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 OLED auf hauchdünnem Edelstahl
21.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

nachricht Die Chancen der Digitalisierung für das Betriebliche Gesundheitsmanagement: vitaliberty auf der Zukunft Personal 2017
19.09.2017 | vitaliberty GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie