Das Gesamtziel des Verbundprojektes ist die Erarbeitung von Technologien für die Umsetzung Flugsteuerungssysteme für Kleinflugzeuge. Der Fokus dieses Teilprojektes liegt auf den Regelungs- und Schutzfunktionen, der Definition einer geeigneten Sensorarchitektur sowie der Analyse von Fehlfunktionen zur Umsetzung eines Functional Hazard Assessment. In der Seitenbewegung führen die Erhöhung der Dämpfung der Taumelschwingung und die Entkopplung der Roll- und Gierbewegung zu signifikanten Verbesserungen der Flugeigenschaften unter dem Einfluss von lateralen Störungen. Bei den durchgeführten ILS-Anflügen konnte die Arbeitslast der Piloten (gemrn Pilotenkommentaren) reduziert werden. Das Auslegungsverfahren für die Regelungskonzepte mit Sicherheitsfunktionen ist automatisiert, deshalb können die Rückführverstärkungen sehr schnell für andere Arbeitspunkte ausgelegt werden. Die Sensorik zur Realisierung von Fly-by-Wire Funktionen stellt einen wesentlichen Kostentreiber dar. Es werden zunächst die Anforderungen an die Luftdaten- und Inertialsensorik analysiert und zusammengefasst. Die Analysen umfassen auch Fehlerbäume zum Nachweis der Einhaltung der Sicherheits- und Zuverlässigkeitsvorgaben. Darauf basierend wird eine Basiskonfiguration der Sensorik definiert, welche den Zulassungsbestimmungen genügt und gleichzeitig die Realisierung sinnvoller Funktionen zur Sicherheitserhöhung in der betrachteten Flugzeugklasse ermöglicht. Zur potenziellen Kostenersparnis werden zwei neue Sensorkonzepte untersucht: ein optisches Landesystem zur Ermöglichung automatischer Landungen auch in Gegenden mit geringer technischer Infrastruktur und ein Anstellwinkelsensor basierend auf piezoresistiver Dünnschichttechnologie. Die Analyse des optischen Landeverfahrens umfasst neben der Definition des Sensorsystems auch die Definition der notwendigen Bordausrüstung, der Bodeninfrastruktur sowie eines Betriebskonzepts. Für den Anstellwinkelsensor basierend auf piezoresistiver Dünnschichttechnologie wurden die Anforderungen spezifiziert. Es stellt sich heraus, dass die Sensitivität der Schicht den Anforderungen als Differenzdrucksensor nicht genügt. Da im Bereich der Schichttechnologie heute noch große Verbesserungen zu erwarten sind, kann dieses Konzept aber in einigen Jahren realisierbar sein.

    Main goal of the project is the development and assessment of technologies to enable the realization of cost-effective Fly-by- Wire flight control systems for small to medium business jets. Focus of this contribution is the realization of control and safety functions, the definition of suitable sensor architecture for Fly-by-Wire functions and analysis of failure cases to realize a functional hazard assessment. Under the influence of lateral disturbances an increased damping of the dutch roll and the decoupling of the roll and yaw movement lead to significant improvements of the flight characteristics in lateral movement. The workload of the pilots could thus be reduced during the performed ILS approaches (according to pilot commands). Due to the automated design process for the control concepts with security features the feedback gains can be designed very quickly for other operating points. The sensor system for realization of Fly-by-Wire functions is one of the major cost drivers. First, the requirements for air data and inertial data measurement are analyzed. The analysis includes besides others fault trees to demonstrate the compliance to safety and availability requirements. Based on these results, a basis configuration of the sensor system is defined, which is conform to these requirements and allows the realization of safety functions. For a potential cost reduction, two sensor concepts are analyzed: an optical landing system to allow automatic landing in area with insufficient technical infrastructure for ILS approaches and an angle of attack sensor based on piezoresistive thin film technology. The analysis of the optical landing system includes besides the definition of the sensor system the definition o necessary aircraft equipment, ground infrastructure and an operational concept. The requirements for the angle of attack sensor based on piezoresistive thin film technology are specified. Analysis shown that the sensitivity of the sensor concept is no sufficient in the present configuration.


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    Title :

    Safer flight - Fly-by-Wire-Flugsteuerungssystem für General Aviation Luftfahrzeuge. Schlussbericht. Laufzeit des Vorhabens/Berichtszeitraum: 01/2009 - 03/2012


    Contributors:
    Niedermeier, D. (author) / Pruter, I. (author) / Wendel, D. (author) / Engelmann, R. (author) / Spangenberg, H. (author)


    Publication date :

    2012


    Size :

    150 Seiten, 76 Bilder, 56 Tabellen, 66 Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German