Drahtlose Sensoren für die Zustandsüberwachung von Flugzeugen
Eine integrierte Fahrzeugzustandsüberwachung von Flugzeugen wird benötigt, um die Flugsicherheit zu erhöhen und gleichzeitig Betriebs- und Wartungskosten zu reduzieren. Allerdings verhindern verschiedene Randbedingungen den Einbau einer solchen Instrumentierung im Flugzeug. In diesem Kontext befasste sich das von der EU-geförderte Projekt "Wireless smart distributed end system for aircraft" (WILDCRAFT)(öffnet in neuem Fenster) mit den Anforderungen an Größe, Ressourcen und Energie. Durch die Entwicklung eines drahtlosen Sensornetzwerks basierend auf Datenfusionstechniken zur Analyse von Messungen in bestimmten Teilen eines Luftfahrzeugs, ermöglichte WILDCRAFT ein sichereres Erfassen von Anomalien. Die Forscher entwickelten eine End-to-End-Lösung für die Erfassung, Analyse und Herstellung von verwertbaren Informationen. Die für das Zustandsüberwachungssystem ausgewählten Drahtlossensoren funktionieren für gegebene Bedingungen bei Temperatur, Beschleunigung und Feuchtigkeit gut. Sie sind relativ klein und leicht und auch energieeffizienter. Darüber hinaus vermeidet ein thermischer Harvester das Laden von Batterien, indem die durch die Temperaturdifferenz mit der Umgebungsluft erzeugte elektrische Energie "geerntet" wird. Drahtlose Konnektivität verbindet jeden Sensor mit einem zentralen Rechenknoten, der aus einem netzwerkfähigen Prozessor mit High-Performance-Kernen und einem kompletten Satz von Peripheriegeräten besteht. Obwohl damit große Datenmengen verarbeitet werden können, wurde ein Field-Programmable Gate-Array hinzugefügt, um bestimmte, sehr anspruchsvolle Aufgaben zu beschleunigen. Mit den aufgezeichneten Daten und neu entwickelten Datenfusionsalgorithmen kann das WILDCRAFT-System den genauen Status der Flugzeugstruktur identifizieren. Die Nutzung verschiedener Ebenen der Datenredundanz ermöglicht virtuelle Sensorinformationenmit hoher Genauigkeit. Noch wichtiger ist, dass das neue System auf die jeweiligen Stärken der verschiedenen Arten von Sensoren eingeht. Die derzeitige Praxis von geplanten Wartungen erhöht die Kosten der Instandhaltung, insbesondere im Falle von Flugzeugen über ihre vorgesehene Lebensdauer hinaus. Die zustandsorientierte Instandhaltung, die mit dem neuen Zustandsüberwachungssystem von WILDCRAFT jetzt möglich ist, wird die Verfügbarkeit der Flugzeuge und die Kapitalrendite erhöhen und gleichzeitig die Sicherheit gewährleisten.
