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In dieser Arbeit werden Ansätze zur Regulierung von Flugfrequenzen (der Anzahl täglicher Flüge auf einer Strecke) nach ökologisch-ökonomisch-temporalen Kriterien analysiert. Dazu wird ein zweistufiges Modell zur Frequenzreduzierung (FRED) entwickelt und implementiert. Im ersten Schritt werden 8 alternative Frequenzregulierungsansätze abgebildet. Im zweiten Schritt werden den frequenzreduzierten Strecken, Flottenmixe unter Konstanthaltung der angebotenen Sitzplatzkapazität zugewiesen. Im Ergebnis sind durch den Einsatz größerer Flugzeuge bei weniger Flügen geringe (Flugzeugbetriebskosten, Kerosinverbrauch) bis nennenswerte (Verspätungen) Effizienzgewinne möglich, die durch Flugzeugtypenverfügbarkeit, Nachfragesaisonalitäten sowie regulatorische Risiken eingeschränkt werden., In this thesis, different approaches to regulate flight frequency (number of daily flights on a route) are analyzed according to ecologic-economic-temporal criteria. For this purpose, a two-step model for frequency reduction (FRED) is developed. The first step consists of 8 alternative frequency regulation approaches. In the second step, a fleet mix is assigned to frequency-reduced routes by keeping the available seat capacity constant. As a result of operating larger aircraft and fewer flights, minor (aircraft direct operating cost, fuel consumption) to notable (delays) efficiency gains are possible, however, these are limited by aircraft type availability, seasonal demand and regulatory risks.

The operational concept of aerodynamic formation flight, also referred to as aircraft wake-surfing for efficiency (AWSE), has high potential in terms of fuel savings and climate impact mitigation. In order to implement this concept, many technological and operational challenges have to be coped with. As the fuel consumption during a mission strongly depends on a successful execution of AWSE, the existing uncertainties regarding flight planning increase. While a conservative fuel planning ensures a follower to complete the mission even in the case of a formation failure, it might result in high amounts of excess fuel and, therefore, additional fuel consumption. In this study, this issue is addressed by the adaptation of flight planning procedures to the requirements of AWSE focusing on fuel planning in particular, considered from the perspective of a designated follower aircraft of a two-aircraft formation. This trade-off is modeled as an n-action two-event decision-making problem. Each of the possible actions is represented by a combination of mission routing and a corresponding diversion airport, taking atmospheric effects (e.g., wind) into account in order to determine the resulting amount of trip fuel. The two events under consideration are a total formation failure in contrast to a complete success. Based on a scenario with a set of double origin destination pairs characterizing the formations and representative weather patterns for the North Atlantic region, each action is analyzed with regard to the expected fuel consumption and expense. Based on a set of assumed formation success probabilities, we find that the proposed method holds a savings potential to reduce the follower’s fuel consumption by 4.8% and its monetary expenses by 1.2% compared with a conventional flight planning. In order to gain a monetary profit margin applying this method, the required formation success probability is shown to vary between 92% and 96%, depending on the assumed fuel price. The operational concept of aerodynamic formation flight, also referred to as aircraft wake-surfing for efficiency (AWSE), has high potential in terms of fuel savings and climate impact mitigation. In order to implement this concept, many technological and operational challenges have to be coped with. As the fuel consumption during a mission strongly depends on a successful execution of AWSE, the existing uncertainties regarding flight planning increase. While a conservative fuel planning ensures a follower to complete the mission even in the case of a formation failure, it might result in high amounts of excess fuel and, therefore, additional fuel consumption. In this study, this issue is addressed by the adaptation of flight planning procedures to the requirements of AWSE focusing on fuel planning in particular, considered from the perspective of a designated follower aircraft of a two-aircraft formation. This trade-off is modeled as an n-action two-event decision-making problem. Each of the possible actions is represented by a combination of mission routing and a corresponding diversion airport, taking atmospheric effects (e.g., wind) into account in order to determine the resulting amount of trip fuel. The two events under consideration are a total formation failure in contrast to a complete success. Based on a scenario with a set of double origin destination pairs characterizing the formations and representative weather patterns for the North Atlantic region, each action is analyzed with regard to the expected fuel consumption and expense. Based on a set of assumed formation success probabilities, we find that the proposed method holds a savings potential to reduce the follower’s fuel consumption by 4,8% and its monetary expenses by 1,2% compared with a conventional flight planning. In order to gain a monetary profit margin applying this method, the required formation success probability is shown to vary between 92% and 96%, depending on the assumed fuel price.

Dieser Meilensteinbericht fasst die in ÖKONVER im Kontext des TP 2000 entstandenen Arbeitsergebnisse zusammen, die in Form von Aufsätzen, Projektberichten und sonstigen Veröffentlichungen publiziert worden sind. Das hier adressierte Teilprojekt 2000 hatte zum Ziel, ökonomisch fundierte Bewertungen neuer Geschäftsmodelle, Technologien und Maßnahmen im europäischen Verkehrssystem vorzunehmen.

Der Luftverkehr ist durch die Maßnahmen gegen die COVID-19-Pandemie besonders stark betroffen. Der Verkehrsrückgang betrug 2020 zum Teil mehr als 90 %. Da die Branche von großer Bedeutung ist, sind besondere staatliche Unterstützungsmaßnahmen sinnvoll, wenn die Pandemie vorbei ist und neues Wachstum einsetzt. Dabei sollten jedoch nicht nur bestimmte Unternehmen unterstützt werden, sondern die Hilfsmaßnahmen sollten auch an bestimmte Kriterien gebunden sein. Global air transport passenger traffic has been particularly affected by measures to combat COVID-19. Since February 2020, both the number of global passengers and passenger flight kilometers has decreased worldwide - in Western Europe by about 80 % by the end of 2020. These developments have caused financial losses for both airlines and airports worldwide, critically threatening the existence of a large number of these companies. As the industry is of great economic importance, special government support measures could contribute to the economic recovery of the aviation industry. However, not only should certain companies be supported, but the support measures should be linked to defined and transparent criteria.

Zunehmendes Luftverkehrswachstum, verstopfte Luftverkehrsinfrastrukturen sowie die klimatischen Auswirkungen von Luftverkehr erhöhen die Notwendigkeit operationeller Effizienzsteigerungen. Eine Möglichkeit hierzu stellen der Einsatz größerer Flugzeuge und das gleichzeitige Reduzieren von Flugzeugbewegungen dar, so dass die angebotene Sitzplatzkapazität konstant bleibt, insbesondere auf hochfrequentierten Flugverbindungen. Die Effizienzsteigerung entsteht dabei durch geringere Sitzplatzkosten und-Emissionen größerer Flugzeuge. Dieses Prinzip gilt nicht unbegrenzt, davor allem Twin-Aisle Flugzeuge nicht auf den Kurz-und Mittelstreckenbetrieb ausgelegt sind. Weiterhin müssen marktseitige Randbedingungen wie Verbindungsqualität, Slotvergaberegeln und Airlinewettbewerb berücksichtigt werden.

Die Problematik, Entscheidungen durch das Abwägen einzelner Aspekte zu treffen, durchzieht alle Bereiche der privaten und öffentlichen Wirtschaft. Diese Herausforderung hat selbstredend auch im Verkehr Gültigkeit und beinhaltet hierbei von politischen Maßnahmen über die Wahl von technologischen Linien bis hin zur Ausgestaltung konkreter Produkte und Designs eine große Bandbreite von Abwägungsproblemen. Das DLR im Bereich Verkehr interagiert sowohl mit Vertretern der Industrie als auch der Politik und tritt häufig als Vermittler auf. Hierdurch wird nun eine essentielle Anforderung an das DLR offensichtlich: die Unterstützung privater und öffentlicher Entscheidungsträger hinsichtlich ihrer Abwägungsprobleme und darüber hinaus die Vermittlung zwischen unterschiedlichen Interessengruppen in einem Abwägungsprozess. Im Rahmen des Projekts ÖKONVER (Ökonomisch fundierte Bewertung neuer Technologien und Maßnahmen im europäischen Verkehrssystem) wurde der nachfolgende praxisnahe Leitfaden erarbeitet. Das Ziel dieses Leitfadens besteht nun darin, einen Mehrwert für die breite Masse der potenziellen Anwender im DLR zu schaffen, indem: - die wesentlichen Bewertungsverfahren und Prozesse im Überblick vorgestellt und erläutert werden, - für die Bewertungsverfahren und Prozesse der Bezug zum Verkehr ausgeführt und veranschaulicht wird, - ein gemeinsames Verständnis innerhalb des DLR geschaffen wird, - eine praxisnahe Handreichung zur Anwendung im politischen Milieu für Wissenschaftler mit unterschiedlichen fachlichen Hintergründen bereitgestellt wird und - die Grenzen der ökonomischen Bewertung und Voraussetzungen für eine adäquate Durchführung des Bewertungsprozesses aufgezeigt werden.

Der europäische Luftverkehrsraum gehört zu den weltweit am stärksten belasteten Luftverkehrsräumen der Welt, so dass Angebot und Nachfrage von Luftraumkapazitäten in einem ausbalancierten Verhältnis zueinanderstehen stehen müssen. Etwaige Ungleichgewichte werden gelöst, indem Flüge verspätet werden, so dass sie erst dann in dem betreffenden Sektor eintreffen, wenn wieder ausreichend Kapazität vorhanden ist. Da das hieraus resultierende Problem ein ganzzahliges ist, ist der Rechenaufwand und die Lösungszeit, um akzeptable Lösungen mit allgemeinen Lösungsansätzen bzw. Solvern für derart große Problemstellungen zu finden, groß. Sogenannte Greedy-Heuristiken haben sich als effizient für diese Art von Problemstellung erwiesen. Daher sollen in dieser Diplomarbeit „Greedy-Heuristiken“ entwickelt werden, um für ATFM-Problemstellungen in kurzer Zeit gute Lösungen zu finden. Das konkrete Problem, welches aus Startzeitentscheidungen, Netzwerkkapazitätsbedingungen und Flugtrajektorien besteht, wird dabei vom DLR Institut für Lufttransportsysteme gestellt. Die Greedy-Heuristiken müssen auf diese Problemstruktur angepasst werden, um das Problem effizient lösen zu können.

The overall European Air Traffic Management aims for an efficient utilisation of ATM sub-systems like the European Air Traffic Management Network. Highly congested hub airports and controlled airspaces may lead to Demand-Capacity-Balancing issues during high demand periods. Air Traffic Flow Management as one of the European ATM domains resolves these issues with certain capacity balancing measures. Besides slot allocation, one frequently used measure is (lateral) re-routing, which often leads to less efficient trajectories resulting in additional CO2-emissions and costs for airspace users. Recent research suggests that the share of inefficient short-term re-routing measures could be reduced by high-quality predictions of future flight trajectories through Machine Learning methods. One essential requirement for the development of ML models is the optimal choice of input parameters. In this study, a structured analysis of an extensive set of flight plan data is conducted in order to identify key operational parameters for ATFM routing decisions. An extensive flight plan data sample covering three months in 2016 is parametrised and analysed to gather a sufficient data baseline. A set of representative Origin-Destination pairs with high demand rates are investigated in more detail. Results show that flights approaching large hub-airports have a higher chance of being re-routed resulting in a less efficient trajectory in terms of lateral ATS-efficiency. The parameters with the highest relevance on ATFM routing decisions were found to be lateral ATS-efficiency, demand along the individual sector profile as well as the weekday of departure for planned trajectories.

Das Institut für Lufttransportsysteme verfügt über ein Turbo-Propeller-Triebwerk, das für Lehre und Forschung eingesetzt werden soll. Zu dem Zweck soll ein Inspektions- und Ausbildungsprogramm entwickelt werden, das Studierende in die Lage versetzt, auf Basis guter Grundkenntnisse, das Triebwerk von innen und außen zu inspizieren und Wartungs- und Instandsetzungsvorschläge zu unterbreiten. Für die Inspektion von innen soll hierzu ein Boroskopiesystem beschafft, integriert und in Betrieb genommen werden. Zudem soll das System in Form einer Übung in das Ausbildungsprogramm implementiert werden. Die Arbeit soll in Zusammenarbeit mit der Fa. MTU, München durchgeführt werden. Wartungsunterlagen sind vorhanden.

