Im Bereich der Forschung zu modernen Avioniksystemen liegt der Fokus auf der Neu- und Weiterentwicklung von Plattformen und Standards sowie auf der Anwendung und Zertifizierung innovativer Softwaretechnologien, Programmiersprachen und Entwicklungsprozessen. Die strengen Sicherheitsanforderungen der Luftfahrt erfordern eine sorgfältige Abwägung zwischen Innovationspotenzial, Entwicklungskosten, Sicherheit- und Zulassungsanforderungen. Demgegenüber steht die hohe Innovationsdynamik in der Computer- und Softwaretechnik.
Inhaltlich befasst sich das Institut für Flugsystemtechnik unter anderem mit Zulassungsfragen rund um die Programmiersprache Rust, der Nutzung von WebAssembly und des Serverless-Paradigmas in der Avionik sowie mit der Entwicklung eines zertifizierungsfähigen Frameworks auf Basis ontologischer Systeme.
Ein ganzheitliches Infrastructure-as-Code (IaC)-Konzept auf Basis von Nix sowie darauf aufbauende, umfassende Continuous-Integration-(CI)-Setups bilden das Fundament unserer Softwarequalitätssicherung. Unsere Forschungsergebnisse veröffentlichen wir in Fachpublikationen auf Konferenzen sowie auf unserem GitHub-Workspace github.com/DLR-FT. Darüber hinaus beteiligen wir uns aktiv an der Weiterentwicklung von Standards wie ARINC 653.
Konzeptionierung und Entwicklung von Luftfahrtelektronik
Der zunehmende Funktionsumfang moderner Luftfahrzeuge erfordert die kontinuierliche Weiterentwicklung effizienter und leistungsfähiger Luftfahrtelektronik. Diese Systeme müssen strenge Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit erfüllen, um den sicheren Betrieb des Luftfahrzeugs jederzeit zu gewährleisten.
Das Institut forscht an neuartigen Methoden zur Konzeption und Entwicklung von Luftfahrtelektronik, darunter Avionikrechner und Kommunikationssysteme. Die Entwicklungsprozesse orientieren sich dabei an den geltenden Qualifikationsvorschriften, insbesondere:
RTCA DO-160 / EUROCAE ED-14: regelt Umweltbedingungen und Prüfverfahren für luftfahrttechnische Ausrüstung
RTCA DO-254 / EUROCAE ED-80: legt Richtlinien zur Qualitätssicherung bei der Entwicklung elektronischer Luftfahrzeug-Hardware fest.
Darüber hinaus arbeiten wir an der Weiterentwicklung der DO-160/ED-14-Vorgaben im Hinblick auf elektrische Antriebe und elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).
Open-Source-Avionik
Open-Source-Avionik bezeichnet den Einsatz frei verfügbarer Software und Hardware in der Luftfahrt. Während in der bemannten zivilen Luftfahrt traditionell proprietäre Systeme großer Unternehmen wie Boeing, Airbus oder Honeywell dominieren, hat sich mit dem Aufkommen von Drohnen und der Skalierung der Sicherheitsanforderungen für Systeme mit geringem Betriebsrisiko eine Bewegung hin zu offenen Technologien entwickelt. Diese ermöglichen einen zugänglichen, kosteneffizienten und innovativen Ansatz für Luftfahrtanwendungen.
Am Institut für Flugsystemtechnik untersuchen wir den Einsatz von Open-Source-Avionik in verschiedenen Anwendungsfeldern – von kleinen Drohnen bis hin zu großen unbemannten Luftfahrzeugen mit Nutzlasten von bis zu 200 kg. Unser Ziel ist es, Open-Source-Avionik für die industrielle Nutzung nutzbar zu machen. Dazu erforschen wir, inwieweit drohnenspezifische Sicherheitsstandards und Bewertungsverfahren – wie etwa SORA – mit Open-Source-Systemen erfüllt werden können.
DLR-Flugsteuerungsrechner
Der DLR-Flugsteuerungsrechner stellt eine hochintegrierte Avionikplattform für den Einsatz in kleinen bis mittelgroßen unbemannten Luftfahrzeugen dar. Der Rechner zeichnet sich durch seine große Anzahl an Kommunikationsschnittstellen, integrierter Sensoren sowie leistungsfähiger Prozessoren aus und kann damit in unterschiedlichen Anwendungsszenarien flexibel eingesetzt werden. Die redundante Implementierung kritischer Komponenten wie der Energieversorgung und Prozessoren erhöht die Zuverlässigkeits- und Integritätseigenschaften der Avionikplattform.
