„Luft nach oben“: Neue Software spart Zeit und Treibstoff

Alaska Airlines Flugzeug im Flug

Traffic Aware Strategic Aircrew Request, kurz TASAR, heißt das gemeinsame Forschungsprojekt der amerikanischen Raumfahrt- und Flugwissenschaftsbehörde NASA und Alaska Airlines. Routen- und Höhenoptimierungen auf Basis verschiedener Echtzeit-Flug- und -Wetterdaten sollen den Piloten beim Einsparen von Zeit und Treibstoff helfen.

Acht Monate dauern die Flugtests, doch David Wing sieht seine ersten Simulationen schon jetzt bestätigt. Der TASAR-Forschungsleiter am Langley Research Center der NASA schätzte schon vorab, dass ein durchschnittlicher Alaska-Airlines-Flug zwischen 200 und 250 Kilogramm Treibstoff und eine Flugzeit von immerhin etwa vier Minuten einsparen könnte. „Die Berechnungen haben uns sogar ein Potenzial von bis zu 900 Kilogramm Treibstoff und zwölf Minuten Flugzeit aufgezeigt, das halten wir für einen typischen Flug dann doch für ein wenig zu optimistisch.“

Klar ist: Das Potenzial ist groß, jeder eingesparte Liter Kerosin zählt – und Zeit ist Geld. Eng verknüpft mit dem TASAR-Projekt ist der Einsatz des Traffic Aware Planners (TAP). Diese NASA-Software gibt den Piloten an Bord konkrete optimierte horizontale und vertikale Routenempfehlungen, um den Zielflughafen möglichst schnell und effizient zu erreichen. Die Crew darf diese Vorschläge freilich nicht eigenmächtig umsetzen, kann sie aber über Funk bei den Fluglotsen für die Freigabe neuer Routen einbringen und abstimmen.

Routenoptimierung mit Echtzeitdaten

Einer der Alaska-Airlines-Testpiloten für das neue System ist Bret Peyton. Er sitzt nicht nur im Cockpit einer Boeing 737, sondern ist gleichzeitig auch Director of Fleet Technology Support der Airline. „Die Routenoptimierung ist an sich kein neues Konzept“, berichtet er. „Aber mit dem wirklich umfangreichen Satz an Echtzeitdaten, die TAP für die Entscheidungsfindung nach dem Abheben auswertet, haben wir das zusätzliche Potenzial bereits klar erkannt.“

Peyton wurde von Forschungsleiter Wing und seiner Kollegin Dr. Kelly Burke mehrfach auf Flügen begleitet, um zu checken, ob das System funktioniert und auch von der Crew angenommen wird. Burke war für die Programmierung der „menschlichen“ Schnittstelle verantwortlich, der Bildschirmoberfläche: „Es war ziemlich aufregend für mich, die Piloten bei der Arbeit mit der Software zu beobachten. Wir wollten wissen, ob die Crew effektiv zwischen den möglichen Anwendungen wechseln kann – und genau das tat sie.“

TAP berücksichtigt für seine Flugwegberechnungen gleichzeitig Echtzeit-Wetterdaten, den Flugverkehr im betroffenen Flugraum und den Status des Flugzeugs, wie beispielsweise die Beladung, die Geschwindigkeit, Höhe und natürlich den Treibstoffverbrauch. Alle Informationen ändern sich laufend, unter Abwägung der besten Optionen liefert das System der Cockpitcrew alle 60 Sekunden eine neue Routenempfehlung.

Flugkapitän Bret Pyton testet die NASA-Software TAP auf einem iPad im Cockpit einer Boeing 737 von Alaska Airlines

Einsatz in 30.000 Fuß Höhe: Flugkapitän Bret Pyton testet die Anwendung auf einem iPad im Cockpit einer Boeing 737 von Alaska Airlines

Niedriger Installationsaufwand

Die Anwendung läuft auf einem Tablet im Cockpit, das sich intuitiv bedienen lässt. „Der Einsatz von TAP erfordert daher nur einen minimalen Schulungsaufwand“, freut sich Jared Woodward, Program Manager für das TASAR-Projekt bei Alaska Airlines und ebenfalls Pilot. „Kürzlich bat ich während eines Fluges einen Fluglotsen um eine Optimierung der Flugroute. Obwohl sich sein Vorschlag aufzusteigen für mich schlüssig anhörte, machte ich einen Gegencheck über den Traffic Aware Planner. Heraus kam, dass die Angabe des Lotsen doch zu einem spürbaren Zeitverlust geführt hätte.“

Hintergrund: Verkehrsflugzeuge werden im Verlauf eines Fluges durch das Verbrennen von Kerosin immer leichter. Um die Effizienz weiter zu steigern, erbitten die Piloten bei den Kontrollstationen in der Regel den Aufstieg in möglichst große Höhen, in denen sie kraftstoffsparender fliegen können. Doch dieses Standardverfahren muss nicht immer Vorteile bringen, denn oft lauert hier ein großer Effizienzgegner, von dem weder Piloten noch Fluglotsen etwas ahnen – aber TAP: Gegenwind. Durch die Echtzeit-Konnektivität zu externen Informationsquellen wie anderen Flugzeugen in der Umgebung oder Wettersatelliten macht das System immer den momentan besten Vorschlag für den künftigen Kurs. Und der kann daher durchaus auch mal der alte bleiben.

Die neue Effizienzanwendung gilt als nicht sicherheitskritisch, so dass einer Genehmigung durch die US-amerikanische Bundesluftfahrtbehörde FAA nach Ablauf der Testphase nichts entgegensteht. Ein weiterer Vorteil sind die niedrigen Implementierungskosten: Der neue Traffic Aware Planner ist sogar mit einem handelsüblichen iPad kompatibel.

Dr. Kelly Burke, Interface-Entwicklerin des TAP Traffic Aware Planners

„Es war ziemlich aufregend für mich, die Piloten bei der Arbeit mit der Software zu beobachten. Wir wollten wissen, ob die Crew effektiv zwischen den möglichen Anwendungen wechseln kann – und genau das tat sie.“

Dr. Kelly Burke, Interface-Entwicklerin des Traffic Aware Planners

Fotos von NASA und Alaska Airlines
Text von Behrend Oldenburg