Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary

Advanced Engine Off Navigation

Article Category

Article available in the following languages:

Innowacyjne technologie wyłączania silnika usprawnią funkcjonowanie portów lotniczych

Obecnie dużym wyzwaniem jest znalezienie sposobu na zmniejszenie wpływu naziemnego ruchu lotniczego na środowisko. W ramach projektu AEON powstała koncepcja nowatorskiego wykorzystania technik kołowania do zmniejszenia zużycia paliwa i emisji, która znacząco zwiększy wydajność lotnictwa.

Silniki odrzutowe samolotów są bardzo wydajne, ale tylko w powietrzu – niestety, podczas kołowania ich wydajność spada poniżej obecnych oczekiwań. W praktyce wyróżnia się dwie kategorie technik kołowania z wyłączonym silnikiem: autonomiczne i nieautonomiczne. Rozwiązania autonomiczne są wspomagane przez dodatkowe pokładowe silniki elektryczne lub wykorzystują tylko jeden silnik, oferując lepszą zwrotność i oszczędność czasu. Jednak mają też swoje wady, gdyż mogą ograniczać dynamikę i zwiększać masę samolotu. Z kolei w przypadku rozwiązań nieautonomicznych kołowanie samolotu odbywa się za pomocą holownika, co nie zwiększa masy, ale wymaga większej liczby pojazdów poruszających się po drogach kołowania. Dodatkowo rozwiązania te muszą być dostosowane do różnych konfiguracji samolotów i portów lotniczych. W połączeniu mogą one zostać wykorzystane do opracowania kompleksowego podejścia, które zwiększa bezpieczeństwo, osiągi i wydajność.

Bezpieczeństwo i wydajność – kluczowe elementy procedury kołowania

„Opracowując rozwiązania na potrzeby procedury kołowania, należy wziąć pod uwagę jego wpływ na ruch lotniczy i na organizację pracy operatorów. Każde rozwiązanie powinno uwzględniać sekwencje startu i lądowania, wspierać przyjazne dla środowiska operacje kołowania i optymalizować zużycie paliwa przy jednoczesnym zmniejszeniu szkodliwych emisji dzięki unikaniu spowolnień w ruchu lub postojów”, wyjaśnia Mathieu Cousy, koordynator finansowanego przez Unię Europejską projektu AEON. Cousy wyjaśnia, że bezpieczne operacje ruchu lotniczego wymagają od kontrolerów dokładnego zrozumienia typów pojazdów i związanych z nimi ograniczeń, zwłaszcza że techniki nieautonomiczne oznaczają obecność większej liczby pojazdów na drogach kołowania. Ponadto konieczność dostosowywania się do zdarzeń operacyjnych w czasie rzeczywistym może zwiększyć nakład pracy, w związku z czym niezbędna staje się dodatkowa pomoc zapewniająca utrzymanie bezpiecznego środowiska operacyjnego.

Ocena ograniczeń kołowania przy wyłączonym silniku i rozwiązań maksymalizujących korzyści

Chcąc uzyskać szerszą wiedzę na temat ograniczeń związanych z technikami wyłączania silnika, zespół projektu AEON przeprowadził szereg wywiadów i warsztatów z udziałem operatorów naziemnych pełniących na lotnisku różnorodne funkcje, między innymi z operatorami portów lotniczych, pracownikami obsługi naziemnej, kontrolerami ruchu lotniczego i pilotami. Partnerzy projektu wzięli pod lupę szereg różnych rozwiązań, w tym kołowanie na jednym silniku, ciągnik TaxiBot i system WheelTug. Analiza operacyjna obu rodzajów technik kołowania przy wyłączonym silniku doprowadziła do opracowania krótkiej listy kluczowych wyzwań, którymi należy się zająć. Na liście znalazły się takie kwestie jak posiadanie przez kontrolerów ruchu lotniczego orientacji sytuacyjnej, dobre zarządzanie wydajnością, aby procedura kołowania była płynniejsza, a także konieczność dostarczania pilotom dokładnych i wiarygodnych danych dotyczących rozruchu silnika oraz czasu pozostałego do końca drogi kołowania i miejsca oczekiwania. Wśród innych istotnych czynników poddanych ocenie był dodatkowy ruch holowników i samolotów, a także lepsze wykorzystanie dróg serwisowych. „Zaproponowaliśmy dwutorowe rozwiązanie, które pomoże zarządzać dodatkowymi holownikami do nieautonomicznego kołowania i poprawić orientację sytuacyjną kontrolerów ruchu lotniczego, co zaowocuje usprawnieniem procesu wyznaczania tras”, zauważa Cousy. Na podstawie tych prac zdefiniowano nową funkcję – zarządzanie flotą holowników – znajdującą się na pograniczu między obowiązkami związanymi z zarządzaniem portem lotniczym a kontrolą ruchu lotniczego (ATC). Ponadto zaprojektowano prototyp obrazu radarowego zaawansowanego systemu kierowania ruchem naziemnym i jego kontroli, z którym zintegrowano nowe techniki kołowania.

Zaawansowane algorytmy optymalizujące wydajność lotnictwa

Zespół projektu AEON opracował wielopoziomową, wieloagentową architekturę planowania ruchu, aby umożliwić planowanie i monitorowanie tras statków powietrznych i holowników na terenie portów lotniczych. Architektura ta została rozszerzona o oparte na priorytetach algorytmy bezpiecznego wyszukiwania i planowania tras (Search-and-Safe Interval Path Planning), aby realistycznie odzwierciedlić układ portu lotniczego i kinematykę pojazdów. „Zaprojektowaliśmy również algorytm dla floty holowników, aby maksymalnie zmniejszyć emisję dzięki wykorzystaniu ciągników do holowania samolotów. Chcąc uzyskać taki rezultat, zamiast podejścia opartego na globalnej optymalizacji wybraliśmy algorytm zachłanny”, stwierdza Cousy. „Ponadto zaprojektowaliśmy interaktywny obraz radarowy, aby zapewnić nawigację, a także zrozumieć techniki kołowania i konkretne ramy czasowe tras oraz ograniczenia prędkości dla każdego rodzaju samolotu i holownika”. Projekt AEON umożliwił opracowanie nowej koncepcji operacyjnej, która ułatwia integrację ekologicznych technik kołowania, minimalizując zużycie paliwa. Przeprowadzone badania wpisują się w jeden z celów Wspólnego Przedsięwzięcia SESAR, jakim jest stworzenie bardziej inteligentnych i zrównoważonych rozwiązań w lotnictwie, które przyczynią się do wdrożenia strategii Komisji Europejskiej.

Słowa kluczowe

AEON, holownik, kołowanie przy wyłączonym silniku, autonomiczne kołowanie, orientacja sytuacyjna, kołowanie na jednym silniku, TaxiBot, WheelTug, Wspólne Przedsięwzięcie SESAR

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania