Notlandeassistent für Urban Air Mobility Luftfahrzeuge

Im vorliegenden Paper wird ein Trajektorienplanungsalgorithmus für Urban Air Vehicles mit Flügeln vorgestellt. Der Flugpfad wird approximiert durch eine endliche Zahl quasi-stationärer Kreis- und Geradensegmente im dreidimensionalen Raum. Das zugrunde liegende numerische Optimierungsproblem, für dessen Initialisierung ein zweidimensionaler Dubins-Pfad herangezogen wird, wird schließlich mittels NLP-Solver gelöst. Der Algorithmus wird anhand des Szenarios eines vollständigen Antriebsausfalls beschrieben und demonstriert. Dabei werden drei verschiedene Konstellationen aus Start- und Zielpunkten sowie drei verschiedene Kostenfunktionen betrachtet. Durch geschickte Annahmen, die im hinterlegten Modell getroffen werden, und dank der Initialisierung mit Dubins-Pfad, welche das nichtholonome Flugsystem annähernd abbilden, konvergiert der Algorithmus schnell und zuverlässig.