Das DLR Vorhaben „Effiziente Kabinenarchitekturen“ (EFFKAB-DLR) ist Teil des von der Airbus Operations GmbH geführte Verbundvorhabens (EFFKAB) und fokussiert auf die Erstellung, Optimierung und Validierung von innovativen Technologien im Bereich der Flugzeugkabine. Es bildet den übergeordneten technologisch-wissenschaftlichen Rahmen ausgewählter strategischer Forschungsthemen aus dem Bereich der Kabine und Frachtsysteme, um die nach wie vor steigende Nachfrage nach Lufttransportleistung unter ökonomischen und ökologischen Ansprüchen bedienen zu können. Gemeinsam mit den ausgewählten Verbundpartnern und Unterauftragnehmern wurden folgende innovative Teilprojekte (TP) mit DLR Beteiligung erarbeitet: TP1: Optimierte Kabinenarchitekturen (aufgenommen nach Aufstockung Mai 2016) TP2: Integrierte Kabinenkomponenten / Erweiterte Außensicht mit aktiver Medienoberfläche TP3: Fertigungsoptimierte Kabinenwerkstoffe / Hybride Kabinen Verbund-Materialien

Der verfügbare Platz für den bodengebundenen Verkehr wird durch das kontinuierliche Wachstum der Städte und der Bevölkerungsdichte stark reduziert, während gleichzeitig erwartet wird, dass sich schnellere und umfangreichere Transportmöglichkeiten bieten. Angetrieben von technologischen Fortschritten und logistischen Anforderungen hat die Urbane Luftmobilität (UAM) in den letzten Jahren an Dynamik gewonnen und wird weiterhin ein wesentliches Forschungsthema im Rahmen der logistischen Gesamtherausforderungen der zukünftigen Mobilität sein. Dieser Trend hat ein neues Interesse an kleinen vertikalen Start- und Landeflugsystemen (VTOLs) geweckt, die möglicherweise in der Lage sind, die Aufgaben der UAM zu erfüllen und zu verbessern. Im Forschungsfokus des Instituts für Lufttransportsysteme liegen hierbei besonders hybride VTOL-Systeme, welche durch eine Kombination aus Starr- und Drehflüglerkonfiguration ein breiteres Spektrum an Flugleistungseigenschaften abdecken und somit zentraler Bestandteil im zivilen, als auch militärischen Anwendungsfeld eines zukunftsweisenden Lufttransportsystems sind.

Um in Verkehrssystemen den Schadstoffausstoß reduzieren zu können, ersetzen zunehmend elektrische Systeme die konventionellen Verbrennungsantriebe. Jedoch schränken die geringeren, verfügbaren gravimetrischen Energiedichten der Batterie und den sich daraus ergebenen geringeren Reichweiten den bisherigen Einsatz vor allem im Flugverkehr ein. Gleichzeitig ermöglichen die elektrischen Antriebe neue Flugzeugkonfigurationen, die den Energiebedarf reduzieren und damit die Reichweite weiter erhöhen können. Zur Beurteilung zukünftig möglicher Reichweiten und dafür nötiger Batteriekapazitäten elektrisch betriebener Flugzeuge ist daher eine auf das elektrische Antriebssystem ausgelegte Konfiguration nötig.

At the TUHH Institute of Air Transportation Systems, new concepts for operational procedures are developed. Due to the increasing awareness of society with regard to climate protection as well as high level climate goals ( e.g. Flightpath 2050), besides economical aspects also ecological aspects play an increasing role in the development of new operational procedures. At the moment, the air traffic in the North Atlantic region is organized as "Organized Track System". Based on daily weather forecasts, every day flight routes between Europe an America are defined which are optimized with regard to wind. Within this Thesis an Organized Track System which is optimized with regard to climate impact shall be developed, tested and compared with the current system.

Der verfügbare Platz für den bodengebundenen Verkehr wird durch das kontinuierliche Wachstum der Städte und der Bevölkerungsdichte stark reduziert, während gleichzeitig erwartet wird, dass sich schnellere und umfangreichere Transportmöglichkeiten bieten. Angetrieben von technologischen Fortschritten und logistischen Anforderungen hat die Urbane Luftmobilität (UAM) in den letzten Jahren an Dynamik gewonnen und wird weiterhin ein wesentliches Forschungsthema im Rahmen der logistischen Gesamtherausforderungen der zukünftigen Mobilität sein. Dieser Trend hat ein neues Interesse an kleinen vertikalen Start- und Landeflugsystemen (VTOL) geweckt, die möglicherweise in der Lage sind, die Aufgaben der UAM zu erfüllen und zu verbessern. Im Forschungsfokus des Instituts für Lufttransportsysteme liegen hierbei besonders Drehflügelkonfigurationen wie Quad- oder Hexacopter. Diese bieten ein breites Anwendungsfeld im zivilen als auch militärischen Sektor und sind daher zentraler Bestandteil eines zukunftsweisenden Lufttransportsystems.

Die Einführung elektrisch-hybrider Antriebsarten in der zivilen Passagierluftfahrt wird (aufgrund begrenzter Gesamtmassen) bei Business Jets und Regionalflugzeugen beginnen. Eine Brückentechnologie in diese Richtung stellen die zunehmend elektrifizierten Systemarchitekturen dar, bei denen ein steigender Anteil der Flugzeugsysteme elektrisch betrieben wird, statt differenziert mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch. Zur Untersuchung zukunftsweisender Konzepte und Systemarchitekturen wird eine darauf ausgerichtete Flugzeugplattform benötigt, mit der unterschiedliche Konzeptstudien durchgeführt werden können.

In this work, the design methodologies and technical rationales for the design of JAXA’s low-boom S4 (System integration of Silent SuperSonic airplane technologies) airliner are detailed with a focus on aerodynamic engine-airframe integration with respect to efficiency and sonic-boom abatement, respectively. The approach to high-fidelity CFD grid generation, flow simulation, and signature propagation for sonic boom assessment is explained, resulting in sonic-boom data maps with respect to flight physics parameters. Thereafter, DLR inserts the aircraft in operational scenarios for supersonic overland prohibition and permission, respectively, based on forecasted origin-destination passenger demand. Overwater flight routes are designed for the restrictive scenario, and the S4’s flight performance data are used to simulate flight missions on all routes, yielding flight durations. Eventually, the respective market sizes for S4-type airliners are estimated and discussed.

