Operation gelungen: Nach dem Einbau mikromechanischer Fluglageinstrumente im Aspen Evolution

EFD1000 (links) sind die vakuumgetriebenen Kreiselinstrumente, ein Künstlicher Horizont und ein HSI,

nicht entsorgt worden, sondern auf die rechte Seite des Panels gewandert – Back-up auf hohem Niveau

Gib mir ein a! Die winzigen MEMS-Gyros in Form einer Stimmgabel werden in Vibration in einer Ebene

versetzt (links). Dreht man sie um die Drehachse, beginnen sie auch in der senkrecht dazu stehenden

Ebene zu schwingen (rechts). Aus der Messung dieser Schwingung, die durch die Coriolis-Kraft entsteht,

lässt sich die Drehbewegung ableiten und dann im Cockpit anzeigen. Fluglagesensoren haben für alle drei

Raumachsen mindestens zwei Sensoren: Einer misst die Drehrate, der andere die Beschleunigung

Moderne Kunst: ein MEMS-Gyroskop-Chip unter

dem Mikroskop. Im Zentrum sind acht Stimmga-

belähnliche Gyroskope zu erkennen Die Sensoren

sind so fein wie ein menschliches Haar und arbei-

ten praktisch verschleißfrei

Fotos: techInsIghts Inc, AlphA

Bet

A, AvIonIk s

trA

uBIng

Die Digitale ausgabe

einfach laden und überall lesen!

für nur 3,99 €

http://www.fliegermagazin.de/digital

erhältlich auf diesen Plattformen – schnell sichern:

individuell

skalieren

digital

sammeln

mobil

lesen

ein Format für alle endgeräte!

fliegermagazin gibt es auch als

digitalisierte Ausgabe für alle Endgeräte.

So haben Sie die wichtigsten Infos rund

um das Thema „Fliegen“ immer dabei.

Ganz egal, wo Sie gerade sind.

Einfach registrieren über:

http://www.fliegermagazin.de/digital

Print-Abonnenten

zahlen nur 66 Cent

pro Ausgabe

FL_17_07_ePaper.indd 1 29.05.17 11:36

ne unkontrollierte Fluglage bringt. Je nach

System fällt dieser ohne die vorhandene Re-

ferenz des Künstlichen Horizonts und des

Kurskreisels auch aus. Erste Priorität hat

dann, die Fluglage mittels Wendezeiger und

Höhenmesser zu stabilisieren.

Wesentlich zuverlässiger und langfris-

tig auch günstiger ist eine neue Gyroskop-

Technologie, die Glascockpits und digita-

le Kreiselinstrumente für die Allgemeine

Luftfahrt überhaupt erst möglich gemacht

hat (siehe Seite 32). Verwendet werden da-

rin Dreh- und Beschleunigungssensoren,

die Micro Electrical Mechanical Systems

(MEMS) sind: Winzige Bauteile, die wie

Computerchips aufgebaut sind. Dort gibt es

keine anfällige Rotation von Massen, son-

dern nur winzige Vibrationen von Elemen-

ten, die so fein sind wie ein menschliches

Haar. Massenhafte und daher preissenken-

Praxis | Technik

de Verbreitung haben die Sensoren in den

Assistenz-Systemen moderner Autos ge-

funden, etwa bei Stabilitätsprogrammen

oder Auslösern von Airbags.

Verschleißfrei und billig

Äußerlich ähneln die MEMS-Gyroskope ei-

nem Computerchip, kaum größer als ein

Fingernagel. Im Inneren befinden sich vi-

brierende Elemente, die Stimmgabeln äh-

neln. Sie werden im Megahertz-Bereich

in Schwingung versetzt. Im Gegensatz zu

einem Massekreisel, der durch seine Träg-

heit im Raum nicht der Bewegung des Flug-

zeugs folgt, sind MEMS-Gyros fest mit dem

Flugzeug verbunden und messen dessen

Drehung: Ihre Schwingung verändert sich

durch die so genannte Coriolis-Kraft.

Pro Raumachse kommen jeweils zwei

MEMS-Sensoren zum Einsatz, die Drehrate

und Beschleunigung messen – so können

Fehler minimiert werden. Auch GPS-Daten

werden herangezogen, ebenso ein Magne-

tometer. Das komplette Bauelement, der

Attitude and Heading Reference Sensor,

kurz AHRS, liefert alle Daten für die Darstel-

lung von Künstlichem Horizont, Kurskrei-

sel und Wendezeiger samt Libelle in einem

digitalen Display.

Die Vorteile dieser Technologie sind

klar: MEMS arbeiten praktisch verschleiß-

frei; dank Massenproduktion kosten sie

nicht viel; die Ausfallsicherheit ist viel hö-

her als bei einem Vakuumsystem. Selbst

gegen Kunstflug und Tumbling sind sie

immun.

a)

b)

Dreh-

Achse

68 http://www.fliegermagazin.de #7.2017