Ein besserer "Plan B" für die Flugsicherheit

Die Überwachung der Geschwindigkeit eines Flugzeugs hat entscheidende Bedeutung für die Flugsicherheit. EU-Forscher haben ein neues Stand-by-System entwickelt, das mit einer höheren Wahrscheinlichkeit des Weiterfunktionierens bei Ausfall des Primärsystems ausgestattet ist.

Industrielle Technologien

Während die derzeitigen Systemarchitekturen einen primären und einen Sicherheits- oder Back-up- bzw. Stand-by-Kanal (sog. Redundanz) zur Überwachung der Geschwindigkeit des Flugzeugs aufweisen, bestehen die Systeme aus ähnlichen Bauteilen mit ähnlichen Fehlermechanismen. So ist die Redundanz nicht immer funktionell real gegeben, da ein Ausfall des primären Kanals gleichermaßen ein Versagen des Back-up-Kanals nach sich ziehen kann. Das Neslie-Projekt ("New standby lidar instrument") ging an den Start, um einen Mehrachslaser mit neuen Signalverarbeitungsalgorithmen für den Stand-by-Kanal zu entwickeln, wobei die Flugsicherheit durch eine Verringerung der Ausfallwahrscheinlichkeit beider Flugzeugdrehzahlüberwachungskanäle erhöht wird. Die Forscher konkretisierten zunächst die gewünschten Eigenschaften effizienter Signalverarbeitungsalgorithmen zur zur Messung der wahren Luftgeschwindigkeit (True Air Speed, TAS), des Anstellwinkels (Angle Of Attack, AOA) und des Driftwinkels (Side-Slip Angle, SSA). Die Algorithmen wurden unter Einsatz von in geeigneter Weise modellierten Daten entwickelt und ausgiebig getestet. Angesichts der Anforderung einer Echtzeitverarbeitung von riesigen Datenmenge implementierten die Forscher die Algorithmen auf leistungsfähigen Hauptplatinen mit frei programmierbaren Universalschaltkreisen (Field-Programmable Gate Array, FPGA), wobei sie ein besonderes Augenmerk auf die Datenerfassungszeit und die Verarbeitungsgeschwindigkeit des FPGA-Prozessors legten. Die Anstrengungen innerhalb des Neslie-Projekts mündeten im Entwurf des optischen Luftdatensystems (Optical Air Data System, OADS) mit integriertem Laser, integrierter Optik, optischem Kopf und Fenstern, Echtzeit-Signalverarbeitung und einer theoretischen Untersuchung zur Feststellung der Luftdichte. Außerdem stellten die Forscher ein Lidar-Simulationsmodell bereit, das im Flugbetrieb erprobt wurde, und mit dem das OADS-Konzept validiert und vielversprechende Resultate erzielt werden konnten. Nebenbei schufen die Forscher eine große Signaldatenbank, die für die weitere Forschung auf dem Gebiet der Signalverarbeitung sehr hilfreich sein dürfte. Die Ergebnisse der Neslie-Projekts werden beträchtliche positive Auswirkungen auf die Zukunft der europäischen Flugsicherheit haben.

NEw Standby Lidar InstrumEnt

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