Özelleştirilmiş uçuş rotaları, insan yapımı küresel sıcaklık artışını sınırlamaya yardımcı olabilir. Bu amaca ulaşmak için, hava trafik yönetimi bugün olduğundan çok daha fazla otomatikleştirilmelidir. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tarafından yeni başlatılan “Bireysel ve Otomatik Hava Trafiği” (DIAL) projesi, uçuş kontrol otomasyonunu genişletmek için önümüzdeki dört yıl boyunca araştırma çalışmalarını bir araya getirecek. Bu şekilde, uçuş planlamacıları, örneğin atmosferde uzun süreli iz oluşumu olan alanlardan kaçınan, gökyüzündeki her uçak için özel olarak hazırlanmış, iklim açısından optimize edilmiş rotalar sunabilir. Contrail cirrus bulutları gibi CO2 olmayan etkiler, hava trafiğinin iklim üzerindeki etkisinin yaklaşık üçte ikisine katkıda bulunur.
DLR CEO’su Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, “DIAL gibi projelerle, havacılıkta hedeflenen iklim hedeflerine ulaşılmasına sürdürülebilir bir katkı sağlıyoruz” diyor. “Sonuçta, DIAL projesinin sonuçları, otomasyon yoluyla elde edilen hava sahası kapasitelerini kullanarak her bir uçağın bireysel, düşük iklimli bir uçuş rotasını takip etmesini sağlayacak şekilde iç içe geçirilmelidir. önce.”
Bireysel ve otomatik hava trafiği
Günümüzün hava sahası yapıları ve hava trafik yönetimi öncelikle güvenlik ve kapasite için optimize edilmiştir. Doğru otomasyonla bu, minimum CO2 emisyonları ve iz oluşumunun azaltılması gibi iklim dostu hedefleri içerecek şekilde genişletilebilir. DIAL projesinde, DLR araştırmacıları, iklimle ilgili birkaç faktöre ve artan hava trafiği yönetim kapasitesine dayalı olarak eş zamanlı optimizasyon sağlayan yöntemler geliştiriyorlar. Mevcut güvenlik seviyesi her zaman kıstastır. Aynı zamanda, artan otomasyon ile hava trafik yönetimi daha verimli hale gelmelidir. Bu, talep yeniden arttığında gökyüzündeki trafik yönlendirmesini daha da sağlam ve esnek hale getirir. Bu hedeflere ulaşmak için yedi DLR enstitüsü, Uçuş Rehberliği Enstitüsü’nün yönetimi altında projede güçlerini birleştirdi.
Daha serbest yönlendirme için otomasyon
Bireysel olarak iklim açısından optimize edilmiş uçuş yörüngeleri, hava sahasında boş kapasitelere ihtiyaç duyar. Bu boş kapasite, günümüzün son derece karmaşık genel hava trafiğinde ek otomasyon vaat ediyor. “‘Tek denetleyici işlemleri’ gibi yenilikçi ATM konseptleri burada önemli bir rol oynayacak. DLR Flight Guidance Enstitüsü’nden proje yöneticisi Dr. Maik Friedrich, “Konsept, tek bir denetleyicinin bir sektörü izleyebilmesi için iş yükünü azaltıyor” diyor. Hava trafik yönetiminin yeniden tasarlanmasına yönelik bu yaklaşımlar, DLR tarafından uzun süredir araştırılmaktadır ve şimdi daha fazla otomasyon bakış açısıyla daha da geliştirilmektedir.
