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www.DLR.de/fl • Folie 1 > Flexible Anflugverfahren basierend auf GLS > R. Geister • DGLR Workshop > 26.06.12
Flexible Anflugverfahren basierend auf GBAS
Robert Geister
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Inhalt
- Vorteile eines Ground Based Augmentation Systems (GBAS)
- Funktionsweise GBAS
- Beschreibung GBAS Bodenstation des Instituts am Flughafen Braunschweig – Wolfsburg
- Ausrüstung des Flugversuchsträgers ATRA für GBAS Flugversuche
- Operationelle Untersuchungen zu flexiblen Anflugverfahren basierend auf GBAS
- Zusammenfassung und Ausblick
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Flexible Anflugverfahren basierend auf GBAS
- Geringere Installationskosten (z. B. geringere Anforderungen an das Gelände und die Position, weniger Kalibrierung)
- Geringere Instandhaltungskosten (weniger Flugvermessung)- Ausstrahlung von mehreren, verschiedenen Referenzanflügen
durch einzelne Installation- Verschiedene Gleitpfadwinkel für ein Landebahnende zur
Lärmreduktion für geeignete Luftfahrzeuge- Versetzte Schwelle ohne zusätzliches System (abgesehen von
Beleuchtung und Markierungen)- Gekurvte Referenzanflüge zum Umfliegen von bewohnten
Gebieten können durch Bodenstation ausgestrahlt werden- Keine Interferenz durch Objekte in der Nähe der Antennen
(Obstacle Free Zone bei ILS)
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Warum GBAS?
aus: BFU Bulletin Nov 2011 /KN, M. Felux
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From: BFU Bulletin Nov 2011 / KN, M. Felux
PositionLLZ Antenne
ILS Localizer Interferenz
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1) GNSS (GPS) Signal
2) Jeder Referenzempfänger vergleicht gemessene GNSS-
Ranges mit bekannter Position (Differential corrections)
3) Info über Pseudo-Range Berechnungen & Integrität
für alle sichtbaren Satelliten
4) Senden von GBAS Daten zum MMR über VDB Antenne
Quelle: AENA, OPTIMAL Abschlusspräsentation
Funktionsweise GBAS - Boden
Anflugdesign mit GBAS
Quelle: RTCA DO-246D
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Funktionsweise GBAS - Bord
- Auswahl des FAS (Final Approach Segment) durch fünfstellige Kanalnummer, z.B. 29029
- Identifizierung der FAS in der Anzeige durch “Reference Path ID”, z.B. G26A
- Anzeige der Ablagesignale im ILS-Look-Alike Konzept, also z.B. durch Diamantensymbole im Display
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GBAS Bodenstation in Braunschweig
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GBAS Bodenstation
- Equipment in 19‘‘ Rack integriert
- Benutzerschnittstelle über Notebook und RS232 Schnittstelle
- Stromversorgung, VHF Sender, VHF Empfänger, 3 GPS Empfänger, 2 Kontroll-Boards, Benutzerinterface-Board
- Zugewiesene Testfrequenz 117.95MHz, 2 Timeslots, 8 Reference Path Identifier(RPID)
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GBAS Bodenstation Benutzerschnittstelle
- PMDT Software, verschiedene Übersichten zum Status der Station
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Flugversuchsträger des DLR: D-ATRA
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IMU
Ausrüstung Flugversuchsträger
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Durchgeführte Flugversuche
- Anflüge mit verschieden steilen Gleitpfadwinkeln
- Fünf verschiedene Flugzeugtypen
- Verschiedene Arten der Durchführung: Teilweise manuell, teilweise automatisch
- Analyse des flugtechnischen Fehlers (Abweichungen vom Sollflugweg) und Befragung der Piloten nach Nutzbarkeit, subjektiver Arbeitsbelastung und Akzeptanz
