Umsetzung

Segelflugzeug beim Windenstart

Das Vorhaben adressiert die Entwicklung und Umsetzung einer Plattform zur autonomen Messung, Vorverarbeitung und Kommunikation von Daten, für den Einsatz in sicherheitskritischen Umgebungen. Die Visualisierung der Daten soll u.a. über handelsübliche Endgeräte (z.B. Smart Phones / Tablets) mittels einer eigens hierfür entwickelten App erfolgen. Die Kombination der zu entwickelnden, autonomen Sensor-Hardware mit Standard-Endgeräten über stromsparende Kommunikationsprotokolle (wie Bluetooth Low Energy) stellt ein innovatives Konzept mit breitem Transferpotenzial dar.

Die umzusetzende Plattform umfasst hierzu eine Reihe von autonomen, mobilen Endgeräten, die Messdaten erheben, vorverarbeiten und schließlich drahtlos an eine oder mehrere Anzeigestationen übertragen können.

Eine weitere, wichtige Charakteristik der Plattform stellt ihre Echtzeitfähigkeit dar: Echtzeitfähigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang einerseits die Effizienz, mit der Messdaten erfasst, vorverarbeitet und an die Basisstation kommuniziert werden. Andererseits erfordert der sicherheitskritische Anwendungsbereich auch eine absolute Zuverlässigkeit im Hinblick auf zugesicherte Antwortzeiten. Diese Anforderungen unterscheiden das vorliegende Vorhaben deutlich von existierenden Lösungen – etwa aus dem Bereich „Internet of Things“.

Die folgenden Abbildung stellt die Lösung graphisch dar:

Autonome, mobile Mess-, Rechner- und Kommunikationseinrichtung währenddes WindenstartsAutonome, mobile Mess-, Rechner- und Kommunikationseinrichtung während
des Windenstarts

Für den Segelflug lässt sich mit dem Einsatz der skizzierten Technologie eine weitere, nachhaltige Verbesserung des Sicherheitsniveaus wie auch eine Verbesserung der Effizienz des Windenbetriebes (z.B. erreichte Ausklinkhöhen) erzielen.

Im Vorhaben soll über spezifische Sensorik, die sich innerhalb einer mobilen, autonomen Einheit befindet, die Zugkraft ermittelt werden, die auf das Startseil wirkt. Diese Information wird anschließend in Echtzeit an eine oder mehrere Anzeigestationen gefunkt, die ihrerseits die erhobenen Messdaten visualisieren und für die Prozessunterstützung graphisch aufbereiten.

Über eine App können die Daten auf gängigen mobilen Endgeräten wie auch Spezialanfertigungen angezeigt werden und stehen damit sowohl dem Windenfahrer und ggf. auch dem Piloten zur Verfügung.

Zusammenfassend wird die zu entwickelnde Plattform eine Reihe von Vorteilen bieten:

  • Nachhaltige Erhöhung des Sicherheitsniveaus über die gezielte Darstellung von Seil-parametern für den Piloten und den Windenfahrer.
  • Verbesserung der Effizienz des Segelflugbetriebs über optimierte Startvorgänge (erreichte Ausklinkhöhe).
  • Leichtere Einarbeitung der Windenführer über die zuverlässige Anzeige von relevanten Startparametern in Echtzeit (könnte später durch Handlungsanweisungen ergänzt werden).
  • Preisgünstiges Retrofit von bestehenden Windenanlagen über eine autonom agierende Komponente, die sich leicht einbinden lässt.
  • Gezielte Nutzung von Standard-Geräten als Anzeigestationen (Smart Phones / Tablets) mittels einer App. Darüber hinaus können auch spezialisierte Lösungen entwickelt werden.
  • Messbare Kosteneinsparungen:
    • Verringerte Anzahl von Seilrissen.
    • Längere Lebensdauer von Startseilen.

Mit der Verfügbarkeit der Lösung sind darüber hinaus neue Services für den Segelflugbetrieb denkbar:

  • Statistiken bzgl. des Startbetriebs auf Basis der verfügbaren Daten:
    • Anzahl der Starts pro Tag oder pro Saison
    • Laufzeit der Startseile
    • Ermittlung von der MTBF für Startseile

SmartSens geht die folgenden Herausforderungen an:

  • Technik: neuartige, intelligente Algorithmen sowie
  • sichere, drahtlose Kommunikation (>1500 m)
  • Intelligentes Powermanagement (1 Saison ohne Aufladen)
  • Design: Robustheit gegenüber Stößen und allen Witterungsbedingungen