kth.sePublications KTH
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Analysis of Aircraft Trajectory Cruise Altitude Optimization
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Engineering Mechanics, Aerospace, moveability and naval architecture.
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Analys av flygdatorns optimering av marschhöjd (Swedish)
Abstract [en]

Given the aviation industry’s growing responsibility for greenhouse gas emissions,effective fuel-saving measures are crucial. This work investigates the capabilities andlimitations of the onboard Flight Management Computer (FMC) for cruise altitudeoptimization, specifically comparing its potential fuel and time savings to the PlannedProfile (PP) and a Dynamic Programming (DP) model. A model simulating the FMC isintroduced through a trajectory based flight simulation, integrating accurate weatherdata and aircraft performance tables to replicate realistic flight conditions. This modelis tested through constructed winds scenarios and empirical pilot reports verifying themodel’s reliability. Settings regarding weather information and evaluation logic areadded to investigate the capabilities.

Results show that the on-board computer can offer fuel savings. However, itsoptimization capability is constrained by the quality of the weather information input,and the length of the cruise segments being optimized, with more detailed weatherdata and longer segments yielding better results. Depending on the PP provider, theFMC model may perform comparably, however, in this study, it performs worse thanPP. On the other hand, significant enhancements in fuel savings are achieved by theDP model which leverages detailed weather forecasts and a complete overview of theflight.

Abstract [sv]

På grund av flygindustrins växande bidrag till utsläpp av väsxhurgaser är effektivabränslebesparande åtgärder avgörande. Detta arbete undersöker flygdatorns (FMC)möjligheter och begränsningar för optimering av flyghöjd, samt jämföra desspotentiella bränsle- och tidsbesparingar med den inskickade färdplanen (PP) ochDynamic Programming (DP)-modell. En modell som simulerar FMC introducerasgenom en ”flygbanebaserad” simulering, där detaljerad väderdata och flygprestandadata används för att efterlikna realistiska flygförhållanden. Modellen testas genomscenarion med konstruerade vindar och empiriska pilotrapporter för att verifieramodellens tillförlitlighet. Olika inställningar för väderinmatning och höjdutvärderingslogik läggs till för att undersöka datorns pontentiella möjligheter.

Resultaten visar att flygdatorn kan erbjuda bränslebesparingar. Dock är den begränsadav kvaliteten på väderinformationen som fås och längden på cruise-segementen, därmer detaljerad väderinformation och längre segment ger bättre resultat. Beroendepå levenrantör av PP kan FMC-modellen prestera jämförbart. I denna studie visardäremot resultaten att den presterar sämre. Åt andra sidan så kan betydandeförbättringar uppnås av DP-modellen, som utnyttjar högupplöst väderdata och somkan göra en helheltsoptimering av flygningen.

Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2024:411
Keywords [en]
Flight Management Computer, Dynamic Programming, Cruise Altitude Optimization, Airline Operations, Emissions Reduction, Fuel Saving
Keywords [sv]
Flight Management Computer, Dynamic Programming, Flyghöjdsoptimering, Bränslebesparing
National Category
Vehicle and Aerospace Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-360127OAI: oai:DiVA.org:kth-360127DiVA, id: diva2:1938462
External cooperation
AVTECH Sweden AB
Subject / course
Aeronautical Engineering
Educational program
Master of Science - Aerospace Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2025-02-18 Created: 2025-02-18 Last updated: 2025-02-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
Aerospace, moveability and naval architecture
Vehicle and Aerospace Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 147 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf