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 ZUKUNFT PERSONAL EUROPE: WORK:OLUTION - SUCCEED IN PERMANT BETA
16.07.2018 | GFOS mbH

nachricht Roboter zeichnet Skizzen von Messebesuchern
22.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics