Drahtlose Netzwerke ersetzen Flugzeugverkabelung
Derzeit werden auf dem Gebiet der Luftfahrt zur Überwachung der verschiedenen Flugzeugbauteile drahtgebundene Sensoren verwendet. Sie verkomplizieren allerdings die Flugzeugkonstruktion. Bereitstellung und Installation sind teuer und umständlich. Die Wissenschaft initiierte deshalb das EU-finanzierte Projekt "Flite instrumentation test wireless sensor" (FLITE-WISE) in Hinsicht auf die Abkehr von der unnötigen Last der Drähte und die Entwicklung von drahtloser Sensortechnologie. Intelligente Sensoren mit Funkschnittstellen werden für Kostensenkung in Sachen Sensorverdrahtung, geringeres Gewicht und Flexibilität beim Einbau am Flugzeug sorgen. FLITE-WISE entwickelt eine Plattform, die einen autonomen, drahtlosen Sensorknoten (Wireless Sensor Node, WSN) aufweist, der mit Akustik- und Drucksensoren verbunden werden kann. Er wird flugzeuggetragen operieren und Dauerflugtestmessungen durchführen können. Dieses vollständig integrierte drahtlose Sensornetzwerk wird ein kreisförmiger, flexibler Flecken sein, der dafür ausgelegt ist, auf die Flugzeughaut aufgetragen zu werden. Mit einer maximalen Dicke von 3 mm wird er als akustischer Sensor, Kommunikationsmöglichkeit und Speicher dienen. Es wird von ultradünnen Batterien angetrieben, die durch induktive Kopplung drahtlos aufgeladen werden können. Das Packaging wird es ermöglichen, dass der Knoten den rauen Umgebungsbedingungen der Testflüge standhält. Im ersten Teil des Projekts betrieb man die Entwicklung einer vielseitigen WSN-Architektur, welche Druck- und Schallsensoren sowie Abtastfrequenzen von 50 kHz unterstützt. Ein einzelner Knoten konnte Daten von acht Sensoren sammeln und Rechenleistung zur Datenkompression bereitstellen. Eine wichtige Herausforderung war die Erstellung eines Kommunikationssystems, das widerstandsfähig gegenüber Funkstörungen und Jamming ist. Zu diesem Zweck führten die Forscher eine relevante Studie durch, die eine Jamming-Erkennungslösung vorschlug. Zudem definierte man die Echtzeit-Datenerfassungsalgorithmen. Abgesehen von dem drahtlosen Sensornetzwerk, das für akustische Messungen entlang des Flugzeugrumpfs vorgesehen ist, betrachtete FLITE-WISE einen rotierende Anwendungsfall zur Erprobung der neuen Generation von Triebwerken mit gegenläufigen offenen Rotoren. Bei den Arbeiten an letzterem Fall konzentrierte man sich auf die Gestaltung einer Elektronikplatine. Dazu gehörte auch ein Funkgerät, ein Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozess, das Sensor-Front-End und Anschlüsse für acht Sensoren. FLITE-WISE will die beiden Anwendungsfälle bei einem echten Flugzeug demonstrieren. Diese Technologie wird zweifellos einen wichtigen Einfluss auf die Wettbewerbsfähigkeit der EU-Luftfahrtindustrie ausüben.
Schlüsselbegriffe
Luftfahrzeug, drahtloser Sensor, Instrumentierung, Messtechnik, Drucksensoren, akustische Sensoren
