eSAFE - Emergency Safe Return for CS23 Aircraft

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Technik zur automatischen Notflugführung inkl. Notlandung für Flugzeuge der EASA CS23 Kategorie. Im Fall plötzlicher Flugunfähigkeit des Piloten oder technischer Probleme soll nach Betätigen des Notfallknopfes an Bord automatisch kriterienbezogen ein Landeplatz mit Anflugroute unter Berücksichtigung dynamischer Verkehrs- und Wetterdaten ermittelt werden.

Kurzbeschreibung

Ausgangspunkt / Motivation

Im Rahmen des Projektes Emergency Safe Return for CS23 Aircraft (eSAFE) soll für Flugzeuge der Kategorie EASA CS23 für den Fall plötzlicher Flugunfähigkeit des Piloten oder spezieller technischer Probleme eine Technik zur automatischen Notflugführung inkl. Notlandung entwickelt werden. Nach Betätigen des Notfallknopfes an Bord wird automatisch kriterienbezogen ein Landeplatz mit Anflugroute unter Berücksichtigung dynamischer Verkehrsdaten ermittelt.

Abfliegen der Route, Umschalten in Landekonfiguration, Endanflug und Landung bis zum Stillstand erfolgen vollautomatisch.

Ziele

  • Realiserung eines effizienten, sicheren und komfororientieren Luftrtransportsystems
  • Fly-By-Wire
  • Flugsteuerungs- und Regelsystem

Inhalt

Basis für die Umsetzung und Flugerprobung der gesamten "Notlandefunktion" ist eine bereits existierende Fly-By-Wire Avionikplattform basierend auf der sicherheitskritischen X-By-Wire Plattform (IST-PEIT Powertrain with Equipped Intelligent Technologies, FP6-SPARC Secure Propulsion using Advanced Redundant Control), wie sie in drei Testfahrzeugen der Fa. Daimler AG erprobt wird.

Im Rahmen des FP7-Projektes SAFAR (Small Aircraft Future Avionics Architectures) wurden Avionikbasisfunktionen auf einer Diamond DA42 luftfahrtverträglich implementiert und validiert. Im deutschen LUFO IV Verbundvorhaben FLY SMART werden hierauf aufbauend weitergehende Avionik-Funktionen realisiert, die dem Projekt eSAFE beigestellt werden.

Neben der Entwicklung der Notfunktionen, der Integration in die vorhandene Fly-By-Wire Plattform, der Validierung durch Flugerprobung (DA42) ist ein weiterer Forschungsschwerpunkt die Qualifizierung und Zertifizierung eines solchen Notfallsystems.

Methodik / Vorgehensweise

Ein FBW-System stellt im Wesentlichen eine Instanz einer allgemeinen Plattform mit hoher Flexibilität bzgl. Struktur, Hardware, Kommunikation und Software dar. Kernstück ist eine in allen Modulen der Plattform implementierbare Middleware, die alle Aspekte der Kommunikation, Fehlermanagement der Plattform inkl. Sensoren und Aktuatoren, byzantinische Agreementbildung sowie das gesamte Betriebmanagement der Plattform abdeckt.

Die Applikationen sehen durch die Middleware nur ein virtuelles Simplex Ein-Prozessorsystem, also nichts von der Komplexität der Plattform mit Verteilung, Fehlertoleranz und Redundanz. Die Middleware für eine spezifische Anwendung (gesamtes FBW-System) ergibt sich durch Spezialisierung.

Diese Spezialisierung wird mit einer Tool-Suite durchgeführt. Dabei eröffnet die Tool-Suite weitere Möglichkeiten der Prozessautomatisierung, nämlich die weitgehend automatische Erstellung von Entwicklungsdokumenten und Testcases zum FBW-System (Applikationen sind ausgenommen). Dies stellt zur heutigen Technik eine signifikante Innovation dar und ist Grundlage einer deutlichen Reduktion des Entwicklungsaufwandes zukünftiger FBWSysteme.

Erwartete Ergebnisse

Im Rahmen des kooperativen F&E Projektes Emergency Safe Retrun for CS23 Aircraft (eSAFE) soll die autonome und sichere Heimführung von LCAT- Flugzeugen (siehe Abb. 2.1) in Notsituationen (Flugunfähigkeit des Piloten) untersucht und die dazu notwendige Funktionalität in qualifizierbarer und zertifizierbarer Form (HW / SW) realisiert werden.

Die realisierten technischen Lösungen werden durch eine 6-DOF-Simulation und Flugversuche auf einem Erprobungsträger (Fly-By-Wire eingerüstete Diamond DA42 aus dem FP7 EUProjekt SAFAR - Small Aircraft Future Avionics Architecture / LUFO IV FLY SMART Verbundvorhaben) validiert und auf ihre Praxistauglichkeit überprüft.

Ergebnisse zu Projektende

  • Nachweisbare Funktionalität mittels Testflüge und Aufzeichnungen
  • Grundlage für Zulassungsmodalitäten nach CS-23

Aviation Forum Austria 2016: eSafe

Demo-Video eSafe

Projektbeteiligte

Förderprogramm: TAKE OFF