Versuchsanlagen

EFCS-Rig



Der Aktuatorprüfstand des EFCS-Rigs

Für effiziente, ergebnisorientierte Forschungsarbeiten in dem komplexen und
sicherheitskritischen Bereich der Flugsteuerung wurde die Großanlage EFCS-Rig aufgebaut, welche sowohl die Untersuchung neuer Subsystemlösungen als auch die Betrachtung der Interaktion neuer Systemkonzepte mit weiteren Systemen der Flugsteuerung ermöglicht – die Betrachtung des „System of Systems“. Die Basis dafür bietet die Kopplung eines Aktuatorprüfstands mit einer Cockpitsimulationsumgebung zu einem Iron Bird, der über einen zentralen Steuerstand bedient wird. Dadurch wird die Durchführung von Closed-loop-Untersuchungen neuer Systemkonzepte bis hin zur Beurteilung deren Auswirkungen auf die Flugeigenschaften ermöglicht. Durch die Einbindung von Hard- und Softwarekomponenten der Flugsteuerung können neue Systeme bereits in einem frühen Entwicklungsstadium sehr tiefgreifend untersucht werden.


Um die Funktion neuer Flugsteuerungssysteme nachzuweisen, werden konventionell zunächst Subsystemtests durchgeführt, bevor diese Systeme in einem Iron Bird zu einem Gesamtsystemprüfstand am Boden zusammengesetzt werden. Diese Prüfstände beinhalten die Hard- und Softwarekomponenten des gesamten Flugsteuerungssystems sowie eine daran gekoppelte Cockpitsimulation, um in möglichst großem Umfang Tests für die Nachweisführung des neuen Systems bereits am Boden durchführen zu können. Mit reinen Computersimulationen ist dies in der Vergangenheit nicht realisiert worden, da zur Nachweisführung des komplexen und sicherheitskritischen Flugsteuerungssystems dieses sehr präzise nachgebildet werden muss, um aus der Simulation auf den realen Fall sicher schließen zu können. Um die Entwicklungskosten durch möglichst geringen Hardwareaufwand zu reduzieren, wird heute bei neuesten Flugzeugentwicklungen teiweise versucht, nach den Subsystemtests anstatt des Iron Bird ein Electronic Bird aufzubauen. Zur Erforschung der notwendigen Technologien und zur Erarbeitung des Fachwissens für den Übergang von Iron Birds hin zu Electronic Birds soll dieser Prüfstand einen wichtigen Beitrag leisten. Dies betrifft insbesondere die Erforschung neuer Prozesse als auch deren Validierung durch den Vergleich mit konventionellen Systemen. Durch ein modulares Konzept und die Einbindung von Industriestandard-Modellierungstools wird es dem Ingenieur ermöglicht neue Ideen und Forschungsvorhaben effektiv auf einer Simulationsumgebung zu testen (Rapid-prototyping).


Technische Besondheiten

Der Piloten-Bedienstand des EFCS-Rigs

Die Besonderheit des Prüfstands stellt die Kopplung einer flugmechanischen Simulation mit einem Aktuatorprüfstand dar. Diese Realisierung als EFCS-Rig bietet weitergehende Möglichkeiten gegenüber einem reinen Aktuatorprüfstand oder einer Cockpitsimulationsumgebung. Durch den modularen Aufbau können neue Systemlösungen aus dem Bereich der Flugsteuerung – vom Sidestick über Bordrechner mit Software bis hin zu den Stellsystemen – sehr flexibel integriert, als Teilsysteme getestet und anschließend ganzheitlich untersucht werden. Dies ermöglicht neben reinen Systemtests auch die Untersuchungen der Interaktionen der Systeme untereinander sowie zwischen den Systemen und den Piloten.

Für Tests von Aktorsystemen stehen mehrere getrennte Energieversorgungen zur Verfügung, um neben Einzelsystemtests auch redundante Architekturen und deren Auswirkungen auf Systemlösungen untersuchen zu können. Des Weiteren werden die im Fluge auftretenden aerodynamischen Lasten oder systembedingten Lasten über zusätzliche elektrohydraulische Servoaktuatoren auf die Stellsysteme dynamisch simuliert. Die flugmechanischen Modelle können sowohl auf einem harten Echtzeit-System als auch auf Modellierungstool-Ebene ausgeführt werden. Auch für die in modernen Flugzeugen immer verbreitert eingesetzten Computer-Display-Anzeigen stehen Tools bereit, mit deren Hilfe schnell neue Anzeigen erstellt und Untersuchungen an der Mensch-Maschine-Schnittstellen ermöglicht werden.


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