Bessere Flugzeugnavigation in Gefahrensituationen
Fly-by-wire (FBW) in seiner digitalen Version ist heute der Industriestandard für große zivile Flugzeuge. Das System zeichnet sich vor allem durch modernste Computersteuerung, u.a. für Flugzeuge, Flight Envelope Protection und Entlastung des Piloten aus. Für die nächste Flugzeuggeneration sollen nun GNC-Funktionen erweitert werden, um die Flugnavigation zu erleichtern und gleichzeitig die Leistung des Flugzeugs zu optimieren, und mit dieser Maßgabe wurde das EU-finanzierte Konsortium RECONFIGURE (Reconfiguration of control in flight for integral global upset recovery) ins Leben gerufen. Unter Beteiligung von zehn Privatunternehmen, Universitäten und Forschungszentren sollten modernste GNC-Funktionen entwickelt werden, die in Gefahrensituationen die Flugzeugnavigation vereinfachen. Die neue Technologie soll Piloten unterstützen, indem das Flugzeug automatisch für den optimalen Flugzustand neu konfiguriert und die Pilotensteuerung weiter gewährleistet ist. Hierfür prüften die Projektpartner modernste Parameterberechnungen, Fehlerdiagnosen und Steuerungsverfahren und widmeten sich noch ungeklärten Fragen im Zusammenhang mit der Integration von Parameterberechnungs- und Fehlerdiagnosesystemen in rekonfigurierbare GNC-Systeme. Dem RECONFIGURE-Team zufolge bestehen noch Mängel bei der Zertifizierung individueller und integrierter Techniken, die die optimale Nutzung einschränken. Zudem konzentrierte sich die Forschung zur FBW-Systemabfertigung, die Voraussetzung für die Zertifizierung ist, bislang fast ausschließlich auf eine feste Steuerung. Die Forscher prüften eine breite Palette des GNC-Designs, Validierungsmethoden und Werkzeuge. Der Benchmarkvergleich mit dem renommierten Flugzeugmodell Airbus diente als Plattform für Simulationen realistischer Fehlerszenarien und außergewöhnlicher Vorfälle. Das Flugzeugmodell verwendete auch Komponenten aus Benchmarks europäischer Vorgängerprojekte. Mit der Entwicklung wurden die technologischen Kapazitäten von Simulationsmodellen deutlich erweitert, sodass nun auch die Definition von Einschränkungen und Anforderungen an die industrielle Verifikation und Validierungsanalyse möglich sind. Dabei wurden drei Störfälle betrachtet: Sensorfehler, ungünstige aerodynamische Effekte (Vereisung) und Aktuatorfehler. RECONFIGURE machte kleine, aber wichtige Fortschritte, um das künftige FBW-Design zu optimieren. Da die Luftfahrtindustrie bislang noch auf konservative statt auf leistungsorientierte Designs setzt, können die vorgeschlagenen Lösungen das Design von GNC-Systemen verbessern, die derzeit in der FBW-Flugsteuerung eingesetzt werden.
Schlüsselbegriffe
Flugnavigation, guidance, navigation and control, außergewöhnliche Ereignisse, FBW, RECONFIGURE