Flugleistungsbasierte Detektion von Vereisung an Verkehrsflugzeugen

Abstract

Vereisung birgt trotz vieler geeigneter Gegenmaßnahmen ein großes Gefahrenpotential für die Luftfahrt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Auswirkungen von Vereisung auf das Flugzeugverhalten, der Entwicklung einer neuartigen Methode zur Detektion der aerodynamischen Degradierung sowie der Untersuchung des Potentials der Detektion im operationellen Betrieb. Es werden die Auswirkungen von Vereisung auf die Charakteristik des Flugzeugs anhand von Simulationsmodellen unterschiedlicher Flugzeugmuster und Eisformen untersucht. Die Analyse zeigt, dass eine zuverlässige Detektion der geänderten Charakteristik der Flugleistung erfolgen sollte. Um die Einflüsse von Vereisung von einer möglichen Variation der Flugleistung innerhalb einer Flotte während des operationellen Betriebes abzugrenzen, wird eine Machbarkeitsstudie auf Basis von umfangreichen Flugdatensätzen durchgeführt. Darauf aufbauend wird eine neue, energiebasierte Methode zur Detektion der Degradierung durch ein geändertes Flugzeugverhalten unter Nutzung vorhandener Sensorsignale im Flugzeug entwickelt. Diese agiert im Gegensatz zu bestehenden Ansätzen im normalen, operationellen Betrieb ohne die Notwendigkeit zusätzlicher, dynami-scher Anregungen und zeigt ein robustes Verhalten gegenüber atmosphärischen Einflüssen sowie im Manöverflug. Der sich durch die Detektion ergebende Nutzen wird im Simulator in einem realitätsnahen Szenario untersucht.