- Später segmentierte Steilanflüge mit den gleichen Voraussetzungen
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Durchgeführte Flugversuche Air Berlin
- Anflüge bleiben innerhalb der Toleranzen, Piloten-Akzeptanz sinkt mit zunehmendem GPA, horizontale Ablagen unkritisch
Ergebnisse Flugversuche - Lärmmessung
55
75
3.0° 4.0° 4.5° 5.0° 5.5°Gleitpfadwinkel
dB(A
)
Punkt2 (11km Entfernung)Punkt1 (6km Entfernung)
- Sehr kleine Stichprobenmenge, nur ein Luftfahrzeugtyp, Potenzial zur Lärmreduzierung aber erkennbar
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Zusammenfassung - Flugversuche (ein GPA)
- FTE steigt bei größeren Gleitpfadwinkeln leicht- Bei Landung aus Steilanflug: Unterschreitungen des Standard-Gleitpfads
- Triebwerke evtl. nahe Leerlauf → längeres Engine-Spool-Up → größerer Höhenverlust beim Durchstarten
- Sinkflug muss bei einigen LFZ voll konfiguriert begonnen werden- Besonders bei hoher Anfluggeschwindigkeit hohe Vertikalgeschwindigkeit → Abfolge der operationellen Betriebsverfahren schneller → Akzeptanz geringer bei steigendem GPA
- Abhängigkeit vom LFZ und Pilotentraining bei den arbeitspsychologischen Ergebnissen erkennbar
- Anpassung der Hindernisfreiheitsflächen nach ICAO erforderlich- Stichprobenartige Lärmmessung zeigt Trend zur Lärmreduzierung
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Anflugdesign mit GLS (segmentierte Anflüge)
- Flexibilität eines GBAS ermöglicht mehrere Segmente im Endanflug- Kompromiss zwischen Lärmreduzierung und Fliegbarkeit
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Technische Realisierung
- Sensitivität der vertikalen Ablage akzeptabel, jedoch wird ein FAS ausgestrahlt, das nicht auf eine Landebahn führt
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Darstellung (segmentierte Anflüge)
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Segmented Steep Approaches
- Mittlere N1 Drehzahl ca. 5% geringer mit auto thrust, manuell geflogen (Flight Director)
- Schub während des steilen Segments fast im Leerlauf (bei diesem Flugzeugtyp)
Anflugdesign mittels Terminal Area Path
Quelle: RTCA DO-246D
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GBAS GS Upgrade Software
- ATC Interface; FAS und TAP Blöcke individuell selektierbar
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TAP Verfahren – Entwicklung
- 1. Nachbildung existierender RNAV Verfahren- 2. Implementierung neuartiger Verfahren- Integration von Ablagen-Generator in Cockpitsimulator- Simulator-Versuche mit verschiedenen Kontroll- und Anzeige-
Setups
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FMS + FCS
RNP
4D
Automatic TCAS
ILS CAT III Autoland
Onboard Automation – Existierende Lücken
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- Typische Taxi-Route von RWY25L führt über TWY C
- Viele Standard-Routen können durch Ground-TAPs abgedeckt werden
Typische Taxi-Route EDDF als Ground-TAP
GBAS für Rollverfahren
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Zusammenfassung und Ausblick
- GBAS Technologie ermöglicht es jedem anfliegenden Luftfahrzeug, den passenden Anflug auszuwählen (abhängig von Wind, Anfluggeschwindigkeit und Zulassung etc.)
- Darstellung der Sollanflugwege hat Optimierungspotenzial (z.B. duale Ablageanzeigen, „Tunnel in the sky“)
- Segmentierte Steilanflüge bieten einen Kompromiss zwischen Lärmreduzierung und Fliegbarkeit und werden als gut durchführbar bewertet
- GBAS Bodenstation ermöglicht jetzt Ausstrahlung von Terminal Area Path (TAP)
- Ermöglicht die Untersuchungen von gekurvten Anflugverfahren und GBAS Rollverfahren