Automated pilot assistance for wake vortex encounters

Wake vortices pose a possible hazard for encountering aircraft in all phases of flight. Hence wake vortex encounters are to be avoided in any case. In case of an unintended wake vortex encounter special aircraft controllers can act as a safety net. Such an active wake vortex control system is being developed by the DLR Institute of Flight Systems based on feed-forward disturbance compensation. The control system has been tested with offline and pilot-in-the-loop investigations as well as with flight tests. It can be shown that the aircraft response can be improved significantly if the pilots are supported by an automatic wake assistance system. For the subjective assessment of the wake vortex encounters a dedicated pilot rating scale has been developed. The results show a clear tendency that the wake vortex controller improves the situation. Wirbelschleppen stellen in allen Flugphasen eine mögliche Gefährdung für einfliegende Flugzeuge dar. Daher sind Wirbelschleppeneinflüge in jedem Fall zu vermeiden. Für den Fall unbeabsichtigter Wirbelschleppeneinflüge können spezielle Flugregler eine Sicherheitsfunktion darstellen. Solch ein aktives Wirbelschleppensteuerungssystem wird am DLR Institut für Flugsystemtechnik basierend auf dem Konzept einer Vorsteuerung zur Störungskompensation entwickelt. Das Steuerungssystem wurde mit offline und pilot-in-the-loop Simulationen untersucht, sowie mit Flugversuchen. Es kann gezeigt werden, dass die Flugzeugreaktion deutlich verbessert werden kann, wenn die Piloten durch eine automatische Wirbelschleppensteuerung unterstützt werden. Für die subjektive Bewertung von Wirbelschleppeneinflügen wurde eine spezielle Bewertungsskala entwickelt. Die Ergebnisse zeigen eine klare Tendenz, dass die aktive Wirbelschleppensteuerung die Situation verbessert.