Uçuş planlaması için meteorolojik uzman sistemler
DIAL’de araştırmacılar, hem uzun hem de kısa vadede uçuş planlamasına dahil edilecek ve böylece güvenlik ve iklim korumayı destekleyecek uzman sistemlerde yeni meteorolojik yöntemler geliştirecekler. DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden Dr. Thomas Gerz, “Bu yöntemler, gök gürültülü fırtınalar ve buzlanma gibi hava tehlikeleri, volkanik kül ve çöl tozu gibi aşırı olaylar ve uzay havası ile ilgilenir” diyor. “Özellikle iklim ve çevre korumayı da dikkate alıyorlar.” Bir ila beş günlük hava durumu tahminleri, uçuş planlamasını önceden iyileştirecektir. Son uçuş hazırlığına kısa vadeli tahminler de dahil edilecek. Uçuşların kendisi de hava durumu gözlemleri ve özellikle kısa vadeli tahminlerle desteklenir. Hava durumu bilgileri, rota planlamasına entegre edilerek planlamacıların sorunları tespit etmesine ve gerekli rota ayarlamalarını belirlemesine olanak tanır. Her bir rota ayrı ayrı optimize edilebilir ve hava durumuna uyarlanabilir.
İklim açısından optimize edilmiş uçuş rotaları
İki grafik sunum, Avrupa’dan Kuzey Amerika’ya uçuş rotalarının nasıl daha iklim dostu hale getirilebileceğinin örneklerini gösteriyor. Yukarıdaki şekil, önemli ölçüde daha kuzeydeki (yeşil kesikli) bir uçuş rotasının, daha güneyde uzanan en kısa uçuş rotasından (mavi) ve en uygun maliyetli uçuş rotasından (siyah düz çizgi) daha düşük bir iklim etkisine sahip olduğunu göstermektedir. Uçuş rotası ne kadar kuzeye kaydırılırsa, iklim etkisi o kadar düşük olur (arada daha fazla kesikli uçuş rotası ile gösterilir). Aşağıdaki şekil, uçuş rotasının iklim optimizasyonunun uçuş irtifasını değiştirerek de elde edilebileceğini göstermektedir. Renk skalası, içinden bir uçak geçtiğinde nispeten yüksek bir iklim etkisinin meydana geldiği alanları gösterir. Örneğin, gösterilen iklim etkisi, belirli bölgelerde ne kadar kapsamlı ve uzun süreli kontra çizgilerin oluştuğunu içerir. Lührs ve arkadaşlarına göre temsil. 2018
Gelecekteki gelişmeleri simüle etmek için değerlendirme döngüleri
DLR Uçuş Rehberlik Enstitüsü Başkanı Prof. Dr. Dirk Kügler, “Uçuş rotaları değiştiğinde bunların kapasite, güvenlik ve ayrıca iklim açısından tam olarak ne gibi etkilerinin olacağını tahmin edebilmek önemlidir” diyor. Bu, gelecekteki havacılık gelişmelerinin ayrıntılı bir simülasyonu yoluyla DIAL içinde elde edilir. Değerlendirme döngüleri adı verilen yöntemlerle, havacılıktaki mevcut hedefleri mümkün olduğu kadar çok sayıda etkileyen parametre karşısında etkileriyle birlikte simüle etmek ve ardından değerlendirmek mümkündür. Etkileyen parametreler, örneğin, yeni uçak türlerinin tanıtılması veya yeni hava durumu verilerinin değerlendirilmesi olabilir. Araştırmacılar bu amaçla projede bir değerlendirme döngüsü uygulayacak ve bunu çeşitli havacılık senaryoları ile test edecekler. Amacınız, çok sayıda tekrarlanan simülasyon yoluyla giderek daha gerçekçi tahminler elde etmektir.
DLR yetkinliklerinin disiplinler arası kombinasyonu
Tüm proje süresi boyunca DIAL’de toplam dokuz farklı simülasyon kampanyası planlanmıştır. Tek kumandalı çalışma ve sektörsüz uçuş rehberliği kavramları, gerçek zamanlı simülasyonlarda insanlarla doğrulanır. Öte yandan, tüm katılımcı enstitülerin paralel olarak gerekli olduğu değerlendirme döngülerinin otomatik simülasyonları vardır.
