20. - 22.02.2018
Düsseldorf
EMV 2018
Internationale Fachmesse und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit

 
 
 

Session 3a

EMV in Luftfahrt und Navigation

Termin

Mittwoch, 21.02.2018, 11:30 - 13:30 Uhr

Chairperson

Dr. Robert Kebel

Beschreibung

11:30 Einfluss der Strahlungscharakteristik einer VOR-Empfangsantenne auf die Auswertung der Zielgröße
Dipl.-Ing. Sergei Sandmann, Leibniz Universität Hannover, Hannover, Deutschland
Die übertragene Zielgröße einer DVOR-Navigationsanlage kann durch Streuobjekte im Raum und Mehrwegeausbreitung der elektromagnetischen Wellen verfälscht werden. Zusätzlich treffen im Fall der Mehrwegeausbreitung die einzelnen Signalanteile aus verschiedenen Raumwinkeln auf das Luftfahrzeug ein und werden von der VOR-Empfangsantenne somit entsprechend der Antennencharakteristik mit unterschiedlichen komplexen Antennenfaktoren gewichtet. In dieser Arbeit wurde auf numerischem Wege untersucht, inwiefern die resultierenden Störeinflüsse auf die Zielgröße abhängig von der Empfangscharakteristik der VOR-Empfangsantenne am Luftfahrzeug sind.
Hierfür wurden verschiedene Simulationsszenarien mit unterschiedlichen Anzahlen von Windenergieanlagen als Streukörper entworfen. Auf mehreren Trajektorien und Analyseflächen im Raum wurde nun die Zielgröße eines im Ursprung befindlichen DVOR für ein Luftfahrzeug berechnet, während die Schräglage in allen drei Achsen variiert wurde. Für die Berechnung der Zielgröße wurde hierbei die simulierte VOR-Empfangscharakteristik des Turbopropflugzeugs "King Air 350" der Beech Aircraft Corporation verwendet. Die berechneten Zielgrößen wurden stets Werten gegenübergestellt, die sich bei Nutzung einer isotropen Antenne einstellen.
12:00 Einfluss eines durch Windenergieanlagen amplitudenmodulierten Übertragungskanals auf die Amplitudenmodulation des VOR
Dr.-Ing. Georg Zimmer, TU Braunschweig, Braunschweig, Deutschland
Gegenstand dieses Beitrages ist die Mehrwegeausbreitung an Windenergieanlagen bzgl. des Drehfunkfeuers (VOR). Bisherige Ansätze konzentrieren sich auf eine Nachbildung des Streuverhaltens statischer Windenergieanlagen und vernachlässigen die Dynamik des Szenarios. Dabei ist insbesondere der Effekt zu nennen, dass durch die Drehung des Rotors der Übertragungskanal eine Amplitudenmodulation (AM) erfährt. Das VOR benutzt für die Navigationsinformationen eine AM von 30 Hz. Daher kann es bei einer 30 Hz-Stör-AM des Übertragungskanals zu Fehlern in der Navigationsinformation kommen. Zwar ist die Drehzahl einer Windenergieanlage mit max. 20 min-1 wesentlich kleiner als 30 Hz, dennoch sind aufgrund der transienten Natur der Stör-AM höhere Frequenzen prinzipiell möglich. Für diese Untersuchung wird der Übertragungskanal in einem skalierten Maßstab messtechnisch bestimmt, inkl. sich drehender Modellwindenergieanlagen. Die anschließende Berechnung der VOR-Fehler erfolgt rechnerisch aus der Einhüllenden des Messsignals.
12:30 EMV Schutzmassnahmen in einer modernen Flugzeugtür
Dipl.-Ing. (FH) Uwe Renner, Airbus Helicopters, Donauwörth, Deutschland
Die Vielfältigkeit und Aufwändigkeit aller Vorkehrungen zur Reduzierung der Beeinflussung der Tür-/Flugzeugsysteme. Wo die Konstruktion und Simulation an die Grenzen stossen.

Einfluss der Rumpfstruktur auf den EMV Schutzaufwand.

Am Beispiel der Airbus A350 Passagiertür wird gezeigt, wie facettenreich, aufwändig und kompliziert der EMV Schutz selbst an einem recht einfachen elektrischen Flugzeugteilsystem, sein kann. Die bestehenden Requirements, zum Grossteil neu erstellt für eine Rumpfstruktur aus Kohlefaser-Verbundwerkstoff, finden im sehr limitierten Bauraum "Flugzeugtüre" schnell ihre Grenzen. Das Türgesamtsystem mit seiner Carbon-Metall-Mischbauweise bedingt in der Systeminstallation Lösungen die bis zum letztendlichen Versuch mit Simulationen nicht verifiziert werden können, sondern sich bis zu diesem Zeitpunkt auf eine Expertenbeurteilung stützen.

Es wird gezeigt wie innerhalb der Türe die Leitungsschirmung und deren Verbindung zum Secondary Bonding konstruiert wurde. Es folgt ein Überblick auf die Massnahmen zum Schutz gegen direkten Blitzschlag in der Tür.

