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Estrategias de Planificación de Combustible Considerando las Incertidumbres Operativas del Vuelo en Formación Aerodinámica

Autores: Swaid, Majed; Marks, Tobias; Linke, Florian; Gollnick, Volker

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Estrategias de Planificación de Combustible Considerando las Incertidumbres Operativas del Vuelo en Formación Aerodinámica


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Vuelo en formación aerodinámica
Eficiencia
Ahorro de combustible
Mitigación del impacto climático
Planificación de combustible
Probabilidad de éxito en la formación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El concepto operativo del vuelo en formación aerodinámica, también conocido como surfear en la estela de la aeronave para la eficiencia (AWSE), tiene un alto potencial en términos de ahorro de combustible y mitigación del impacto climático. Para implementar este concepto, se deben enfrentar muchos desafíos tecnológicos y operativos. Dado que el consumo de combustible durante una misión depende en gran medida de la ejecución exitosa del AWSE, las incertidumbres existentes en relación con la planificación de vuelos aumentan. Mientras que una planificación de combustible conservadora asegura que un seguidor complete la misión incluso en caso de un fallo en la formación, puede resultar en grandes cantidades de combustible excedente y, por lo tanto, en un consumo adicional de combustible. En este estudio, se aborda este problema mediante la adaptación de los procedimientos de planificación de vuelos a los requisitos del AWSE, centrándose en la planificación de combustible en particular, considerada desde la perspectiva de una aeronave seguidora designada de una formación de dos aeronaves. Este compromiso se modela como un problema de toma de decisiones de dos eventos y n acciones. Cada una de las posibles acciones se representa mediante una combinación de enrutamiento de misión y un aeropuerto de desvío correspondiente, teniendo en cuenta los efectos atmosféricos (por ejemplo, el viento) para determinar la cantidad resultante de combustible de viaje. Los dos eventos en consideración son un fallo total de la formación en contraste con un éxito completo. Basado en un escenario con un conjunto de pares de origen y destino dobles que caracterizan las formaciones y patrones climáticos representativos para la región del Atlántico Norte, se analiza cada acción en relación con el consumo de combustible y los gastos esperados. Basado en un conjunto de probabilidades de éxito de formación asumidas, encontramos que el método propuesto tiene un potencial de ahorro para reducir el consumo de combustible del seguidor y sus gastos monetarios en comparación con una planificación de vuelo convencional. Para obtener un margen de beneficio monetario aplicando este método, se muestra que la probabilidad de éxito de formación requerida varía entre y , dependiendo del precio del combustible asumido.

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