DLR projesinde, Uçuş Rehberliği, İletişim ve Navigasyon, Havacılık ve Uzay Tıbbı, Atmosfer Fiziği, Yanma Teknolojisi, Havaalanları ve Hava Trafiği Enstitüleri ve DLR Tesisi Hava Taşıma Sistemleri, daha bireysel ve otomatik hava trafiği için araştırma faaliyetlerini bir araya getiriyor. Proje, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı (BMWi) tarafından finanse edilmektedir. Sonuçların 2024 yılı sonunda proje sonunda alınması bekleniyor.
DLR CEO’su Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, “DIAL gibi projelerle, havacılıkta hedeflenen iklim hedeflerine ulaşılmasına sürdürülebilir bir katkı sağlıyoruz” diyor. “Sonuçta, DIAL projesinin sonuçları, otomasyon yoluyla elde edilen hava sahası kapasitelerini kullanarak her bir uçağın bireysel, düşük iklimli bir uçuş rotasını takip etmesini sağlayacak şekilde iç içe geçirilmelidir. önce.”
Bireysel ve otomatik hava trafiği
Günümüzün hava sahası yapıları ve hava trafik yönetimi öncelikle güvenlik ve kapasite için optimize edilmiştir. Doğru otomasyonla bu, minimum CO2 emisyonları ve iz oluşumunun azaltılması gibi iklim dostu hedefleri içerecek şekilde genişletilebilir. DIAL projesinde, DLR araştırmacıları, iklimle ilgili birkaç faktöre ve artan hava trafiği yönetim kapasitesine dayalı olarak eş zamanlı optimizasyon sağlayan yöntemler geliştiriyorlar. Mevcut güvenlik seviyesi her zaman kıstastır. Aynı zamanda, artan otomasyon ile hava trafik yönetimi daha verimli hale gelmelidir. Bu, talep yeniden arttığında gökyüzündeki trafik yönlendirmesini daha da sağlam ve esnek hale getirir. Bu hedeflere ulaşmak için yedi DLR enstitüsü, Uçuş Rehberliği Enstitüsü’nün yönetimi altında projede güçlerini birleştirdi.
Daha serbest yönlendirme için otomasyon
Bireysel olarak iklim açısından optimize edilmiş uçuş yörüngeleri, hava sahasında boş kapasitelere ihtiyaç duyar. Bu boş kapasite, günümüzün son derece karmaşık genel hava trafiğinde ek otomasyon vaat ediyor. “‘Tek denetleyici işlemleri’ gibi yenilikçi ATM konseptleri burada önemli bir rol oynayacak. DLR Flight Guidance Enstitüsü’nden proje yöneticisi Dr. Maik Friedrich, “Konsept, tek bir denetleyicinin bir sektörü izleyebilmesi için iş yükünü azaltıyor” diyor. Hava trafik yönetiminin yeniden tasarlanmasına yönelik bu yaklaşımlar, DLR tarafından uzun süredir araştırılmaktadır ve şimdi daha fazla otomasyon bakış açısıyla daha da geliştirilmektedir.
Uçuş planlaması için meteorolojik uzman sistemler
DIAL’de araştırmacılar, hem uzun hem de kısa vadede uçuş planlamasına dahil edilecek ve böylece güvenlik ve iklim korumayı destekleyecek uzman sistemlerde yeni meteorolojik yöntemler geliştirecekler. DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden Dr. Thomas Gerz, “Bu yöntemler, gök gürültülü fırtınalar ve buzlanma gibi hava tehlikeleri, volkanik kül ve çöl tozu gibi aşırı olaylar ve uzay havası ile ilgilenir” diyor. “Özellikle iklim ve çevre korumayı da dikkate alıyorlar.” Bir ila beş günlük hava durumu tahminleri, uçuş planlamasını önceden iyileştirecektir. Son uçuş hazırlığına kısa vadeli tahminler de dahil edilecek. Uçuşların kendisi de hava durumu gözlemleri ve özellikle kısa vadeli tahminlerle desteklenir. Hava durumu bilgileri, rota planlamasına entegre edilerek planlamacıların sorunları tespit etmesine ve gerekli rota ayarlamalarını belirlemesine olanak tanır. Her bir rota ayrı ayrı optimize edilebilir ve hava durumuna uyarlanabilir.
İklim açısından optimize edilmiş uçuş rotaları
İki grafik sunum, Avrupa’dan Kuzey Amerika’ya uçuş rotalarının nasıl daha iklim dostu hale getirilebileceğinin örneklerini gösteriyor. Yukarıdaki şekil, önemli ölçüde daha kuzeydeki (yeşil kesikli) bir uçuş rotasının, daha güneyde uzanan en kısa uçuş rotasından (mavi) ve en uygun maliyetli uçuş rotasından (siyah düz çizgi) daha düşük bir iklim etkisine sahip olduğunu göstermektedir. Uçuş rotası ne kadar kuzeye kaydırılırsa, iklim etkisi o kadar düşük olur (arada daha fazla kesikli uçuş rotası ile gösterilir). Aşağıdaki şekil, uçuş rotasının iklim optimizasyonunun uçuş irtifasını değiştirerek de elde edilebileceğini göstermektedir. Renk skalası, içinden bir uçak geçtiğinde nispeten yüksek bir iklim etkisinin meydana geldiği alanları gösterir. Örneğin, gösterilen iklim etkisi, belirli bölgelerde ne kadar kapsamlı ve uzun süreli kontra çizgilerin oluştuğunu içerir. Lührs ve arkadaşlarına göre temsil. 2018
Gelecekteki gelişmeleri simüle etmek için değerlendirme döngüleri
DLR Uçuş Rehberlik Enstitüsü Başkanı Prof. Dr. Dirk Kügler, “Uçuş rotaları değiştiğinde bunların kapasite, güvenlik ve ayrıca iklim açısından tam olarak ne gibi etkilerinin olacağını tahmin edebilmek önemlidir” diyor. Bu, gelecekteki havacılık gelişmelerinin ayrıntılı bir simülasyonu yoluyla DIAL içinde elde edilir. Değerlendirme döngüleri adı verilen yöntemlerle, havacılıktaki mevcut hedefleri mümkün olduğu kadar çok sayıda etkileyen parametre karşısında etkileriyle birlikte simüle etmek ve ardından değerlendirmek mümkündür. Etkileyen parametreler, örneğin, yeni uçak türlerinin tanıtılması veya yeni hava durumu verilerinin değerlendirilmesi olabilir. Araştırmacılar bu amaçla projede bir değerlendirme döngüsü uygulayacak ve bunu çeşitli havacılık senaryoları ile test edecekler. Amacınız, çok sayıda tekrarlanan simülasyon yoluyla giderek daha gerçekçi tahminler elde etmektir.
DLR yetkinliklerinin disiplinler arası kombinasyonu
Tüm proje süresi boyunca DIAL’de toplam dokuz farklı simülasyon kampanyası planlanmıştır. Tek kumandalı çalışma ve sektörsüz uçuş rehberliği kavramları, gerçek zamanlı simülasyonlarda insanlarla doğrulanır. Öte yandan, tüm katılımcı enstitülerin paralel olarak gerekli olduğu değerlendirme döngülerinin otomatik simülasyonları vardır.
DLR projesinde, Uçuş Rehberliği, İletişim ve Navigasyon, Havacılık ve Uzay Tıbbı, Atmosfer Fiziği, Yanma Teknolojisi, Havaalanları ve Hava Trafiği Enstitüleri ve DLR Tesisi Hava Taşıma Sistemleri, daha bireysel ve otomatik hava trafiği için araştırma faaliyetlerini bir araya getiriyor. Proje, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı (BMWi) tarafından finanse edilmektedir. Sonuçların 2024 yılı sonunda proje sonunda alınması bekleniyor.