Beginnend mit dem Erreichen der Schallgeschwindigkeit erzeugen Überschallflugzeuge unablässig starke Druckwellen, welche als lauter Knall wahrgenommen werden, wenn sie den Boden erreichen. Aus diesem Grund ist ziviler Überschallflug über Land weltweit verboten oder nur eingeschränkt erlaubt. Wie bei der Concorde lange gebräuchlich, müssen Flugrouten größtenteils über Meere geleitet werden. Die vom Flugzeug ausgehenden Druckwellen werden auf ihrem Weg abwärts durch die Atmosphäre aufgrund der steigenden Schallgeschwindigkeit des akustischen Mediums Luft stetig gebeugt und schließlich nach oben abgelenkt. Dies bewirkt, dass der Schallknall nur innerhalb eines Streifens von gewisser Breite unter der Flugbahn, dem „Knallteppich“, wahrgenommen wird. Winde können die Lage des Knallteppichs erheblich beeinflussen. Eine optimale Überschall-Flugroute minimiert die Flugstrecke, maximiert den Überschall-Anteil und legt den Knallteppich ausschließlich auf Wasserflächen. DLR-LY verfügt über ein Optimierungs-verfahren für Flugrouten, bestehend aus der Iteration von Flugpfadentwurf, Trajektoriensimulation und Knallteppichberechnung in nicht standardisierten Atmosphären. Hierbei erfolgen Flugpfad-entwurf bzw. -anpassung noch manuell. Ferner ist die Knallteppichberechnung noch recht langsam und physikalisch-mathematisch nicht ausreichend verifiziert

Der verfügbare Platz für den bodengebundenen Verkehr wird durch das kontinuierliche Wachstum der Städte und der Bevölkerungsdichte stark reduziert, während gleichzeitig erwartet wird, dass sich schnellere und umfangreichere Transportmöglichkeiten bieten. Angetrieben von technologischen Fortschritten und logistischen Anforderungen hat die Urbane Luftmobilität (UAM) in den letzten Jahren an Dynamik gewonnen und wird weiterhin ein wesentliches Forschungsthema im Rahmen der logistischen Gesamtherausforderungen der zukünftigen Mobilität sein. Dieser Trend hat ein neues Interesse an kleinen vertikalen Start- und Landeflugsystemen (VTOL) geweckt, die möglicherweise in der Lage sind, die Aufgaben der UAM zu erfüllen und zu verbessern.

Immer mehr Hersteller präsentieren momentan Konzepte für den urbanen Lufttransport von morgen und erste Prototypen dieser Vehikel, die vorwiegend als Lufttaxis eingesetzt werden sollen, haben bereits erfolgreiche Testflüge absolviert. Die Technologie ist vorhanden, jedoch gilt es eine Reihe weiterer technischer, betrieblicher und rechtlicher Fragen zu klären, bevor sich die Luftmobilität („Urban Air Mobility“, UAM) in den Städten als Verkehrsmittel durchsetzen kann. In Zusammenarbeit mit dem DLR erforscht daher das Institut für Lufttransportsysteme, unter welchen Bedingungen UAM Wirklichkeit werden kann. Neben der Wirtschaftlichkeit des Betriebs dieser Vehikel spielt dabei die Akzeptanz der Gesellschaft eine große Rolle. Diese wird maßgeblich von der Sicherheit aber auch von den Immissionen abhängen, welche durch die Fluggeräte auf Menschen einwirken. Neben Lärmimmissionen ist mit optischen Immissionen durch Schattenwurf (auch als „visual noise“ bezeichnet) zu rechnen, die insbesondere bei periodischem Auftreten eine Belästigung für Anwohner darstellen können.

The current push in automation, communication, and electrical energy storage technologies has the potential to lift urban mobility into the sky. As several urban air mobility (UAM) concepts are conceivable, all relevant physical effects as well as mutual interrelations of the UAM system have to be addressed and evaluated at a sufficient level of fidelity before implementation. Therefore, a collaborative system of systems modeling approach for UAM is presented. To quickly identify physical effects and cross-disciplinary influences of UAM, a pool of low-fidelity physical analysis components is developed and integrated into the Remote Component Environment (RCE) workflow engine. This includes, i. a., the disciplines of demand forecast, trajectory, vertiport, and cost modeling as well as air traffic flow and capacity management. The definition and clarification of technical interfaces require intensive cooperation between specialists with different areas of expertise. To reduce this communication effort, the Common Parametric Aircraft Configuration Schema (CPACS) is adapted and used as central data exchange format. The UAM system module is initially applied for a 24-hour simulation of three generic networks in Hamburg City. After understanding the basic system-level behavior, higher level analysis components and feedback loops must be integrated in the UAM system module for evaluation and optimization of explicit operating concepts.

The creation of standard working instructions is mainly based on engineering draw-ings. Very often these drawings vary in details concerning additional wholes, fittings, etc. For the creation a consistent desription of all necessary tasks is required. For this purpose. Engineering drawings of the same or similar topics need to be analysed to find out differences and deviations, which need be identified and collected for a consistent description. Whithin this thesis an algorithm shall be developed which al-lows for the analysis and identification of those differences based on the identification of new objects.

A new concept for designing aircraft with minimum climate impact is presented. The paper describes the GLOWOPT approach, which is currently being implemented in the framework of the Clean Sky 2 programme. It aims at developing and validating so-called Climate Functions for Aircraft Design (CFAD). Those functions constitute an easy-to-use tool, which can be integrated into existing aircraft synthesis workflows without high adaptation effort. They will be made available to the relevant stakeholders including aircraft manufacturers, and thus allow for the development of new aircraft with a significantly reduced impact on global warming.

Flugbetriebliche Auswirkungen auf den Vorfeldverkehr in Abhängigkeit des Betriebsstraßenlayouts, Ableitung von Gesetzmäßigkeiten anhand der Auswertung von verschiedenen Knotenpunktausführungen am Fallbeispiel Flughafen Hamburg (HAM) Der weltweite Bedarf an Flugzeugen soll laut Schätzungen der großen Flugzeughersteller in den kommenden Jahrzehnten um ein Vielfaches steigen. Um die entsprechende Infrastruktur und insbesondere Betriebskapazitäten zur Verfügung stellen zu können, ist es notwendig, dass Flughäfen und -plätze ihre vorhandenen Strukturen möglichst effizient nutzen und Kapazitäten erweitern.

Durch den Luftverkehr verursachte Schadstoffemissionen tragen wesentlich zur Klimaerwärmung bei. Einer möglichst genauen Modellierung der freigesetzten Emissionen als Grundlage für eine Bewertung durch Atmosphärenwissenschaftler kommt daher eine große Bedeutung zu. Da die Wirkung von insbesondere NichtCO2-Emissionen auf den Strahlungshaushalt der Erde nicht nur von der Menge, sondern auch vom geografischen Ort, der Höhe und dem Zeitpunkt ihrer Freisetzung abhängt, werden diese Angaben üblicherweise in kartografischer Form, in so genannten Emissionskatastern dargestellt. Zur Bestimmung von Luftverkehrsemissionen und deren möglichen Änderungen durch die Nachfrageentwicklung aber auch neue Flugzeugtechnologien oder Betriebsverfahren wurde am Institut für Lufttransportsysteme in Zusammenarbeit mit dem DLR das Softwarewerkzeug GRIDLAB (Global Air Traffic Emission Distribution Laboratory) entwickelt, in dem für die globalen Flugrouten gegenwärtig Großkreisverbindungen angenommen werden. Da die Routen zwischen zwei Flughäfen aufgrund diverser äußerer Einflüsse wie z.B. Wetter oder Flugführung von Tag zu Tag variieren können, ist eine statistische Beschreibung der Streuung von Flugrouten und –profilen wünschenswert, um eine realistische räumliche Verteilung der simulierten Luftverkehrsemissionen zu erhalten.

