Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mehr Sicherheit für Flugzeuge

22.02.2017

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Am 15. Januar 2009 wurde Chesley B. Sullenberger weltberühmt: Dem Flugkapitän gelang nach einem Gleitflug mit seinem Airbus A320 eine Notwasserung auf dem Hudson River, nachdem über New York durch Vogelschlag beide Triebwerke ausgefallen waren. Alle 155 Menschen an Bord wurden gerettet.


Die Grafik zeigt den Rückflugweg, den ELA angezeigt hätte. Das Unfallereignis ist oben links, der Flughafen unten rechts dargestellt, außerdem werden die Höhen des Gleitfluges angezeigt

Grafik: Wolfram Schiffmann

Eine wichtige Hilfe bei diesem Horrorflug hätte ein Flugassistenzsystem sein können, das Piloten bei einem totalen Triebwerksausfall dabei unterstützt, sicher notzulanden: Der an der FernUniversität in Hagen entwickelte Emergency Landing Assistant (ELA) bietet eine Entscheidungs- und eine Navigationshilfe, um das Flugzeug im Gleitflug genau an den Anfang eines Bereiches zu steuern, wo eine sichere Notlandung möglich ist.

Jedes Flugzeug kann ohne Triebwerke im Gleitflug weiterfliegen. Das Problem ist zunächst zu entscheiden, wo im Notfall der beste Landeplatz ist. Hierbei unterstützt eine von Prof. Wolfram Schiffmann selbst entwickelte Datenbank den Piloten. Sie sucht dabei ständig Alternativen.

Zudem berechnet ELA – der im Rahmen einer Bachelor-Arbeit des FernUni-Studenten Jürgen Vörding als App für ein Android-Tablett entwickelt wurde – den optimalen Energieeinsatz: Beim Gleitflug geht es nicht nur um die Entfernung, sondern auch um Flughöhe, Sinkgeschwindigkeit und Landewinkel. Prof. Wolfram Schiffmann, der ebenso wie Vörding Pilot ist: „Wegen der vielen zu berücksichtigenden Parameter sind die Berechnungen höchst komplex.“

Wie wichtig die Unterstützung bei der Entscheidung für einen Notlandeplatz ist, zeigten die Untersuchungen nach dem 15. Januar 2009: „Sullenberger entschloss sich binnen Sekunden für die Notwasserung. Er konnte den Hudson sehen, als die Triebwerke ausfielen. In seiner Situation eine absolut richtige Entscheidung!

Später ergab sich jedoch, dass auch die Rückkehr zum Flughafen LaGuardia in New York möglich war. Doch dafür fehlten Sullenberger die Informationen. Unsere Simulationen zeigten ebenfalls, dass er dorthin gekommen wäre: ELA hätte ihm LaGuardia als sichersten Notlandeplatz vorgeschlagen und ihn dorthin navigiert.“

Das Navigationssystem kann sogar mit dem Autopiloten verbunden werden, dadurch hätte der Pilot nach der Entscheidung für das neue Ziel zum Beispiel mehr Zeit für die Kommunikation mit der Flugsicherung. Die Landung führt der Pilot aber wieder selbst durch.

Grundsätzlich eignet sich das System über den Einsatz in Verkehrsmaschinen hinaus auch für kleinere Typen bis hin zu Ultraleichtflugzeugen.

App-gesteuert mit der Kraft warmer Winde in die Höhe

Durch warme Winde nach oben, nicht durch Motorkraft: Das ist Grundprinzip des Segelfliegens. Dafür suchen sich die Pilotinnen und Piloten von Segelflugzeugen aufsteigende Luftströmungen. Um ihnen die Suche nach diesen Aufwinden zu erleichtern, wurde am Lehrgebiet Rechnerarchitektur ein Thermikassistent für den Segelflug entwickelt. Mit Hilfe einer sowohl zwei- als auch dreidimensionalen App können Thermiken automatisiert erkannt werden, wenn sie durchflogen werden.

Dafür ist die Kopplung an ein entsprechendes Messsystem, ein Variometer, notwendig. Die Apps wurden in zwei Studienabschlussarbeiten entwickelt. „Zahlreiche neue Handys haben bereits einen Drucksensor integriert, den wir nutzen können“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann.

Die notwendigen Informationen über Steigen und Sinken liefert ein Total Energiekompensiertes Variometer: Dem statischen Luftdruck, der der Höhenmessung dient, wird ein geschwindigkeitsabhängiger Unterdruck überlagert, so dass die Höhenänderung in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt werden kann (z.B. x Fuß Steigen bzw. Sinken pro Minute). Ein Segelflugzeug sinkt jedoch nur. Ausnahme: Es fliegt in eine Thermik, deren Steigung größer ist als das Sinken des Flugzeugs.

Findet ein Pilot eine Thermik, dreht er das Flugzeug in sie hinein, um sich kreisförmig in größere Höhe tragen zu lassen. „Dabei verliert man jedoch leicht die Orientierung darüber, wo die Thermik ist“, erläutert der Professor mit Pilotenschein für Motorflugzeuge.

Mit einem Total Energiekompensierten Variometer wird bestimmt, welchen Anteil die Thermik am Steigen des Segelfliegers hat. Seine hierzu gefundenen Daten hat Prof. Schiffmann dem Dortmunder Software-Spezialisten AppPilots GmbH & Co. KG zur Verfügung gestellt, deren Geschäftsführer Kevin Beyer selbst Segelflieger ist. AppPilots hat Schiffmanns Gleichungen in ein iPhone integriert und eine ansprechende graphische Darstellung der damit gemessenen Thermik realisiert.

„Je länger das Flugzeug in der Thermik kreist, desto aussagefähiger ist die Anzeige auf dem Display und desto besser das Bild, das sich der Pilot von der Thermik machen kann. So kann er sie viel besser ausnutzen, um nach oben zu kommen“, erläutert Schiffmann. „Unsere Entwicklung kann auch für Drohnen und Flugzeuge genutzt werden. Wir haben sogar einen Autopiloten entwickelt, der sie selbstständig ‚hochkurbeln‘ kann.“

Prof. Schiffmann (http://www.fernuni-hagen.de/rechnerarchitektur/) präsentiert den Notlandeassistenten ELA gemeinsam mit Jürgen Vörding auf der AERO, Stand FW-BP04, Messe Friedrichshafen, Neue Messe 1, 88046 Friedrichshafen.

Der Thermikassistent ist mit einem Flugsimulator auf dem Stand FW-BP03 der AERO zu finden.

Weitere Informationen:

http://e.feu.de/elavideo

Susanne Bossemeyer | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: AERO Airbus ELA Hudson River Landeplatz Luftdruck Navigationshilfe Notwasserung Triebwerke

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht SYSTEMS INTEGRATION 2018 in der Schweiz thematisiert Bausteine für die industrielle Digitalisierung
20.11.2017 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

nachricht IHP präsentiert sich auf der productronica 2017
17.11.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Seminar „Leichtbau im Automobil- und Maschinenbau“ im Haus der Technik Berlin am 16. - 17. Januar 2018

23.11.2017 | Seminare Workshops

Biohausbau-Unternehmen Baufritz erhält von „ Capital“ die Auszeichnung „Beste Ausbilder Deutschlands“

23.11.2017 | Unternehmensmeldung