I. Karakaya, R. Luckner

Sicherheitskritische und komplexe Flugregelungssysteme müssen strikten Anforderungen an Funktionalität, Zuverlässigkeit und Robustheit gerecht werden. Hierfür ist eine umfangreiche und zeitaufwändige Nachweisführung notwendig, die zeigt, dass das Flugregelungssystem die Anforderungen an die Flugeigenschaften und die Flugmission erfüllt. Der Start und die Landung sind aufgrund der Bodennähe besonders kritische Flugphasen. Für die automatische Landung sind in den Acceptable Means of Compliance (AMC) der CS AWO.A.ALS.106 Richtlinien für den Aufsetzpunkt bezüglich longitudinalem Abstand zur Landebahnschwelle und lateraler Abweichung zur Landebahnmittellinie gefordert. Gemäß der Zulassungsvorschrift EASA AMC CS-25.671 müssen ein kontrollierter Flug und eine sichere Landung im Nominal- als auch im Fehlerfall sichergestellt sein. In modernen elektronischen Flugsteuerungssystemen werden zum Übertragen von Informationen zwischen einzelnen Systemkomponenten CAN-Bus-Kanäle zur Ansteuerung von Aktuatoren verwendet. Der Ausfall eines CAN-Bus-Kanals aufgrund eines Kabelbruchs kann zum Kommunikationsverlust zwischen Flugsteuerungsrechner und einer oder mehreren Stellflächen führen. Dadurch kann möglicherweise die Manövrierfähigkeit eines Flugzeugs kritisch reduziert werden. Dieser Beitrag zeigt am Beispiel einer automatischen Flugsteuerung für ein großes unbemanntes Flugzeug, wie die Anzahl der zu untersuchenden CAN-Bus-Fehlerfälle reduziert und das Worst-Case-Szenario identifiziert werden kann. Die Untersuchung mit einer nichtlinearen Simulation zeigt, dass eines der identifizierten Worst-Case-Szenarien bei der Landung nicht ausreichend ist. Die demonstrierte Methode soll erfahrene Piloten und Entwicklungsingenieure bei der Einstufung von Fehlerfällen unterstützen.

Safety-critical and complex flight control systems must meet strict requirements for functionality, reliability, and robustness. This necessitates extensive and time-consuming verification demonstrating that the flight control system fulfills the requirements for flight characteristics and mission performance. Takeoff and landing are particularly critical flight phases due to the proximity to the ground. For automatic landing, the Acceptable Means of Compliance (AMC) of CS AWO.A.ALS.106 specifies guidelines for the touchdown point regarding longitudinal distance to the runway threshold and lateral deviation from the runway centerline. According to the EASA AMC CS-25.671 certification regulation, controlled flight and a safe landing must be ensured in both nominal and failure scenarios. In modern electronic flight control systems, CAN bus channels are used to control actuators and transmit information between individual system components. The failure of a CAN bus channel due to a broken cable can lead to a loss of communication between the flight control computer and one or more control surfaces. This can potentially reduce an aircraft´s maneuverability to a critical degree. This paper uses the example of an automatic flight control system for a large unmanned aircraft to demonstrate how the number of CAN bus failure cases to be investigated can be reduced and the worst-case scenario identified. The investigation using a nonlinear simulation shows that one of the identified worst-case scenarios is insufficient for landing. The demonstrated method is intended to support experienced pilots and development engineers in classifying failure cases.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022, Dresden

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2022

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2022102816172049669498

10.25967/570216

Flugsimulation, Fehlerfälle

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Karakaya, I.; Luckner, R. (2022): Effizientes Testen und Bewerten von Systemfehlern bei automatischer Landung. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/570216. urn:nbn:de:101:1-2022102816172049669498.

28.10.2022