The climate change is one of the most urgent challenges of today with aviation being one of the major contributors. It is, therefore, essential to decrease the climate impact of aviation by technical and operational means. One promising operational procedure to significantly reduce the fuel consumption and thus the emissions of an aircraft is the fuel-saving formation flight that is also called aircraft wake-surfing for efficiency (AWSE). However, the coordination of formation build-up for aircraft originating from different airports can be challenging due to timing and routing issues. Two formation partners departing from the same airport in contrast can be expected to achieve substantial benefits as the joint flight time can be maximized and detours can be minimized. Therefore, within this paper potential two-aircraft formation candidates scheduled for departure from the same airport within a certain time interval will be identified by means of filtering an existing global flight schedule. Based on these data the potential of an airport to conduct simultaneous formation flight departures will be assessed. Furthermore, it will be analyzed how this potential changes if time offsets between the departures of the formation members are accepted. In addition, the fuel-saving benefits of the identified formations will be estimated by modeling the formation routes and by assessment with advanced surrogate models. It will be shown that, although today’s flight schedules are not optimized for AWSE, a potential for simultaneous departures especially at the big hub airports exists that can lead to substantial fuel savings.

Der tägliche Betrieb von Fluggesellschaften unterliegt zahlreichen Störungen, wie zum Beispiel Wetterereignissen oder technischen Problemen. Dies erfordert laufende Anpassungen der Planung am Tag des Fluges. Flugzeuge und Crews werden in sogenannten Umläufen geplant, welche ihrerseits das Ergebnis einer vorgelagerten Optimierung sind. Bei Störungen muss ein stabiler Flugbetrieb möglichst schnell bzw. kostenoptimal wiederhergestellt werden können. Dabei können Kosten je Fluggesellschaft unterschiedlich definiert sein.

A methodology is presented to design and assess basic operational aspects of hypersonic airliners. Initially, a database of global airline ticket sales is used to identify promising origin-destination pairings for hypersonic transportation. The encountered demand is pooled to be served by so-called Stratoports that are strategically spread all over the globe. To connect the Stratoports, overwater flight routes are designed with the help of mission simulation and sonic boom carpet computation in order to prevent the boom from making landfall. This work was done in the context of the European Union project STRATOFLY.

Mit dem Ziel einen finanziellen Anreiz bzw. eine Notwendigkeit für Luftfahrzeugbetreiber zur Reduktion ihrer Klimawirkung zu schaffen, wird in dieser Arbeit ein problemdeduzierter Systemgestaltungsprozess angewandt und Wissen unterschiedlicher Fachdisziplinen (Luftfahrt, Atmosphärenphysik, Umweltökonomie) miteinander verknüpft. So gilt es im zu entwickelnden System, u. a. NichtCO2-Klimaeffekte, wie z. B. die Ozon- und Kondensstreifenzirrenbildung, zu berücksichtigen, die ca. 2/3 der Klimawirkung der Luftfahrt induzieren und hochgradig nicht linear zum Kraftstoffverbrauch sind. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden in einer iterativen Vorgehensweise (Teil-)Lösungsansätze generiert, adaptiert und rekombiniert. Auf diese Weise werden die Konzepte der Klimasperrgebiete (regulativer Ansatz) bzw. der Klimamautgebiete (preisbasierter Ansatz) entwickelt. Bei der vorhersagbaren und nachprüfbaren Ausgestaltung dieser Konzepte steht neben Effektivitäts- und Effizienzkritierien vor allem eine kurzfristige Operationalisierbarkeit im Mittelpunkt des Entwurfsprozesses. Um beide Konzepte miteinander zu vergleichen, sie hinsichtlich der Zielerreichung multikriteriell zu überprüfen und Empfehlungen für eine weitere Vorgehensweise auszusprechen, werden im weiteren Verlauf dieser Arbeit eine Modellumgebung aufgebaut und Funktionalitäts- bzw. Potenzialanalysen durchgeführt. Mit der Umsetzung des Vorsorge- und Verursacherprinzips der Umweltökonomie führen beide Konzepte zentrale Rahmenbedingungen einer nachhaltigen Entwicklung in die Luftfahrt ein. So werden in den ausgearbeiteten Konzepten die durch den Luftverkehr für die Gesellschaft induzierten sozioökonomischen Folgekosten direkt (preisbasiert) bzw. indirekt (regulativ) in der Bilanz der Luftfahrzeugbetreiber und somit in ihren Entscheidungsprozess integriert. Diese Bilanzerweiterung senkt die bestehende Diskrepanz zwischen den von den Luftfahrzeugbetreibern veranschlagten, privaten Grenzkosten und die für die Gesellschaft entstehenden Folgekosten deutlich und erzeugt einen finanziellen Anreiz, ihr Flugverhalten zu verändern. Umfliegen im Konzept der Klimamautgebiete Luftverkehrsgesellschaften (teilweise) besonders klimasensitive und somit gebührenpflichtige Regionen, können große Teile der durch die (Teil-)Internalisierung entstehenden Mehrkosten vermieden werden. Der beim klimafreundlichen Fliegen bestehende Zielkonflikt zwischen Ökologie und Ökonomie wird aufgelöst: Ein klimafreundliches Verhalten wird wirtschaftlich attraktiv. Die Demonstration der Funktionalität und Effektivität dieser Konzepte erfolgt mit Trajektoriensimulationen im Nordatlantikflugkorridor. Werden in dieser Region Klimamaut- bzw. Klimasperrgebieten eingeführt und vollständig umflogen, können durchschnittlich mehr als 90% des maximal durch klimaoptimales Fliegen möglichen Mitigationspotenzials erzielt werden. Der in dieser Arbeit entwickelte Ansatz, bei der Flugroutenführung ausschließlich die am klimasensitivsten Regionen zu vermeiden, ist dementsprechend wirkungsvoll. Infolge des bestehenden, hohen Einflusses auf die Luftraumkapazität (Flugverbot) muss vom restriktiven Konzept der Klimasperrgebiete abgeraten werden. Die Praktikabilität des kostengetriebenen Ansatzes zeigt hingegen das Verhalten zahlreicher Luftfahrzeugbetreiber auf transeuropäischen Flügen. Um ihre Gesamtbetriebskosten zu reduzieren, nehmen diese mit sinkenden Treibstoffkosten längere Umwege in Kauf und leiten ihre Flüge möglichst lange über jene Länder mit geringeren Flugführungsgebühren.

