Neue Anflugverfahren: DLR testet leiseres, sparsames Landen

Ein gleichmäßiger Sinkflug vom Reiseflug bis kurz vor die Landebahn, ohne Schubstufen und ohne Nachsteuern: Was in der Theorie Kerosin und Lärm spart, scheitert an großen Drehkreuzen oft am Verkehrsalltag. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat nun untersucht, wie sich energieoptimierte Anflugverfahren auch bei hohem Verkehrsaufkommen umsetzen lassen. Den Rahmen bildete das von der EU geförderte Forschungsprojekt DYN-MARS.

Warum effiziente Anflugverfahren im Alltag an Grenzen stoßen

Das Prinzip ist seit Langem bekannt: Je länger ein Verkehrsflugzeug mit Leerlaufschub sinkt, desto geringer fallen Verbrauch, Emissionen und Lärmbelastung am Boden aus. Im Nahbereich stark belasteter Flughäfen müssen Fluglotsen den Verkehr jedoch eng staffeln. Kurzfristige Geschwindigkeitsvorgaben oder geänderte Routen bringen das vorausberechnete Profil durcheinander. Die Crew muss dann reagieren, etwa mit zusätzlichem Schub oder ausgefahrenen Bremsklappen – und der Effizienzvorteil schrumpft.

Flugmanagementsystem passt das Sinkprofil laufend an

An diesem Punkt setzt DYN-MARS an. Die Forschenden haben ein erweitertes Flugmanagementsystem (FMS) entwickelt, das auf taktische Geschwindigkeitsanweisungen der Flugsicherung reagiert und das vertikale Flugprofil automatisch neu berechnet. So soll der Leerlauf-Sinkflug trotz veränderter Vorgaben möglichst lange erhalten bleiben. Projektkoordinator Dr. Fethi Abdelmoula vom DLR-Institut für Flugsystemtechnik wertet die Versuche als Beleg dafür, dass dieser Ansatz auch in komplexen, stark frequentierten Lufträumen funktioniert.

Digitale Routenfreigaben für präzisere Anflugverfahren

Der zweite Baustein betrifft die Kommunikation zwischen Boden und Cockpit. Über Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC) können Lotsen eine absehbare Abkürzung oder Routenänderung direkt an das FMS senden. Dort liegt sie zunächst als sekundärer Flugplan bereit und wird erst nach erteilter Freigabe von der Besatzung aktiviert. Der Vorteil: Das System kennt den weiteren Flugweg früher und kann den Sinkflug genauer darauf abstimmen. Gleichzeitig entfallen manuelle Eingaben im Cockpit. Abdelmoula sieht darin eine Voraussetzung für stärker automatisierte Anflüge.

Anflugverfahren im Simulator: knapp 1.000 Testanflüge

Erprobt wurden die Verfahren im DLR-Simulatorzentrum AVES. Das Team verknüpfte den Simulator mit dem Flugverkehrssimulator ATMOS des DLR-Instituts für Flugführung sowie mit mehreren Desktop-Pilotenstationen. In einem weiteren Schritt kam die Plattform ESCAPE von EUROCONTROL hinzu. So entstand ein realitätsnahes Verkehrsbild, in dem Lotsen die Anflüge live steuerten.

Mehr als 70 Pilotinnen und Piloten flogen über 60 Szenarien mit wechselnder Verkehrslage, Geschwindigkeitsvorgaben und Routenänderungen – insgesamt knapp 1.000 Anflüge auf sieben Flughäfen. Laut DLR sind energieoptimierte Sinkflüge mit Leerlaufschub und digital übermittelte Routen damit auch bei hoher Verkehrsdichte betrieblich machbar. Konkrete Einsparwerte für Treibstoff oder Lärm nennt das DLR allerdings nicht. Zudem stammen die Ergebnisse aus dem Simulator; der Nachweis im Linienbetrieb steht noch aus.

Folgeprojekt DYN-MAX nimmt den Abflug ins Visier

Die Arbeit geht im Nachfolgeprojekt DYN-MAX weiter. Dort sollen die validierten Technologien weiterentwickelt und um einen sogenannten Air Departure Optimizer (ADO) ergänzt werden, der das Steigverhalten nach dem Start optimiert. Damit wollen die Forschenden das Konzept der energieeffizienten Flugführung künftig auch auf Abflugverfahren übertragen.