Entwicklung des "Quallification Test Analyzer"
Der "Qualification Test Analyzer" ist eine Sezialsoftware, mit der Flugdaten und Flugsimulationsdaten effizient analysiert werden können.Die Entwicklung der Software ist im Folgenden beschrieben. Sollten Sie auf der Suche nach einem Ingenieurbüro für Entwicklungen im Bereich Luftfahrttechnik sein oder einen Dienstleister für die Entwicklung von Analysesoftware sein, dann senden Sie bitte eine Nachricht.
Inhalt
Flugdatenerfassung und Auswertung - das Einsatzgebiet
Bei der Zerfizierung und Qualifizierung von Flugsimulatoren nach den "Joint Airworthiness Requirements" (JAR) muss nachgewiesen werden, dass ein Flugsimulator die unterschiedlichen Flugzustände (z.B. Steigflug, Phygoide, Verhalten bei Triebwerksausfall, Flugleistung) und das Verhalten von Komponenten des zu simulierenden Flugzeuges (z.B. benötigte Zeit zum Ausfahren des Fahrwerks, benötigte Zeit zum beschleunigen des Triebwerks auf eine bestimmte Drehzahl) möglichst identisch dem zu simulierenden Flugzeug ist.
Für die Zertifizierung/ Qualifizierung eines Flugsimulators muss das "identische" Flugverhalten gegenüber der zuständigen Luftfahrtbehörde nachgewiesen werden. Dies geschieht durch Durchführung von Flugversuchen mit einem Flugzeug und einem Simulator. Für den Erhalt der Zulassung muss in regelmäßigen Abständen ein erneuter Nachweis ("Qualification") erbracht werden. Hierzu wird auf Flugsimulationsdaten zurückgegriffen, die z.B. bei der ursprünglichen Zulassung des Simulators aufgezeichnet wurden. Die zulässigen Toleranzen beim Vergleich von Simulator- und Flugdaten bzw. Flugsimulationsdaten untereinander und die Art der Datenanalyse sind in den JAR definiert.Eine Zertifizierung ist aufwändig. Es gilt hunderte von Parametern (Airspeed, Heading, Altitude, Gear Position...) gegeneinander zu vergleichen und auszuwerten. Das Ergebnis ist ein "Qualification Test Guide" mit z.T. mehr als 100 Diagrammen. Nur durch die JAR-Zulassung wird ein Flugsimulator als Trainingsgerät für Piloten anerkannt.
Zielsetzung
Effizienz bei der Qualifizierung eines Flugsimulators ist wichtig. Schon alleine durch die Tatsache, dass jeder Flugsimulator qualifiziert werden muss (100 Simulatoren => 100facher Aufwand) macht eine "manuelle" Auswertung der Versuchsergebnisse nur in Ausnahmefällen möglich. Um eine für Hersteller und Flugsimulatorbetreiber (Luftfahrtunternehmen, Flugschulen, Luftwaffe) eine praxisgerechte Lösung zu entwickeln, wurde der "Qualification Test Analyzer" (QT Analyzer) entwickelt:Das Programm unterstützt unter anderem
- das automatische Lesen und Auswerten von aufgezeichneten Flugparameter-Dateien,
- Visualisierung von Messwerten und zulässigen Toleranzen als Diagramm,
- "intelligente" Erkennung von Zuständen und markanten Werten und Flugmessdaten,
- Vergleich von Aufzeichnungen unterschiedlicher Flugsimulator-Fluge untereinander
- automatischer Export von Diagrammen als Grafikdatei und Anbindung an externe Software zur Erzeugung von Report-Dokumenten.
Der QT Anaylzer ist dabei so konzipiert, dass er einfach bedient werden kann: Eine ausgereifte Programmlogik übernimmt eigenständig möglichst viele Entscheidungen, um den Benutzer zu entlasten. Um eine hochwertige Software gleichzeitig kosteneffizient entwickeln und anbieten zu können, wurde der Qualification Test Analyzer mit der LabVIEWTM Software programmiert. LabVIEWTM Software ist eine Programmierumgebung, die speziell für die Anwendungsentwicklung im Bereich Messung, Automatisierung, Steuerung und Datenanalyse entwickelt wurde. Der Aufbau des Programms ist modular: Änderungen, Anpassungen und Erweiterungen können schnell und kosteneffizient umgesetzt werden. Bei der Programmierung konnte aus Erfahrungen aus vorherigen Projekten zurückgegriffen werden, z.B. aus der Entwicklung eines Flugdatenerfassungssystems mit der Möglichkeit zur Vorabauswertung im Flug. Dieses Programm wurde für den Einsatz bei der Verkehrszulassung von Segelflugzeugen -Ebenfalls mit LabVIEWTM Software- entwickelt.
Ergebnis & Ausblick
Der QT Analyzer wird kontinuierlich weiterentwickelt und erweitert. Der ursprüngliche Funktionsumfang der Programmversion 1.0 hat sich im Laufe der Jahre mindestens verdreifacht: Neue Nachweistests, die Möglichkeit unterschiedliche Tests nicht nur nach Flugzeugtyp, sondern auch nach Luftfahrtbehörde zu differenzieren und neue, in Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelte, vielschichtige Analysealgorithmen machen aus diesem Programm ein ausgereiftes Analyseprogramm zur Analyse von Flugsimulatordaten.Seit kurzem gibt es neben einer Version zur Analyse von Flugzeug-Flugsimulationsdaten auch eine weitere Version für Hubschrauber. Diese Version zur Helicopter-Qualifikation wird unter anderem von simcopter GmbH in Dübendorf, Schweiz verwendet.
Bei vielen Flugsimulatoren müssen die Simulatoren noch "manuell" geflogen werden, um Messdaten erfassen zu können. Die Zukunft gehört dem weitestgehend automatisierten Ausführen und Auswerten der Tests. Ziel ist das "Electromic Qualification Test Guide" (eQTG) oder auch "automatic Qualification Test Guide". Ein wesentlicher Unterschied ist, dass nicht mehr nur die Datenauswertung und Präsentation von der Software übernommen werden muss. Ein neuer Aspekt ist die Kommunikation mit dem Flugsimulator, d.h. der Ausgangszustand und evtl. auch mechanisch übertragene Einflüsse wie z.B. Steuerkräfte werden von der Software definiert und übertragen. Durch den Einsatz von LabVIEWTM Software sind auch solche Herausforderungen kein Problem: Dies wurde bereits in vielen anderen Projekten unter Beweis gestellt.
