Flugmechanik, -regelung und Aeroelastizität

Aktiver Sidestick

Das Fachgebiet verfügt über einen aktiven Sidestick, welcher von der Firma Liebherr Aerospace zur Verfügung gestellt wird. Der Sidestick befindet sich in einer Funktionseinheit, in der die Aktuatorik zur Bewegung des Sidesticks, die dafür benötigten Steuerungskomponenten sowie die Leistungselektronik bereits integriert sind. Diese Funktionseinheit wird vom Hersteller als Sidestick Unit (SSU) bezeichnet. Auf sie kann mechanisch, über das Ausschlagen des Sidesticks mit der Hand und elektronisch, über digital vorgegebene Steuerungskommandos, eingewirkt werden. Die elektronischen Signale kommen dabei von einem externen Rechner (Inceptor Control Module (ICM)). Die Signalübertragung zwischen der SSU und dem ICM findet über ein Controller Area Network (CAN) statt. Im Inneren des aktiven Sidesticks arbeiten zwei Elektromotoren. Es wird zwischen den Pitch-Bewegungen und Roll-Bewegung unterschieden. Es ist je ein Elektromotor für eine der beiden Bewegungsrichtungen verantwortlich.

Der Sidestick verfügt über einen aktiven und einen passiven Modus. Im passiven Modus sind die verbauten Elektromotoren ausgeschaltet. Im aktiven Modus wird dem Sidestick ein beliebiges künstliches Gefühl aufgeprägt. Zusätzlich kann der Sidestick durch die Vorgabe einer Sollposition den Eingaben eines anderen Sidesticks folgen. Dabei wird entweder eine Position oder eine Kraft5 vorgegeben. Die Bewegung des Sidesticks wird dabei als Drehung um virtuelle Achsen interpretiert. In Pitch-Richtung lässt sich der Sidestick um ±16° ausschlagen, in Roll-Richtung um ±14°.

Der aktive Sidestick ist in einen Prüfstand integriert, welcher neben dem Sidestick eine Anzeigeeinheit (zur Darstellung von Instrumenten eines Flugzeugcockpits) sowie einen einstellbaren Sitzplatz enthält. Zum Senden von Positionsvorgabesignalen wird am Prüfstand ein Simulink-Modell verwendet, welches die Aufgabe des ICM übernimmt. Das Simulink-Modell liefert die Signale, die mittles eines Steuergeräts der Firma Vector an die SSU weitergeleitet werden.

Am Prüfstand steht ein Anzeigerechner mit angeschlossenem Bildschirm zur Verfügung (zusammen als Anzeigeeinheit bezeichnet). Der Anzeigerechner empfängt über ein UDP-Netzwerk Daten wie Lagewinkel, Höhe und Geschwindigkeit des Flugzeugs. Die Daten werden auf einem Primary Flight Display (PFD) und Navigation Display (ND) dargestellt.