Ausfiltern unerwünschter Wechselwirkungen zwischen Pilot und Flugzeug
Ein neues Filter, das von einer spanischen Forschungsgruppe entwickelt wurde, kann zu einer deutlichen Erhöhung der Sicherheit in der Zivil- und Militärluftfahrt beitragen.
Heute reisen mehr Menschen mit dem Flugzeug als je zuvor. Kein Wunder also, dass Fragen rund um die Sicherheit sowohl im zivilen als auch im militärischen Luftverkehr eine hohe Priorität haben. Dennoch ereignen sich immer wieder Luftfahrtunfälle, die auf unterschiedlichste Ursachen zurückgehen. Ein wirksames Risikomanagement muss sich daher vielen verschiedenen Faktoren widmen, zu denen neben dem Luftfahrzeug selbst auch Pilotenfehler oder ungünstige Wetterbedingungen gehören.
APC- (Aircraft-Pilot Coupling-) Ereignisse sind unerwünschte Höhen- und Kursabweichungen aufgrund von nichtlinearen Wechselwirkungen zwischen Pilot und Luftfahrzeug. Das Spektrum der APC-Ereignisse reicht von kurzen, leicht korrigierbaren Vibrationen geringer Amplitude bis hin zu gravierenden Ereignissen wie den PIOs (Pilot-Induced Oscillations). Die gefährlicheren PIOs können zu Unfällen führen und den Verlust von Menschenleben zur Folge haben.
Die meisten PIOs entstehen, wenn das Flugsteuerungssystem (Flight Control System, FCS) nicht optimal ausgelegt ist. Dabei reagiert das Luftfahrzeug nicht so auf die Steuerungsbewegungen des Piloten, wie dieser es erwartet. Spanische Wissenschaftler haben in ihrer Forschungsarbeit nach Möglichkeiten gesucht, um solche unerwarteten FCS-Reaktionen zu eliminieren.
Konkret wurde dafür ein spezielles Filter zur Kompensation von Aktor-Grenzeffekten entwickelt. Dabei werden FCS-Rückmeldesignale in Echtzeit aufbereitet und anschließend zum Variieren des Kompensationsbetrages verwendet. Das Filter ist in der Steuerungssoftware implementiert. Im Endergebnis werden PIOs vermieden, was der Sicherheit zugute kommt.
Das spanische Filter unterscheidet sich durch seine besondere Flexibilität von anderen Filtern, die derzeit auf dem Markt sind. Die Kompensation hängt nicht ausschließlich von der Befehlsamplitude ab, sondern von mehreren verschiedenen Parametern. Eine Zusammenarbeit mit FCS-Herstellern wird dazu beitragen, dieses Produkt auf den Markt zu bringen und damit das Risiko von Unfällen im Zusammenhang mit APC-Ereignissen zu mindern.
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Lucia DIAZ
Instituto de Fomento de Andalucia
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