DE10026469C1 - Verfahren zur Ausbringung eines Fallschirms an einer Drohne - Google Patents
Verfahren zur Ausbringung eines Fallschirms an einer DrohneInfo
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Abstract
Die Erfidnung betrifft ein Verfahren zur Ausbringung eines Fallschirms an einer Drohne, wobei die Steuerungsanlage der Drohne mindestens einen Flugführungsrechner, ein Fallschirmsystem mit Fallschirm, ein Energieversorgungssystem, ein Antriebssystem sowie ein Stellantriebssystem umfasst und keines dieser Systeme in der Drohne dupliziert ist. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drohne durch Vereinfachung der Subsysteme kostengünstiger zu gestalten, aber dennoch im Versagensfall einen unkontrollierten Absturz der Drohne möglichst zu vermeiden. DOLLAR A Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens von dem Energieversorgungssystem (12) dem Antriebssystem (13) und dem Stellantriebssystem (14) über Signal- und Datenverbindungen (121, 131, 141) Signale und/oder Daten an eine Fehlererkennungseinrichtung (11) geliefert werden und die Fehlererkennungseinrichtung (11) programmgemäß definierte Fehler oder Fehlerkombinationen erkennt und dann ein Signal an das Fallschirmsystem (15) liefert, so daß das Fallschirmsystem (15) ein Stellsignal bildet, welches gegenüber einem Auswurfmechanismus (150) einen Auswurf des Fallschirms (151) veranlaßt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbringung eines Fallschirms an einer Drohne,
wobei die Steuerungsanlage der Drohne mindestens einen Flugführungsrechner, ein
Fallschirmsystem mit Fallschirm, ein Energieversorgungssystem, ein Antriebssystem sowie
ein Stellsystem umfaßt und keines dieser Systeme der Drohne dupliziert ist.
In der Zeitschrift Aerospace, Magazin der DaimlerChrysler Aerospace AG, Heft 1/99, S. 55 ist
eine mit Fallschirm zu landende Drohne beschrieben.
Die Drohne ist ein unbemannter Flugkörper für zivile oder militärische Anwendungen zum
Beispiel zur Geländeerkundung, die in der Regel nach Erfüllung ihrer Mission an einem
gewünschten Ort planmäßig landet. Zu diesem Zweck aktiviert eine Steuerungsanlage der
Drohne programmgemäß ein Fallschirmsystem, welches einen mit der Drohne verbundenen
Fallschirm auswirft und zur Wirkung bringt. Die Drohne landet mittels Fallschirm im
Zielgebiet. Dabei ist es bekannt, daß die Drohne mittels eines in der Steuerungsanlage
integrierten Flugführungsrechner und dessen Programm das Fallschirmsystem auslösen kann.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Fallschirmsystem am Zielgebiet auszulösen über
eine ferngesteuerte Signalgebung an den Flugführungsrechner.
In allen dieser Fälle handelt es sich um einen geplanten, d. h. beabsichtigten Landevorgang.
Die Steuerungsanlage einer Drohne umfaßt neben dem Flugführungsrechner mindestens auch
solche Subsysteme wie das Hydrauliksystem, das Elektriksystem, das
Energieversorgungssystem, das Antriebssystem sowie das Steuerungs- und
Stellantriebssystem. Dies sind fehlerkritische Subsysteme, wobei ein Einzelversagen
einer Baugruppe aus einem System häufig zum Verlust der Drohne führt.
Im Versagensfall kann eine solche Drohne nicht notlanden. Sie stürzt ab oder zerstört
sich selbst. Ein solcher Versagensfall kann mit einer Gefährdung der unmittelbaren
Umgebung verwunden sein. Weiterhin wird der Betreiber der Drohne einen
weitgehenden Schutz der Drohne wünschen, um diese nach Reparatur betroffener
Baugruppen erneut verwendet zu können. Betreiber versuchen diese Problematik zu
lösen, in dem sie den gleichen konstruktiven Ansatz wie bei bemannten Flugkörpern
wählen, nämlich durch redundante Ausführung der Steuerungsanlage ausreichend hohe
Sicherheiten zu erzeugen. Dies bedeutet eine Duplizierung aller zur Beherrschung des
Versagensfalles notwendigen Subsysteme wie Antrieb, Energieversorgung, Steuerung,
etc. Durch die Duplizierung wird eine Redundanz der Subsysteme erreicht. Im
Versagensfall eines Subsystems ist somit ein planmäßiger Weiterbetrieb der Drohne
gesichert. Diese Lösung erhöht jedoch drastisch das Fluggewicht der Drohne, so daß
letztlich auch ein stärkerer Antrieb erforderlich wird. Die Lösung ist somit sehr
materialaufwendig und sehr kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drohne durch Vereinfachung der Subsysteme
kostengünstiger zu gestalten, aber dennoch im Versagensfall einen unkontrollierten
Absturz der Drohne möglichst zu vermeiden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens von flugrelevanten Subsystemen wie
dem Energieversorgungssystem, dem Antriebssystem und dem Stellantriebssystem
über Signal- und Datenverbindungen Signale und/oder Daten an eine
Fehlererkennungseinrichtung geliefert werden und die Fehlererkennungseinrichtung
programmgemäß definierte Fehler oder Fehlerkombinationen erkennt und dann ein
Signal an das Fallschirmsystem liefert, so daß das Fallschirmsystem ein Stellsignal
bildet, welches gegenüber einem Auswurfmechanismus einen Auswurf des Fallschirms
veranlaßt.
