Red Bull Air Race: Analyse und Optimierung von Flugrouten

Ein Red Bull Air Race ist eine Rennveranstaltung, bei dem Flugzeuge einen mit Pylonen abgesteckten Parcours möglichst schnell und unter Einhaltung der Rennregeln durchfliegen sollen. Beispielsweise dürfen Tore nicht berührt werden. Für ein Team ist neben der Arbeit am Flugzeug und einem guten Piloten auch die Taktik, wie ein Rennen geflogen wird, wichtig. Dabei besteht die Herausforderung für ein Team darin, bei sich verändernden Windverhältnissen diejenigen Flugrouten zu bestimmen, welche mit der geringsten Zeit geflogen werden können. In dieser Arbeit wurde ein Python-Tool entwickelt, das den Weg mit der geringsten Flugzeit berechnet. Dabei werden die Flugzeugkennwerte, der Verlauf der Rennstrecke und die Windverhältnisse berücksichtigt. Die Flugzeit wird mit einem Modell berechnet, das die Dynamik des Flugzeuges durch ein physikalisches Modell mit sechs Freiheitsgraden beschreibt, während es auf einem Non-uniform rational B-Spline fliegt. Mit diesem Tool können sowohl geflogene Routen wie auch neue noch nie geflogene Manöver analysiert und optimiert werden.