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Aerospace Systems

Aerospace Systems

Denk dran, du steuerst ein Flugzeug mit deinem Kopf, nicht mit deinen Händen und Füßen.

Anonymous

Wir leben in einer Zeit, die sich für die zivile Luftfahrt besonders komplex gestaltet. Die derzeitige gesundheitliche Notfallsituation wird Flugreisen um eine neue Dimension erweitern. Es werden Technologien für Ganzkörper-Desinfektion getestet, die sehr wahrscheinlich zu bleibenden Verfahren werden, die zu den bisherigen Sicherheitsmaßnahmen hinzukommen.Auch wenn wir uns derzeit in einer Ausnahmesituation befinden, sollten wir dennoch nicht die künftigen technologischen Herausforderungen aus dem Blick verlieren, die die Welt der Luft- und Raumfahrt verändern werden.

Die technologische Entwicklung der terrestrischen Luftfahrzeuge wie Flugzeuge, Flugtaxis und Drohnen wird angetrieben von den Makrotrends des multimodalen Transports, des Bemühens, die Umweltauswirkungen zu reduzieren und der Revolution des Reiseerlebnisses.Der multimodale Transport hat das Ziel, durch die Integration der Systeme die Mobilität hinsichtlich der Reisezeit und der Optimierung der Reiserouten zu verbessern.Die Reduktion der Umweltauswirkungen führt zur Nutzung von immer „grüneren“ Lösungen. Und schließlich ist heute von Weltraumtourismus die Rede als einer neuen Geschäftsidee für hyperluxuriöse Reisen um die Erdumlaufbahn, die atemberaubende Erlebnisse versprechen.
Diese Entwicklung kann die hohen Sicherheitsstandards, die das Luft- und Raumfahrtsystem regeln, wie etwa DO331 und DO178C, nicht außer Acht lassen.Modellierung, Simulation, virtuelle und digitale Sphäre werden zunehmend zu den operativen Instrumenten,die für die Innovation in diesem Sektor genutzt werden und die auch bei der Absenkung von Entwicklungszeiten und -kosten von entscheidender Bedeutung sind.Teoresi verfügt über langjährige Erfahrung in der Modellierung und Prototypisierung komplexer Systeme und über herausragende Kompetenzen beim Testen der Vorrichtungen.

Innovation in Luft- und Raumfahrt

Die Forschung sucht nach Wegen, um die Umweltauswirkungen des Fliegens abzusenken, und setzt dabei einen wichtigen Fokus auf den hybriden Elektroantrieb.Einige Nationen haben sich zum Ziel gesetzt, 90 % der durch die zivile Luftfahrt verursachten Verschmutzung, insbesondere auf einigen Kurzstrecken, abzusenken.Auch im Bereich der Luft- und Raumfahrt kann ein solch ehrgeiziges Ziel die Rolle des Elektroantriebs nicht unberücksichtigt lassen.Wir erleben die Geburt von Hightech-Unternehmen, die sich auf Design und Entwicklung elektrischer Flugzeuge spezialisiert haben.Auf den Kurzstrecken wird das Flugtaxi ebenso wie die Warenlieferung per Drohne bald Realität sein.All das erfordert ein neues Design, neue Batterien und neue Infrastrukturen.

 

Die künstliche Intelligenz spielt dabei eine zweifache Rolle:Einerseits wird sie, wie dies bereits im Eisenbahnsektor geschehen ist, zu einer Explosion der vorausschauenden Instandhaltung führen.Andererseits wird sie den terrestrischen Systemen ermöglichen, auf intelligente Weise den Flugverkehr sowohl der großen Flugzeuge als auch der Drohnen zu leiten.

 

Die Technologien für autonome Steuerung befinden sich in diesem Bereich mitten in der Entwicklung.Autonome Flugzeuge sind bereits heute realisierbar. Dabei handelt es sich um Flugzeuge, die den Flug in Echtzeit auf einer Flugstrecke optimieren können, doch in der Zukunft werden die Flugzeuge mittels ausgefeilter KI-Anwendungen den Verkehr, die Zeit und die Turbulenzen selbst berücksichtigen. Die Absenkung der Wartezeiten eines Flugs ist ein weiteres großes Ziel in der Zukunft.Es ist die Rede von einer Absenkung um mindestens 50 % der gesamten Flugzeit, einschließlich Hin-/Rückfahrt, Parken und Kontrollen.Konfigurierbare Flugzeuge, die ihre Innenräume in Echtzeit je nach Anzahl der Passagiere umorganisieren sind ebenfalls Gegenstand der Forschung.

Simulation, Modellierung und Test

Ganz gleich, um welche Art von Innovation es sich handelt, einen aerodynamischeren Flugzeugrumpf oder eine automatische Steuerungssoftware oder eine elektrische Drohne – der Schlüsselbegriff für den Erfolg lautet Simulation. Heutzutage erfordert die Entwicklung eines Flugsystems mehrere Jahre für Entwicklung und Tests, mit entsprechenden Kosten im Milliardenbereich. Simulationstechniken und schnelle Prototypisierung leisten einen erheblichen Beitrag zur Kostensenkung.Die Simulation in der Luft- und Raumfahrttechnik erfolgt mit verschiedenen Modalitäten:Model Based System Engineering (MBSE) für die Anforderungen, die das System erfüllen muss, Model Based Design (MBD) für die Entwicklung der Software, CAD/CFD -Simulation  für die Simulation der aerodynamischen Ströme und der Struktur in 3D.

 

Besonders kritisch und kostspielig ist die Softwareentwicklung für Luft- und Raumfahrtsysteme.

I60-70 % der Kosten für ein ziviles oder militärisches Luftfahrzeug oder ein einfaches Gerät werden langfristig investiert in den Test- und Validierungsprozess für die Systeme und die Bordapparaturen.Der Designprozess muss streng und gemäß Standards wie dem DO-178C erfolgen.

 

Die Simulation zusammen mit den MBSE/MBD-Techniken verkürzt nicht  nur die Zeiten für Design, Entwicklung und Tests, sondern integriert sich perfekt mit den diversen Zertifizierungsnormen. Die Techniken der HIL-Prototypisierung auf hohem Niveau ermöglichen es, das zu testende System zur Verfügung zu haben.

 

Die Techniken für den Test des Modells und der Software eignen sich besonders gut für die Automatisierung und die Konfrontation mit den Systemanforderungen, wodurch die Kosten der Test- und Validierungsphase weiter reduziert werden.

 

Teoresi hat jahrelange Erfahrung in  der Modellierung und Fertigung von Software für Luft- und Raumfahrtanwendungen.

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The Challenges

Ökologische Flugzeuge

Solar, elektrisch und neue Antriebe.

Autonome Flugzeuge

Künstliche Intelligenz in Echtzeit für die Steuerung des Flugfahrzeugs und die Verkehrsleitung

Absenkung der Innovationskosten des Flugfahrzeugs.

Strenge Standards, verbunden mit fortschrittlichen Modellierungs- und Prototypisierungstechniken.
Teoresi’s standpoint

Bei verschiedenen Luft- und Raumfahrtgeräten arbeitet Teoresi gemäß dem Standard DO178C, bei der Festlegung der funktionalen Anforderungen, ihrer Steuerung und den Spezifikationen der entsprechenden System- und Komponententests.

Unsere Herangehensweise sieht ein Team vor, das sich der RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, and Safety)-Analyse widmet und das von Ressourcen unterstützt wird, die Erfahrung in der Modellierung und der Erstellung von Codes gemäß der Technik der MBSE-Systeme oder gemäß dem Model Based Design haben. Auch die ILS (integrated logistic support)-Logistik wird von den Teoresi-Mitarbeitern in einigen Projekten betreut.
 
Im Bereich  der Systemtechnik wenden wir die aktuellsten Technologien für die Steuerung der System- und der Komponenten-Anforderungen an, beim Model Based Design wenden wir umfassend den V-Cycle mit Continuous Integration und verschiedene Methoden an, darunter auch Agile. Wir haben an taktischen Missionsplanungs- und kontrollsystemen, FCS (Flight Control Systems) und Innovationssystemen für die Innovation von Elektromotoren gearbeitet.
 
Bei den Schnittstellen der Luft- und Raumfahrttechnik, den Cockpits, können wir auf unsere zwanzigjährige Erfahrung in der Entwicklung von HMI zurückgreifen, unterstützt durch automatische Systeme für Schnittstellentests die wir entwickeln und instandhalten.

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Die Innovation im Flugbereich schreitet rasch fort, die Durchdringung der elektrischen Systeme zusammen mit autonomen Steuerungsalgorithmen hat gleichermaßen von der Erfahrung von Teoresi bei der Prototypisierung schwieriger Systeme wie den elektromechanischen Systemen oder den Energiespeichersystemen profitiert. Dank unserer Erfahrung im Automotive-Bereich sind wir in der Lage, analoge Problemstellungen auch im Bereich der Luft- und Raumfahrt zu lösen.

 
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