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Flexible Anflugverfahren basierend auf GBAS

Robert Geister


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


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)


Warum GBAS?

aus: BFU Bulletin Nov 2011 /KN, M. Felux


From: BFU Bulletin Nov 2011 / KN, M. Felux

PositionLLZ Antenne

ILS Localizer Interferenz


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



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


GBAS Bodenstation in Braunschweig


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)


GBAS Bodenstation Benutzerschnittstelle

- PMDT Software, verschiedene Übersichten zum Status der Station


Flugversuchsträger des DLR: D-ATRA


IMU

Ausrüstung Flugversuchsträger


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


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


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



Anflugdesign mit GLS (segmentierte Anflüge)

- Flexibilität eines GBAS ermöglicht mehrere Segmente im Endanflug- Kompromiss zwischen Lärmreduzierung und Fliegbarkeit


Technische Realisierung

- Sensitivität der vertikalen Ablage akzeptabel, jedoch wird ein FAS ausgestrahlt, das nicht auf eine Landebahn führt


Darstellung (segmentierte Anflüge)


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


GBAS GS Upgrade Software

- ATC Interface; FAS und TAP Blöcke individuell selektierbar


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


FMS + FCS

RNP

4D

Automatic TCAS

ILS CAT III Autoland

Onboard Automation – Existierende Lücken


- 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



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

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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Date post:	31-Jul-2018
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