HAP 2: Detektion der Kontamination

Die fehlende Erkennung von Vereisung an Sensoren und aerodynamisch wirksamen Oberflächen ist eine der Hauptursachen für Unfälle, die auf Vereisung zurückzuführen sind. Ein gesteigertes Situationsbewusstsein der Piloten für eventuelle Beeinträchtigungen am Flugzeug kann helfen, gefährliche Flugsituationen zu vermeiden.

Die Detektion der Kontamination ist notwendig, um einen Ausfall der Flugzeugsysteme vorzubeugen, falls Sensoren keine zuverlässigen Messwerte mehr liefern. Weiterhin müssen auf Grund falscher Messwerte nicht erkannte gefährliche Flugzustände vermieden werden, gerade wenn zum Beispiel ein Verlassen des zulässigen Anstellwinkelbereiches nicht bemerkt wird. Zur Detektion von Vereisung, der Erkennung von limitierten Systemfähigkeiten und der Vorbeugung von Systemausfällen sind Untersuchungen in verschiedenen Bereichen notwendig. Folgende Fragestellungen sind zu beantworten:

  1. Kann Sensorvereisung in redundanten Systemen erkannt werden, und wie können fehlende Signale aus vorhandenen rekonstruiert werden? Zur Erkennung von Sensorfehlern bei zwei gleichen Sensoren müssen weitere Messdaten hinzugezogen werden. Der Betrieb von kombinierten Luftdaten- und Inertialsystemen setzt die Messung verschiedener aerodynamischer Größen voraus, die bei Verlust durch Sensorausfall zu massiven Einschränkungen führen.

  1. Mit welchen alternativen Sensorkonzepten können Luftdaten unter Vereisungsbedingen zuverlässig bestimmt werden? Systeme zur Ferndetektion, z.B. optische Sensoren, die innerhalb des Flugzeuges angebracht werden, sind wenig empfindlich gegen Vereisung.

  1. Wie kann aus dem Flugzeugverhalten auf Vereisung geschlossen werden? Durch Methoden der System-Identifizierung können aerodynamische Parameter eines Flugzeuges aus Flugdaten ermittelt werden. Ziel der Untersuchungen ist es, diese online, situationsabhängig und zuverlässig zu bestimmen, daraus auf Vereisung zu schließen sowie eine Aussage über die limitierten Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.

  1. Wie kann das Situationsbewusstsein eines Piloten durch geeignete Anzeigen gesteigert werden?

Die zuverlässige Erkennung von Vereisung auf Basis verschiedener Systeme ist das Hauptziel der Untersuchungen.

Erste Schritte innerhalb des Arbeitspaketes sind die Konzeptentwicklung für den Datenfluss von Wetterinformationen, die zur Anzeige gebracht und das Situationsbewusstsein des Piloten erhöhen solle, sowie eine Moglichkeit zur online Parameterschätzung als Basis für die Vereisungserkennung, welche teilweise schon im Flugversuch mit dem DLR Forschungsflugzeug ATRA getestet wurde.

 

Datenflusskonzept für Wetterinformationen
 
DLR Forschungsflugzeug ATRA und Arbeitsplätze der Experimentatoren

Beteiligte Institute: