Integration eines Windenmotorreglers eines aktuierten Fangkorbs für die Luftbetankung

Kurzfassung

Die Automatisierung der Luftbetankung soll die Arbeitsbelastung der beteiligten Besatzungen verringern und die Sicherheit von Betankungsmanövern erhöhen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht im Rahmen des Projektes Future Air to Air Refueling, kurz F(AI)²R, an der Automatisierung der Luftbetankung mittels Probe and Drogue Verfahren. Ziel des Projektes ist die unbemannte Demonstration der Machbarkeit eines automatisierten Betankungsvorgangs unter der Verwendung eines aktuierten Fangkorbs, welcher an der Form eines Drogues angelehnt ist. Für die Manipulation der Position des Fangkorbs in Längsachsenrichtung des Zugflugzeugs wird eine Schleppwinde verwendet, die in die Positionsregelung des Fangkorbs integriert werden muss. Die Ansteuerung der Winde soll aus Gründen der Systemarchitektur über eine Telemetrieverbindung erfolgen. Eine fehlerhafte Positionierung des Fangkorbs während der geplanten unbemannten Demonstration kann zu Beschädigungen oder dem Verlust beteiligter Systeme führen. Diese Arbeit befasst sich mit der softwareseiteigen Integration des Motorreglers zur Ansteuerung des Windenmotors. Als Grundlage zur Erstellung einer Spezifikation werden eine Missionsanalyse, eine Analyse beteiligter Systeme und eine Risikoeinschätzung durchgeführt. Im Rahmen der Risikoeinschätzung werden kritische Aspekte der Schnittstelle und der Windenansteuerung identifiziert und Maßnahmen erarbeitet, um die Risiken zu minimieren. Anhand der SoftwareSpezifikation werden eine geeignete Softwarearchitektur sowie ein Softwaredesign erarbeitet und die Software implementiert. Es folgt eine Verifikation der Implementierung mittels Software- und Systemtests und eine Ermittlung von Performance-Parametern der Schnittstelle. Die Performance ist durch die Latenz der Telemetrieverbindung begrenzt. Eine Abschätzung ergibt, dass die begrenzte Performance für die Mission von F(AI)²R ausreichend sein könnte. Die Ergebnisse der Verifikation zeigen neben der Bestätigung der grundlegenden Funktion der Schnittstelle, dass die implementierten Maßnahmen zu einer Erhöhung der Sicherheit beitragen.