Mit dem Ziel einen finanziellen Anreiz bzw. eine Notwendigkeit für Luftfahrzeugbetreiber zur Reduktion ihrer Klimawirkung zu schaffen, wird in dieser Arbeit ein problemdeduzierter Systemgestaltungsprozess angewandt und Wissen unterschiedlicher Fachdisziplinen (Luftfahrt, Atmosphärenphysik, Umweltökonomie) miteinander verknüpft. So gilt es im zu entwickelnden System, u. a. NichtCO2-Klimaeffekte, wie z. B. die Ozon- und Kondensstreifenzirrenbildung, zu berücksichtigen, die ca. 2/3 der Klimawirkung der Luftfahrt induzieren und hochgradig nicht linear zum Kraftstoffverbrauch sind. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden in einer iterativen Vorgehensweise (Teil-)Lösungsansätze generiert, adaptiert und rekombiniert. Auf diese Weise werden die Konzepte der Klimasperrgebiete (regulativer Ansatz) bzw. der Klimamautgebiete (preisbasierter Ansatz) entwickelt. Bei der vorhersagbaren und nachprüfbaren Ausgestaltung dieser Konzepte steht neben Effektivitäts- und Effizienzkritierien vor allem eine kurzfristige Operationalisierbarkeit im Mittelpunkt des Entwurfsprozesses. Um beide Konzepte miteinander zu vergleichen, sie hinsichtlich der Zielerreichung multikriteriell zu überprüfen und Empfehlungen für eine weitere Vorgehensweise auszusprechen, werden im weiteren Verlauf dieser Arbeit eine Modellumgebung aufgebaut und Funktionalitäts- bzw. Potenzialanalysen durchgeführt. Mit der Umsetzung des Vorsorge- und Verursacherprinzips der Umweltökonomie führen beide Konzepte zentrale Rahmenbedingungen einer nachhaltigen Entwicklung in die Luftfahrt ein. So werden in den ausgearbeiteten Konzepten die durch den Luftverkehr für die Gesellschaft induzierten sozioökonomischen Folgekosten direkt (preisbasiert) bzw. indirekt (regulativ) in der Bilanz der Luftfahrzeugbetreiber und somit in ihren Entscheidungsprozess integriert. Diese Bilanzerweiterung senkt die bestehende Diskrepanz zwischen den von den Luftfahrzeugbetreibern veranschlagten, privaten Grenzkosten und die für die Gesellschaft entstehenden Folgekosten deutlich und erzeugt einen finanziellen Anreiz, ihr Flugverhalten zu verändern. Umfliegen im Konzept der Klimamautgebiete Luftverkehrsgesellschaften (teilweise) besonders klimasensitive und somit gebührenpflichtige Regionen, können große Teile der durch die (Teil-)Internalisierung entstehenden Mehrkosten vermieden werden. Der beim klimafreundlichen Fliegen bestehende Zielkonflikt zwischen Ökologie und Ökonomie wird aufgelöst: Ein klimafreundliches Verhalten wird wirtschaftlich attraktiv. Die Demonstration der Funktionalität und Effektivität dieser Konzepte erfolgt mit Trajektoriensimulationen im Nordatlantikflugkorridor. Werden in dieser Region Klimamaut- bzw. Klimasperrgebieten eingeführt und vollständig umflogen, können durchschnittlich mehr als 90% des maximal durch klimaoptimales Fliegen möglichen Mitigationspotenzials erzielt werden. Der in dieser Arbeit entwickelte Ansatz, bei der Flugroutenführung ausschließlich die am klimasensitivsten Regionen zu vermeiden, ist dementsprechend wirkungsvoll. Infolge des bestehenden, hohen Einflusses auf die Luftraumkapazität (Flugverbot) muss vom restriktiven Konzept der Klimasperrgebiete abgeraten werden. Die Praktikabilität des kostengetriebenen Ansatzes zeigt hingegen das Verhalten zahlreicher Luftfahrzeugbetreiber auf transeuropäischen Flügen. Um ihre Gesamtbetriebskosten zu reduzieren, nehmen diese mit sinkenden Treibstoffkosten längere Umwege in Kauf und leiten ihre Flüge möglichst lange über jene Länder mit geringeren Flugführungsgebühren.

Das Ziel des Konzeptes der Klimamautgebiete ist es, einen finanziellen Anreiz für Fluggesellschaften zur Reduktion ihrer Klimawirkung zu schaffen und dabei Nicht-CO2-Effekte zu berücksichtigen, die ca. 2/3 der Klimawirkung der Luftfahrt induzieren und hochgradig nicht linear zum Kraftstoffverbrauch sind. Mit der Umsetzung des Vorsorge- und Verursacherprinzips führt das Konzept der Klimamautgebiete zentrale Rahmenbedingungen einer nachhaltigen Entwicklung in die Luftfahrt ein. Die durch den Luftverkehr für die Gesellschaft induzierten sozioökonomischen Folgekosten werden in der Bilanz der Fluggesellschaften und somit in ihren Entscheidungsprozess integriert. Diese Bilanzerweiterung senkt die bestehende Diskrepanz zwischen den von den Fluggesellschaften veranschlagten, privaten Grenzkosten und die für die Gesellschaft entstehenden Folgekosten deutlich und erzeugt einen finanziellen Anreiz, ihr Flugverhalten zu verändern. Umfliegen Fluggesellschaften besonders klimasensitive und somit gebührenpflichtige Regionen, können große Teile der durch die (Teil-)Internalisierung entstehenden Mehrkosten vermieden werden. Der beim klimafreundlichen Fliegen bestehende Zielkonflikt zwischen Ökologie und Ökonomie wird aufgelöst und klimafreundliches Fliegen wirtschaftlich attraktiv.

