Module für Avionik
Wie Bayern die Hardware für autonomes Fliegen fördert
Autonom agierende Fluggeräte könnten künftig Personen- und Gütertransporte übernehmen. Die BayCHAMP-Initiative fördert die Entwicklung bayerischer Computerhardware für Air-Mobility-Plattformen. MicroSys hat hierzu eine Plattform entwickelt, die höchste Sicherheit und Zuverlässigkeit garantiert.
Bayern ist ein wichtiger Standort für Forschung und Entwicklung im Bereich Luft- und Raumfahrt. So gelingt dem Freistaat im Süden der Bundesrepublik Deutschland eine hohe Wertschöpfung und Beschäftigungsquote in dieser hochtechnologischen Branche. Ein Konglomerat an Herstellern und Zulieferern sowie universitärer und außeruniversitärer Forschungseinrichtungen deckt die gesamte Wertschöpfungskette ab und trägt zum Ruf als führende Region in der Branche bei.
Um den fachlichen Führungsanspruch von Bayern als hochinnovativer Standort für Luft- und Raumfahrt abzusichern, unterstützt die Regierung die Aktivitäten von Unternehmen und Forschungseinrichtungen. So startete das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) im Rahmen der Bayerischen Luftfahrtstrategie 2030 die Holistische Air Mobility Initiative Bayern (HAMI). Zu deren Zielen gehört die Förderung der Einbeziehung neuartiger, fliegender Verkehrssysteme in den städtischen und regionalen Verkehr zum Güter- und Personentransport.
Im Kontext dieser übergeordneten Strategie steht das StMWi als Fördergeber für zukunftsorientierte Projekte zu Verfügung. Die Automatisierung und der Einsatz autonomer Funktionen im Güter- und Personentransport stellen die Grundlage der Forschungsprojekte dar. Weiters müssen die geförderten Entwicklungen operativ umsetzbar und nahtlos in bestehende Infrastrukturmodelle beziehungsweise Verkehrssysteme integriert werden können und so langfristig die Position der deutschen Luftfahrtindustrie auf dem Weltmarkt absichern.
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Computerhardware für zukünftige Avionik
Zur Weiterentwicklung des Luftfahrt-Standorts Bayern entstand innerhalb der HAMI die Mitte 2022 gestartete Initiative BayCHAMP. Ziel des noch bis Ende 2024 laufenden und mit mehreren Millionen Euro dotierten Programms ist die Förderung der regionalen Entwicklung und Produktion bayerischer Computerhardware für Air-Mobility-Plattformen für kleinere bis mittlere Flugsysteme, in die sich klassische Avionik-Plattformen nur schwer integrieren lassen.
»Um Personen ohne klassische Pilotenausbildung die Nutzung solcher Fluggeräte zu ermöglichen, müssen solche Systeme die Fähigkeit zur Berechnung und Ausführung autonomer Flugbewegungen bieten«, sagt Ina Sophia Schindler, Geschäftsführerin von MicroSys Electronics. »Zugleich machen die hohen Ansprüche an die Sicherheit die Absicherung durch dreikanalig dissimilarer Komponenten und strenge Zulassungsprozeduren für die Systeme erforderlich.«
Modulare Flight-Control-Systeme
Im Rahmen von BayCHAMP entwickelte MicroSys das System-on-Modul »Miriac MPX-S32Z2«. Dabei handelt es sich um eine leistungsstarke und vielseitig einsetzbare Plattform für Anwendungen vor allem im Bereich Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie und im Maschinenbau. Miriac-System-on-Modules sind anwendungsfertige Plattformen auf Basis der NXP-Prozessor-Technologie. Die Module unterstützen alle Prozessor-integrierten Funktionen mit einem umfassenden, aufeinander abgestimmten Paket.
Als Systemintegrator und Gesamtsystemhersteller eines Flight-Control-Computers tritt die AEE Aircraft Electronic Engineering auf. Dazu integriert das zertifizierte Unternehmen mittels einer im Haus entwickelten Trägerplatine das MPX-S32Z2-Modul gemeinsam mit einem leistungsfähigen Rechnermodul »Miriac MPX-S32G399A«. Auf dessen Basis erstellt die auf Software spezialisierte Tech S.A.T. den für die Sicherheit erforderlichen dritten Kanal.
Autonomes Fliegen ermöglichen
»Aufgrund der Echtzeit-Anforderungen läuft die schnelle Regelungstechnik auf dem Miriac MPX-S32GZ2«, führt Ina S. Schindler aus. »Dabei sorgt die Architektur des verwendeten NXP-Prozessors für kompromisslosen Datendeterminismus.« Dieser ist erforderlich, um die nötige Zuverlässigkeit zu gewährleisten, um das Flight-Control-System auch für autonomes Fliegen einzusetzen. Dabei ist auch die Kombination mit dem MPX-S32G399A von Bedeutung. Es liefert unter anderem die nötige Rechenleistung für das Berechnen komplexer Flugbahnen.
An erster Stelle steht die Sicherheit im Transport von Personen. Eine enorme Bedeutung kommt daher der Erlangung der nötigen Zulassungen zu. Die Gesamtzulassung ist Sache des Systemherstellers. MicroSys unterstützt diesen mit Komponenten wie dem »MPX-S32G«-Modul, das bei seiner Entwicklung bereits vollständig für die entsprechenden Zulassungen vorbereitet wurde. Auch das MPX-S32Z2-Modul ist mit den nötigen zulassungsrelevanten Artefakten ausgestattet.
»Im letzten Projektschritt erfolgen die bereits geplanten Testflüge, um die Zuverlässigkeit der Rechnerplattform unter realen Bedingungen zu demonstrieren und für eine Zulassung vorzubereiten«, freut sich Ina S. Schindler. »Damit erfolgt der letzte Schritt zur erfolgreichen Umsetzung der Ziele von BayCHAMP.«
Peter Kemptner ist unabhängiger Markting-Dienstleister und Fachredakteur in Salzburg.
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