19.10.2022

Intelligenter Assistenz macht Landeanflüge klimafreundlicher

Projekt DYNCAT schafft Grundlagen für Anflüge, die weniger Lärm und CO2-Emissionen verursachen.

Der Anflug zur Landepiste eines Flughafens ist für Piloten eine Heraus­forderung: Reduzierung der Geschwin­dig­keit, Ausfahren von Lande­klappen sowie Klappen auf den Flügeln und vieles mehr – und das alles mit möglichst wenig Lärm und geringem Treibstoff­verbrauch. Noch dazu schränkt die Flug­sicherung das Anflug­profil ein, und die Wetter­bedingungen sind zuweilen nur vage bekannt. Kurzum: Neben Wind und weiteren Faktoren entscheiden die Fähigkeiten des Flug­personals heute wesentlich darüber, wie gut ein Anflug all diesen Ansprüchen genügt.

Abb.: Belastung für Mensch und Umwelt: Anflug auf Piste 14 am Flug­hafen...
Abb.: Belastung für Mensch und Umwelt: Anflug auf Piste 14 am Flug­hafen Zürich in Kloten. (Bild: Empa)

Um diesen Prozess zu optimieren, zielt das Projekt DYNCAT unter Feder­führung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt darauf ab, umwelt­freund­liche und einheit­lichere Flugprofile zu ermöglichen. Insbesondere im Anflug, indem es die Piloten bei der effi­zienten Konfigu­ration des Flugzeugs unterstützt – und auch beim Energie­management. Dabei werden die potenzielle und kinetische Energie des Jets durch den Luft­wider­stand abgebaut, der wiederum durch die Konfigu­ration des Flugzeugs anpassbar ist. Im Idealfall bedeutet das: Ein Anflug ohne Erhöhung des Schubs, der dem Flugzeug zusätzliche Energie zuführt und mehr Lärm erzeugen würde.

Im Rahmen des Projekts entwickelten die beteiligten Experten in der Schweiz, Deutschland und Frankreich neue On-Board-System­funktionen, die Piloten während des Anflugs unter­stützen – mit Empfehlungen, über deren Umsetzung die Piloten dann selbst entscheiden. Dazu gehört unter anderem die optimierte Einstellung von Klappen und Fahrwerken, um Lärm und Treibstoff­verbrauch zu reduzieren – fein abgestimmt auf das komplexe Zusammen­spiel aller Faktoren und Anforderungen. Um die Fähig­keiten dieser System­funktionen zu demonstrieren, Lärm- und CO2-Emissionen zu mindern, wurden Simulator­flüge mit erfahrenen Piloten beim Luftfahrt­konzern Thales in Toulouse durch­ge­führt.

Das Anflugziel: Flughafen Zürich, Piste 14. In der gewählten Situation wies der Fluglotse die Piloten an, während des Sinkflugs eine seitliche Abkürzung zu nehmen, die das Flugzeug in einen Über­energie-Zustand führt. Das bedeutet, dass es eine zu hohe potenzielle und kinetische Energie hat, die während des Anflugs bis zur Landung abgebaut werden müssen – doch ohne unnötigen Lärm zu erzeugen und mehr Treibstoff zu verbrauchen. Eine besonders schwierige Situation für Piloten, bei der verschiedene Strategien möglich sind.

Allgemein zeigten die Simula­tionen und Berechnungen, dass Anflüge mit dem Einsatz von DYNCAT meist leiser verlaufen und weniger Treibstoff verbrauchen. Bei zwei unterschiedlichen Varianten verbrauchte der Flug vom Beginn des Sinkfluges an 55 Kilogramm weniger Treibstoff und war bis zu vier Dezibel leiser – eine spürbare Entlastung. Trotz hoher Anforderungen an klima­freund­liches sowie lärmarmes Fliegen, die sich teils wider­sprechen, gelang es dank DYNCAT also, beide Ziele besser zu erreichen.

Empa / RK

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