Engine-out Emergency Landing Assistant (ELA)

Das hier vorgestellte ELA-Verfahren unterstützt Piloten in der oben beschriebenen Notsituation, in kurzer Zeit einen zuverlässigen, funktionierenden Gleitpfad zu finden und leitet ihn sicher zu einer Landebahn. ELA berechnet unter Berücksichtigung des Windes für jede Landebahn in der näheren Umgebung vier verschiedene Gleitpfade. Um den Rechenaufwand gering zu halten, wird ein vereinfachtes Flugzeugmodell verwendet. So kann sehr schnell festgestellt werden, welche Landebahnen erreichbar sind und wie diese angeflogen werden müssen, damit das Flugzeug in passender Höhe am Beginn der Landebahn ankommt. ELA wählt dann genau denjenigen Anflug aus, der die höchste Robustheit bzgl. unvorhersehbarer Zwischenfälle und die besten Landebedingungen für das jeweilige Flugzeug bietet. Hierzu wurde eine Qualitätsfunktion definiert, die in Echtzeit durch ELA berechnet wird und eine automatische Selektion des „besten“ Anflugs ermöglicht. Neben einer einmaligen Berechnung (offline ELA) kann natürlich auch eine permanente Anpassung des Gleitpfads erfolgen (online ELA). Während bisherige Verfahren auf Basis sogenannter Trochoiden nur eine konstante Windkomponente berücksichtigen können, ist das an der FernUniversität Hagen entwickelte Verfahren in der Lage, beliebig komplexe Windkonfigurationen zu modellieren und selbst bei komplexen Windszenarien in Echtzeit einen optimierten Gleitpfad zu berechnen.

Der „beste“ berechnete Gleitpfad muss bzgl. seiner Hindernisfreiheit geprüft werden. Dazu kann man ein Oberflächenmodell (Digital Surface Modell) verwenden, das auf LIDAR-Höhenmessungen basiert. Die Oberfläche (inklusive Bebauung und Bewuchs) wird hier durch Punktwolken von Höhendaten modelliert. Die einzelnen Höhenmessungen liegen in der Regel nicht in äquidistanten Gitterpunkten vor. ELA muss prüfen, ob der Gleitpfad der Oberfläche an irgendeiner Stelle zu nah kommt oder sie sogar schneidet. Ist dies der Fall, dann kann der betreffende Gleitpfad nicht ohne entsprechende Anpassung verwendet werden. Eine Adaption des Gleitpfads ist jedoch nur möglich, wenn genügend Höhenreserve vorhanden ist und genügend Rechenleistung für die aufwändige Pfadoptimierung bereit steht. Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufwand mit der Zahl der zu umfliegenden Hindernisse stark ansteigt. Daher betrachten wir zunächst nur den Fall eines einzelnen Hindernisses. Wenn man die aufwändige Anpassung vermeiden will, könnte auch ein anderer Gleitpfad geringerer Qualität gesucht werden, der von sich aus bereits hindernisfrei ist. Natürlich ist nicht garantiert, dass ein solcher Gleitpfad überhaupt existiert.