Die Erfindung erbringt den Vorteil, unter Einsatz von Einfachsystemen, d. h. ohne
Duplizierung von flugrelevanten Systemen trotzdem ein vermindertes Verlustrisiko der
Drohne zu ermöglichen. Es können somit einerseits Entwicklungs- und Fertigungskosten
gesenkt werden, andererseits die Betriebskosten der Drohne vermindert werden, da die
Drohne mehr Nutzlast transportieren kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden
näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 Schema einer Steuerungsanlage einer Drohne ohne Duplizierung von
Subsystemen.
Die Steuerungsanlage 1 nach Fig. 1 zeigt in zentraler Position einen
Flugführungsrechner 10. Dem Flugführungsrechner 10 sind Subsysteme 100
untergeordnet, die er steuert bzw. regelt. Der Flugführungsrechner 10 erhält
Informationen von ausfallrelevanten Subsystemen 100, wie beispielsweise dem
Energieversorgungssystem 12 über die Signal- und Datenverbindung 121, dem
Antriebssystem 13 über die Signal- und Datenverbindung 131 und einem Stellantrieb
14 über die Signal- und Datenverbindung 141. Die Signal- und Datenverbindung 121,
131, 141 kann festverdrahtet oder drahtlos ausgebildet sein. Diese Signal- und
Datenverbindung 121, 131, 141 überträgt aktuelle Signalkenngrößen bzw.
Zustandsdaten der Subsysteme 100 an eine Fehlererkennungseinrichtung 11, die
vorzugsweise im Flugführungsrechner 10 integriert ist. Die
Fehlererkennungseinrichtung 11 arbeitet nach bekannten
Fehlererkennungsverfahren. Die Fehlererkennungseinrichtung 11 kann als Software für
den Flugführungsrechner 10 oder als Hardware ausgebildet sein. Die
Fehlererkennungseinrichtung 11 erkennt, ob eine oder mehrere Baugruppen eines
Subsystems 100 fehlerkritisch sind. Wird mindestens eine Baugruppe eines
Subsystems 100 zum Versagen der Drohne führen, liefert die
Fehlererkennungseinrichtung 11 ein entsprechendes Signal an das Fallschirmsystem
15. Das Fallschirmsystem 15 besitzt u. a. einen Auswurfsmechanismus 150 mit einem
Fallschirm 151. Das Fallschirmsystem 15 bildet ein Stellsignal für einen oder mehrere
Aktuatoren des Auswurfmechanismus 150, der den Fallschirm 151 aus der Drohne
auswirft, so daß er sich entfalten kann. Die Fehlererkennungseinrichtung 11 beinhaltet
einen im zuständigen Rechenprogramm programmgemäß definierten Fehler oder
definierte Fehlerkombination, die zu einer Aktivierung des Fallschirmsystems 15 führt,
wenn ein solcher Fehler vom Programm erkannt wird. Wird ein solcher Fehler bspw. in
einem einzelnen Subsystem erkannt, werden mit dem Start des Auswurfsmechanismus
150 die restlichen Subsysteme deaktiviert werden und die Drohne wird am Fallschirm
151 hängend zu Boden schweben, ohne ihre Umgebung zu gefährden. Für eine
Landung bzw. Wasserung auf See kann ein integrierter Airbag den Landestoß gegenüber
der Drohne abfedern bzw. das Versinken der Drohne bis zu anschließenden Bergung
verhindern. Der Auswurf eines Fallschirms 151 durch die Steuerungsanlage 1 der
Drohne für einen Versagensfall ermöglicht es, in vorteilhafter Weise auf eine
Duplizierung bzw. Redundanz der Steuerungsanlage 1 bzw. relevanter Subsysteme 100
zu verzichten.
Die Drohne kann somit kostengünstiger gefertigt werden, wobei gleichzeitig die
Möglichkeit einer Wiederverwendbarkeit nach dem Versagensfall erhalten bleibt. Das
ist ein entscheidender Vorteil gegenüber den bisher von Betreibern eingesetzten
Drohnen.
Claims (1)
1. Verfahren zur Ausbringung eines Fallschirms an einer Drohne, wobei die
Steuerungsanlage der Drohne mindestens einen Flugführungsrechner, ein
Fallschirmsystem mit Fallschirm, ein Energieversorgungssystem, ein Antriebssystem
sowie ein Stellantriebssystem umfasst und keines dieser Systeme der Drohne
dupliziert ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens von dem
Energieversorgungssystem (12), dem Antriebssystem (13) und dem
Stellantriebssystem (14) über Signal- und Datenverbindungen (121, 131, 141)
Signale und/oder Daten an eine Fehlererkennungseinrichtung (11) geliefert werden
und die Fehlererkennungseinrichtung (11) programmgemäß definierte Fehler oder
Fehlerkombinationen erkennt und dann ein Signal an das Fallschirmsystem (15)
liefert, so daß das Fallschirmsystem (15) ein Stellsignal bildet, welches gegenüber
einem Auswurfmechanismus (150) einen Auswurf des Fallschirms (151) veranlaßt.
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Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20121201 |