bis zum 28. Sep­tem­ber sind in einem gemein­samen For­schungs­vor­haben mit dem Um­welt- und Nach­bar­schafts­haus in Kelster­bach Erpro­bungs­flüge mit dem DLR-For­schungs­flug­zeug Air­bus A320 ATRA unter Real­bedin­gungen während des Hoch­be­triebs des Frank­furter Flug­hafens ge­plant. Zur Vor­be­reitung nahmen 17 Piloten vier ver­schie­dener Air­lines im Simu­lator­cock­pit neben DLR-Test­piloten Platz.

„Das präzise Fliegen von vertikalen Profilen eines lärmarmen Anflug­ver­fahrens stellt mit den sich stetig ändernden Bedin­gungen wie Wind und Flug­ge­wicht eine hoch­komplexe Aufgabe dar“, erklärt LNAS-Projekt­leiter Fethi Abdel­moula vom DLR-Institut für Flug­system­technik. Dort wird das neue Assis­tenz­system ent­wickelt und im Simu­lator erprobt. „Um mög­lichst lärm­arm landen zu können, ist ein opti­maler Energie­haus­halt während des An­flugs essen­tiell. Das be­deutet, dass ein Flug­zeug von der aktu­ellen Reise­flug­höhe bis zur Stabi­li­sierungs­höhe für die Landung mög­lichst gleich­mäßig auf niedrigem Schub­niveau und ohne un­nötige Schub­ver­än­derungen fliegt.“

Das Assistenzsystem LNAS zeigt dem Piloten auf einem Display, dem Elec­tronic Flight Bag EFB, die opti­malen Zeit­punkte für jede Handlung während des Lande­an­flugs. Diese Grafik, die durch ihre einfache Form intuitiv und auf einen Blick erfasst werden kann, dient als lang­fristige Planungs­grund­lage für den gesamten Anflug. „Auf dem Display sieht der Pilot das ideale verti­kale Anflug­profil, das in unter­schied­liche Phasen aufge­teilt ist“, so Abdel­moula. „Die opti­malen Zeit­punkte für das Setzen der Lande­klappen, das Er­reichen der Zwischen­flug­höhe und das Aus­fahren des Fahr­werks sind im Anflug­profil jeweils markiert.“ Handelt der Pilot nach diesen Vor­gaben, kann der Anflug von der Reise­flug­höhe bis hinunter auf die Stabi­li­sierungs­höhe von tausend Fuß über Grund mit mini­malem Schub und damit mög­lichst geringer Geräusch­ent­wick­lung und mög­lichst geringem Treib­stoff­ver­brauch durch­ge­führt werden.

Bei den Tests im Simulatorzentrum des DLR in Braun­schweig wurden im A320-Cock­pit ver­schie­dene Anflüge auf den Frank­furter Flug­hafen unter vari­ierenden Rand­bedin­gungen durch­ge­führt, wie es später auch für die realen Flüge geplant ist. Die Bedin­gungen jedes Anflugs sind dabei sehr indi­vi­duell: Wetter­lage, Sicht­bedin­gungen, das Gewicht des Flug­zeugs oder auch die Vor­gaben des Flug­verkehrs­manage­ments beein­flussen jede Landung unter­schied­lich. Deshalb werden während des gesamten Anflugs stets die aktuellen Ein­gaben und ver­änder­baren Umge­bungs­bedin­gungen im Assis­tenz­system berück­sich­tigt. Ändern sich beispiels­weise die Vor­gaben des Flug­verkehrs­manage­ments oder führt der Pilot eine Hand­lungs­vor­gabe wie das Setzen der ersten Klappen­stellung zur Verzö­gerung der Geschwin­dig­keit nur wenige Sekunden früher oder später als vom System vor­ge­geben durch, werden alle nach­fol­genden Hand­lungs­schritte ange­passt. Damit wird das jeweils zum aktu­ellen Zeit­punkt opti­male Anflug­profil, in Hin­blick auf das Ein­halten der Stabi­li­täts­bedin­gungen, eine mög­lichst niedrige Trieb­werks­dreh­zahl und die voll­ständige Ver­meidung des Ein­satzes von lärm­inten­siven Brems­klappen, vor­ge­geben. Die Ergeb­nisse aus dem Simu­lator stimmen Abdel­moula zuver­sicht­lich: „Die intui­tive Steuerung und der Opti­mie­rungs­algo­rithmus für das vertikale Anflug­profil haben sich bereits bewährt.“

DLR / RK