Flugzeughersteller stehen vor der Herausforderung einer zunehmenden Systemkomplexität ihrer Produkte aufgrund des Einsatzes neuer Technologien, um die Ziele der ACARE an einem effizienteren und nachhaltigeren Flugverkehr zu erreichen. Dabei wird bereits in der Entwurfsphase unter der Berücksichtigung des Faktors Mensch betrachtet, wie sich das Flugzeug und die Kabine in das Gesamtsystem Luftverkehr einfügen. Dadurch ist ein Zusammenwirken vieler Spezialisten verschiedener Fachdisziplinen erforderlich. Hierbei können neue Produktentwicklungsmethoden, wie das Model-based Systems Engineering, bei der disziplinübergreifenden Systemauslegung unterstützen. Durch die Anwendung von Modellen und grafischen Analysen können komplexe Systeme und deren Vernetzung untereinander einfacher verstanden werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher der modellbasierte Lösungsansatz für die Flugzeugkabine anhand der Passagier Service Einheit untersucht. Mit Hilfe des Model-based Systems Engineering Ansatzes und der objektorientierten Programmierung wird eine Methodik zur strukturierten und modularen Anordnung der PSU unter der Berücksichtigung der Schnittstellen zu anderen Kabinensystemen entwickelt. Mit diesen werden dann verschiedene Konzepte zur Anordnung der Passagier Service Funktionen in der Kabine untersucht, simuliert und anschließend nach ausgewählten Kriterien bewertet. Dabei stehen die Anforderungen an den Passagierkomfort und einer möglichen Vormontage der PSU im Vordergrund. Dadurch kann bereits in der Entwicklungsphase eine Bewertung von Kabinenkonzepten durchgeführt, Designs visualisiert und der Faktor Mensch berücksichtigt werden

An approach to derive a take-off field length for the initial specification of a new aircraft design is introduced in this paper. Based on a passenger demand forecast the runway lengths of the origin and destination airports are analyzed. The physical lengths of the runways are corrected by airports’ elevation and reference temperatures. The approach to derive airport reference temperatures on air transport system level is described in more detail. For an exemplary range of flight distances and the corresponding market, runway lengths are determined and corrected. Consequently the percentage of passenger demand can be described as a function of runway lengths. The example illustrates that airports’ elevation and reference temperature significantly affect the percentage of passenger demand that can be accommodated by an aircraft design for a given take-off field length.

Within this study, a method is proposed that allows an effective fuel planning for a follower aircraft in aerodynamic formation flight missions. The special characteristic of such formation missions in the context of fuel planning is the uncertainty of the successful formation execution. The required trip fuel of the follower, therefore, strongly depends on the unknown factor of the formation success. The proposed method aims at minimizing costs due to carrying excess fuel and balancing the expected benefits with potential costs that might result from a refueling stop. For a set of 14 atmospheric days of the year 2012, the fuel planning by the proposed method is applied. It is shown, that an accurate fuel planning can help saving major amounts of fuel and money additionally to the formation benefits itself.

In this study, the aerodynamics of wings using an active high-lift system are investigated. The target is the flight mechanical description of the spanwise forces and resulting moments and the influence of the active high-lift system to their distribution. The high-lift system is a blown flap system divided into six segments per wing. Each segment is assumed to be individually controlled, so the system shall be used for aircraft control and system failure management. This work presents a flight mechanical sub-model for the simulation of flight dynamics, which has been derived from high-fidelity CFD results. An assessment of single-segment blowing system failures will be presented including recommendations for compensation of either lift or rolling moment loss. For this investigation, the compensation is required to act at the same wing side on which the failure appears. Thus, the potential for an increase of system reliability shall be proven. The results show that less performance investment in terms of pressurized air is necessary to compensate the rolling moment of a failing segment instead of its lift. However, large blowing performance increases for the remaining wing segments that occur for some of the failure cases.

Air traffic guarantees mobility and serves the needs of society to travel over long distances in a decent time. But aviation also contributes to climate change. Here, we present various mitigation options, based on technological and operational measures and present a framework to compare the different mitigation options by taking into account aspects, such as changes in operational costs, climate impact reduction, eco-efficiency, possible starting point of the mitigation option and the investment costs. We show that it is not possible to directly rank these options because of the different requirements and framework conditions. Instead, we introduce two different presentations that take into account these different aspects and serve as a framework for intercomparison.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, die operationelle und ökonomische Effizienz von Flugzeugen mit Hybridlaminarhaltung zu bewerten. Im Vordergrund steht dabei die Frage, wie kritisch die Degradation der Laminarität durch Wolkeneinflüge ist und welche Gegenmaßnahmen zur Minderung des Einsparpotenzialverlustes geeignet sind. Dazu wurden zwei Mittel-Langstreckenflugzeuge mit Hilfe von meteorologischen Atmosphärendaten des European Centre for Medium-Range Weather Forecast hinsichtlich ihrer Effizienz untersucht. Neben der Erstellung einer globalen und auf die Luftfahrt bezogenen Wolkenklimatologie wurden vom DLR entwickelte Tools zur Trajektoriensimulation genutzt, um das reale Einsparpotenzial von Flugzeugen mit Hybridlaminarhaltung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kraftstoffplanungsstrategien zu ermitteln. Zudem wurde eine Umgebung zur Trajektorienoptimierung verwendet, um die Frage zu beantworten, inwieweit und unter welchen Bedingungen alternative laterale Streckenführungskonzepte geeignet sind, um durch die Vermeidung von Wolkendurchflügen die Laminaritätsdegradation zu vermindern und den ökonomischen Vorteil der Technologie zu maximieren.

The WeCare project (Utilizing Weather information for Climate efficient and eco efficient future aviation), an internal project of the German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR), aimed at finding solutions for reducing the climate impact of aviation based on an improved understanding of the atmospheric impact from aviation by making use of measurements and modeling approaches. WeCare made some important contributions to advance the scientific understanding in the area of atmospheric and air transportation research. We characterize contrail properties, show that the aircraft type significantly influences these properties, and how contrail-cirrus interacts with natural cirrus. Aviation NOx emissions lead to ozone formation and we show that the strength of the ozone enhancement varies, depending on where within a weather pattern NOx is emitted. These results, in combination with results on the effects of aerosol emissions on low cloud properties, give a revised view on the total radiative forcing of aviation. The assessment of a fleet of strut-braced wing aircraft with an open rotor is investigated and reveals the potential to significantly reduce the climate impact. Intermediate stop operations have the potential to significantly reduce fuel consumption. However, we find that, if only optimized for fuel use, they will have an increased climate impact, since non-CO2 effects compensate the reduced warming from CO2 savings. Avoiding climate sensitive regions has a large potential in reducing climate impact at relatively low costs. Taking advantage of a full 3D optimization has a much better eco-efficiency than lateral re-routings, only. The implementation of such operational measures requires many more considerations. Non-CO2 aviation effects are not considered in international agreements. We showed that climate-optimal routing could be achieved, if market-based measures were in place, which include these non-CO2 effects. An alternative measure to foster climate-optimal routing is the closing of air spaces, which are very climate-sensitive. Although less effective than an unconstrained optimization with respect to climate, it still has a significant potential to reduce the climate impact of aviation. By combining atmospheric and air transportation research, we assess climate mitigation measures, aiming at providing information to aviation stakeholders and policy-makers to make aviation more climate compatible.

