NASA Ames Fe3-tool: geavanceerde laag-vlieg luchtruimtesimulatie

Onbemande luchtvaartuigen (UAV's) worden geacht veel dichter bij elkaar te opereren in laag-vlieg luchtruimte dan in het conventionele hoog-vlieg luchtvaartverkeersysteem en daardoor leggen ze uitdagingen niet alleen aan het voertuigontwerp maar ook aan de ontwikkeling van een veilig maar efficiënt laag-vlieg luchtvaartverkeersysteem. NASA Ames heeft een luchtvaartverkeersimulatie-tool ontwikkeld bekend als Flexible engine for Fast time evaluation of Flight environments (Fe³).

De simulatie-tool biedt de mogelijkheid om statistisch hoog-dichtheid, hoge-fideliteit, en laag-vlieg verkeerssystemen te analyseren zonder onhaalbare en kostprohibitieve vluchttechten uit te voeren die een groot volume aan luchtvaartuigen omvatten. Fe³ omvat uitgebreide modellen voor hoge-volume verkeersoperaties zoals zes-vrijheidsgraden onbemande voertuigdynamica en controlemodellen, navigatiecommunicatie- en sensormodellen, windmodellen, en conflictoplossingsmodellen die cloud computing en Graphic Process Unit (GPU) technologieën gebruiken om een hoog niveau van rekenprestaties te bereiken.

Met zo'n prestatie kan Fe³ duizenden Monte Carlo-simulaties uitvoeren voor hoge-volume vliegtuigoperaties in minuten, zodat onderzoekers gemakkelijk onzekerheidsstudies kunnen uitvoeren en statistische resultaten verkrijgen. Deze simulatie-tool biedt ook een flexibele invoerstructuur, waarmee onderzoekers een breed bereik aan parameters in grootschalige luchtoperaties kunnen bestuderen.

Fe³'s kern-simulatie-engine bestaat uit twee hoofdfuncties: trajectgeneratie en botsvermijding. Fe³ is hooggeparalleliseerd met behulp van de Compute Unified Device Architecture (CUDA) programmeertaal op GPU's. Het is geïmplementeerd op de Amazon Web Service (AWS) cloud voor schaalbaarheidsbehoeftes zodat het aantal GPU-instanties dynamisch geïmplementeerd kan worden op basis van simulatiebehoeftes. De technologie kan onzekerheidsanalyse uitvoeren op grote volumes vliegtuigoperaties binnen minuten, allen netjes verpakt in een webgebaseerde applicatie.

Met deze mogelijkheid kunnen stakeholders de impact bestuderen van kritieke componenten (zoals wind, surveillantie, communicatie, botsing, vermijding, verkeersregels, energieverbruik, etc.) in het laag-vlieg, hoge-dichtheid verkeersysteem; inzichten krijgen en helpen definieren van eisen, beleid, en protocollen voor een veilig en efficiënt verkeersysteem; en operationele risico's beoordelen en vluchtschema's optimaliseren.

NASA zoekt actief licentiehouders om deze technologie te commercialiseren. Neem contact op met NASA's Licensing Concierge op Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. U heeft JavaScript nodig om het te kunnen zien. of bel ons op 202-358-7432 om licentiegesprekken te initiëren. Volg deze link hier  voor meer informatie.