Hintergrund:

Die Passagiertüre der A350 ist die erste Airbus-Serientüre deren Struktur in CFK Materialien gebaut wurde und die in einem Kohlefaserrumpf verbaut wurde. Etliche Anforderungen wurden noch nie auf diese Weise in der Entwicklung einer Passagiertüre berücksichtigt. Anhand der Beispiele im Vortrag werden zudem viele, zumeist unbekannte, allgemeine Merkmale einer Airbusflugzeugtür erläutert, oder können im Anschluss erfragt werden.

Die Flugzeugtüren stehen im Notfall im Focus und müssen daher einem hohen Anspruch an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit aufweisen. Dennoch steht diese komplexe Baugruppe selten im Blickpunkt.
13:00 Modulation von Störquellen in Sensoren und Stromversorgungen zur Reduktion der gemessenen Störpegel bei Luftfahrtgeräten
Dipl.-Ing. (TH) Frank Meier, Apparatebau Gauting, Gilching, Deutschland
Sensoren werden, sofern die physikalische Wirkungsweise des Wandlungselements zuläßt, mit ausreichender Schirmung versehen, um die Einflüsse externen Störungen zu reduzieren. Damit wird eine ausreichende Störfestigkeit realisiert. Wandlungselement können aber auch elektrische und magnetische Felder, gelegentlich elektromagnetischer Wellen, auch erzeugen, um durch die Rückwirkung auf das Sensorelement auf das umgebende Medium oder eine Grenzschicht zu schließen. Somit wird der Wandlungselement selbst zur Störquelle und muss einen geringen Pegel aufweisen, dass Grenzwerte im betreffenden Frequenzbereich eingehalten werden. Die Störaussendung muss durch operative Maßnahmen begrenzt werden.

Bekannte Störquellen sind die geschalteten Ströme und Spannung ein Schaltnetzteile. Werde die Schaltfrequenzen höher getrieben, so treten neben den leitungsgeführten Störungen auch Felder und Wellen auf, die Grenzwerte für gestrahlte Störungen überschreiten können.

Für beide Typen von Störern sollte untersucht werden, ob der angezeigte Pegel am Funkstörmeßempfänger durch Pulsmodulation verbessert werden kann. Ein Koppelmodell wird angenommen, das die Übertragungsfunktion von der Quelle bis zum Eingang des Funkstörmeßempfängers nachbildet. Das Eingangssignal durchläuft in einem realen Gerät den Eingangsteiler, das Vorselektionsfilter, mindestens einen Mischer mit Zwischenfrequenzfilter und gelangt auf den Amplitudendetektor, dessen Ausgangssignal in das Bewertungsfilter geführt wird. Die Pegelanzeige dreier Funkstörmeßempfängertypen unterschiedlicher Bauart wurde für verschiedene Eingangssignale gemessen und verifiziert das Modell.

Referenten

Herr Frank Meier
Dipl.-Ing. (TH) Frank Meier
Apparatebau Gauting, Gilching, Deutschland
Nach Tätigkeit in der Automobilindustrie arbeitet Frank Meier seit 2008 Fa. Apparatebau Gauting, die seit 2015 im Diehl Konzern ist. Entwickelt und produziert wird Leistungselektronik und Sensoren für Wasser, Luft, Kraftstoff, Wärme im Flugzeug sowie Rauchmelder für Bahnen. Frank Meier beschäftigt sich seite 1995 mit dem Fachgebiet EMV und ist Mitglied im DEMVT, VDE und IEEE.
Herr Uwe Renner
Dipl.-Ing. (FH) Uwe Renner
Airbus Helicopters, Donauwörth, Deutschland
1985-1990 Studium der Fahrzeugtechnik an der FH München. Seit 2004 beschäftigte er sich mit Konstruktionsaufgaben für Airbus Helicopters in Donauwörth. Er leitete das Forschungsvorhaben PYROTAK (Notöffnungssystem für eine Flugzeugtüre) und wurde im Juli 2015 zum Experten für Airplane Doors Systems & Equipment nominiert. Die Schwerpunkte in der Arbeit als Senior Designer liegen in der technischen Verantwortung und Beratung der Designaktivitäten. In der Expertenrolle ist er aktiv im Wissensmanagement für den Fachbereich tätig, und verknüpft sich intern und extern mit angrenzenden Fachbereichen.
Herr Sergei Sandmann
Dipl.-Ing. Sergei Sandmann
Leibniz Universität Hannover, Hannover, Deutschland
-Studium an der Leibniz Universität Hannover
-seit 2012 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Grundlagen der Elektrotechnik und Messtechnik der Leibniz Universität Hannover mit dem Ziel der Promotion
-Mitwirkung am Forschungsprojekt WERAN seitens der Leibniz Universität Hannover
Herr Dr. Georg Zimmer
Dr.-Ing. Georg Zimmer
TU Braunschweig, Braunschweig, Deutschland
Georg Zimmer hat an der TU Hamburg-Harburg Elektrotechnik studiert. Seit März 2012 arbeitet er am Institut für EMV der TU Braunschweig mit skalierten Messungen und den entsprechenden Auswertungsalgorithmen im Rahmen der Projekte Sk-ILS und min-VOR-Win. Im Juni 2017 hat er zum Thema "Ein simples MISO-Channel-Sounder-System für die Analyse von störenden Streuszenarien bei Avionik-Navigationsanlagen" seine Promotion abgeschlossen.


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