We lay out the thesis that modern supersonic air transportation has the best chance of realization by commencing with small aircraft. A possible implementation path is described with reference to the Aerion AS2 supersonic business jet. Further, the paper entails an overview on the economic and operational challenges of supersonic airliners.

Aviation guarantees mobility, but its emissions also contribute considerably to climate change. Therefore, climate impact mitigation strategies have to be developed based on comprehensive assessments of the different impacting factors. We quantify the climate impact mitigation potential and related costs resulting from changes in aircraft operations and design using a multi-disciplinary model workflow. We first analyze the climate impact mitigation potential and cash operating cost changes of altered cruise altitudes and speeds for all flights globally operated by the Airbus A330-200 fleet in the year 2006. We find that this globally can lead to a 42% reduction in temperature response at a 10% cash operating cost increase. Based on this analysis, new design criteria are derived for future aircraft that are optimized for cruise conditions with reduced climate impact. The newly-optimized aircraft is re-assessed with the developed model workflow. We obtain additional climate mitigation potential with small to moderate cash operating cost changes due to the aircraft design changes of, e.g., a 32% and 54% temperature response reduction for a 0% and 10% cash operating cost increase. Hence, replacing the entire A330-200 fleet by this redesigned aircraft ( M a c r = 0.72 and initial cruise altitude (ICA) = 8000 m) could reduce the climate impact by 32% without an increase of cash operating cost.

While polyglot software development is a widely used approach to tackling today’s complex IT development and maintenance challenges, finding and promoting a single programming language for tasks ranging from DevOps duties to scientific analysis codes in aviation research projects bears many advantages for agile, distributed multi-disciplinary design teams. This paper details advantages of employing Python as a central software tool at the Institute of Air Transport Systems and discusses its features in relation to other languages.

In 2009 the aviation industry has committed to a set of ambitious high-level goals to reduce its carbon emissions at a global level. The long-term reduction goal of 50% in net CO2-emissions by 2050 relative to 2005 levels is unlikely to be met with evolutionary technolo-gies only. Radically new technologies and aircraft concepts as well as sustainable pro-pulsion energies are likely to prove necessary in addition. To ensure a frictionless implemen-tation of these new technologies into the air transport system, their impacts on aviation stakeholders have to be investigated. Within the AIRCAT project (Assessment of the Impact of Radical Climate-Friendly Aviation Technolo-gies) IATA and DLR identified challenges and obstacles to the introduction of these technol-ogies with a multi-stakeholder expert work-shop. Key conclusions and recommendations for future works and support actions were de-rived. Finally, an assessment of the global carbon emissions reduction potential of the discussed concepts was performed.

A Collaborative Multidisciplinary Design Optimization (MDO) methodology is presented, which uses physics based analysis to evaluate the correlations between the airframe design and its sub-systems integration from the early design process, and to exploit the synergies within a simultaneous optimization process. Further, the disciplinary analysis modules involved in the optimization task are located in different organization. Hence, the Airframe and Subsystem design tools are integrated within a distributed overall aircraft synthesis process. The collaborative design process is implemented by making use of DLR’s engineering framework RCE. XML based central data format CPACS is the basis of communication to exchange model information between the analysis modules and between the partner organizations involved in the research activity. As a use case to evaluate the presented collaborative design method, an unmanned Medium Altitude Long Endurance (MALE) configuration is selected. More electric sub-systems combinations based on the mission requirements are considered. The deployed framework simultaneously optimizes the airframe along with the sub-systems. DLR’s preliminary aircraft design environment is used for the airframe synthesis, and the Sub-systems design is performed by the ASTRID tool developed by Politecnico di Torino. The resulting aircraft and systems characteristics are used to assess the mission performance and optimization. In order to evaluate the physics based framework and system-airframe synergies, three case studies are considered: a) Subsystem Architecture’s effect on overall aircraft performance for a given mission and fixed airframe. b) Effects of variation of mission scenario on aircraft performance for a chosen subsystem architecture and fixed airframe. c) Optimization involving wing planform variables and subsystem architecture for a given mission.

Diese Version der Arbeit ist nicht mehr aktuell! Bitte berücksichtigen Sie die neue Version unter https://doi.org/10.15480/882.1305 Ein Modell wird vorgestellt, welches den vielfältig parametrisierten Verlauf speziell von Geschäftsreisen inklusive Schlaf- und Arbeitszeiten simuliert. Die motivierende Forschungsfrage ist die nach dem zeitlichen Nutzen von Hochgeschwindigkeitsflug für den einzelnen Passagier. Es wird angenommen, dass ein Zeitgewinn auf einer Reise neben einer kürzeren Dauer auch durch Bewahrung produktiver (Arbeits-)Zeit sowie durch Sicherstellung von Ausgeruhtheit erzielt wird. Diese drei Zielgrößen werden in dem Kennwert der „Zeit-Kosten einer Reise“ vereinigt. Die Modellierung von Dauern und Zeitpunkten des Schlafs stellt eine Hauptschwierigkeit der Arbeit dar. Die grundsätzliche Validität der Algorithmen wird anhand dokumentierter realer Reiseabläufe nachgewiesen. In einem ersten Anwendungsfall werden für einen Reisenden optimale Flugverbindungen ausgesucht. Ein zweiter vergleicht weltweite Reisen von Unterschall- mit denen von Überschall-Businessjets., This version of this work is outdated. Please refer to the new version on https://doi.org/10.15480/882.1305. A model simulates the diversely parameterized progress of dedicated business journeys including sleep and working times. The motivating research question asks for the benefit of high speed flight regarding time. It is assumed that on journeys, time gains are not only achieved by shorter travel, but also by retaining productive (working) time as well as by securing restedness. Those three target values are joined into the parameter of “time cost of travel”. Modelling durations and timings of sleep poses a main difficulty for this work. The algorithms’ basic validity is demonstrated by comparisons to actual documented journeys. An initial use-case selects optimum flight connections for a traveler. A second use-case compares world-wide travel in a subsonic business jet to a supersonic counterpart.

Im Forschungsbereich PBAM (Performance Based Airport Management) wurde das DLR interne Forschungsprojekt P-AIR-FORM durchgeführt. Hier wurden anhand eines Beispielflughafens die betrieblichen Auswirkungen einer KPI basierten, prätaktischen Betriebsplanung auf die Flughafen-Stakeholder untersucht. Dabei wurde festgestellt, ob ein nach KPIs gesteuerter Flughafenbetrieb grundsätzlich umsetzbar ist und welche Vorteile sich daraus ergeben.