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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlererfassung eines im Tragflug an einem Tragflugzeug angekoppelten, unbemannten operationellen Flugkörpers, wobei der Flugkörper einen zentralen Bordcomputer aufweist, auf dem eine in einem Speicher gespeicherte Steuerungssoftware für den Betrieb des Flugkörpers ablaufbar ist, und einen flüchtigen Arbeitsspeicher sowie einen nichtflüchtigen, reprogrammierbaren Datenspeicher aufweist, und in dem Datenspeicher im Tragflug aufgetretene technische Fehlerdaten als Flugfehlerbild gespeichert sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen unbemannten operationellen Flugkörper nach dem Anspruch 11, der zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein operationeller Flugkörper wird zur Vorbereitung eines Einsatzes, bei dem er sich am Tragflugzeug angeordnet befindet, einer Mehrzahl von Tests unterzogen, beispielsweise vorbereitenden Tests am Boden und auch nach seiner Anordnung am Tragflugzeug, während die Elektronik des Flugkörpers mit der Elektronik des Tragflugzeugs kommuniziert. So kann sich die Situation einstellen, dass sich der Flugkörper während des Bodentests als fehlerfrei herausstellt, es aber nach der Inbetriebnahme während des Tragflugs zur Meldung eines fatalen Fehlers kommt, der einen Abbruch der Operation erfordert und einen Verschuss des Flugkörpers verbietet.
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Nach einer solchen Fehlersituation ist es notwendig, nähere Kenntnisse über die die Abbruchsituation auslösende Baugruppe des Flugkörpers zu erhalten.
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STAND DER TECHNIK
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Anhand der auf die Anmelderin zurückgehenden
DE 10 2010 018 186 A1 ist bereits ein Verfahren zur Fehlererfassung eines im Tragflug an einem Tragflugzeug angekoppelten, unbemannten Flugkörpers bekannt geworden.
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Nach diesem Verfahren wird ein im Tragflug aufgetretener Fehler, der von einem mit einer Steuerungssoftware für den Betrieb des Flugkörpers betriebenen zentralen Bordcomputer des Flugkörpers festgestellt wird, zunächst in einem, dem zentralen Bordcomputer zugeordneten flüchtigen Arbeitsspeicher abgelegt und sodann vom Arbeitsspeicher in einen nichtflüchtigen, reprogrammierbaren Datenspeicher kopiert, bevor die Stromversorgung des operationellen Flugkörpers unterbrochen wird. Das Flugfehlerbild umfasst daher eine Momentaufnahme der Flugsituation im Moment des Auftretens des fatalen Fehlers mit Daten aus den Baugruppen des Flugkörpers und ergänzend allgemeine Flugdaten des Tragflugzeugs, wie beispielsweise die Fluggeschwindigkeit.
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Mittels eines am Boden vorgesehenen Testgeräts kann das Flugfehlerbild nach Beendigung des Testtragflugs aus dem nichtflüchtigen Datenspeicher ausgelesen und ausgewertet werden. Die zur Auswertung und Fehlererforschung zur Verfügung stehenden Daten beinhalten die vorstehend beschriebene Momentaufnahme beim Auftritt des fatalen Fehlers. Es hat sich gezeigt, dass eine genaue Fehleranalyse aber auch die Zeitkomponente erfordert, um beispielsweise Kenntnisse über die zeitliche Entwicklung von Steuer- oder Sensordaten des Tragflugzeugs oder des Flugkörpers zu erhalten, die von dem vorstehend beschriebenen statischen Fehlerbild nicht zur Verfügung gestellt werden. Das statische Fehlerbild stellt nämlich keine auswertbare Zeitreihe von Daten der den fatalen Fehler auslösenden Baugruppe oder Einrichtung des Flugkörpers zur Verfügung, so dass eine Analyse der zeitlichen Entwicklung der Daten nicht möglich ist.
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Anhand der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden
EP 1 992 904 A2 ist ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer intelligenten Waffe bekannt geworden, welches im Rahmen eines speziellen Testbetriebs bei der turnusmäßigen Wartung der Waffe am Boden Zustandsbilder bestehend aus Messergebnissen eines vorab einmal festgelegten Satzes von Baugruppen der Waffe erfasst, um im Rahmen dieses feststehenden Bestandteils eines am Boden stattfindenden Testbetriebs während der gesamten Lebensdauer der Waffe ihre gesamte Historie erfassen zu können. Ein solcher, die gesamte Historie der Waffe erfassender Datensatz ist für die Analyse eines während eines Tragflugs aufgetretenen fatalen Fehlers der Waffe nicht geeignet, da er einerseits keine Datenerfassung während des Testtragflugs umfasst und darüber hinaus Zustandsbilder eines festgelegten Umfangs an Baugruppen beinhaltet, die für die Auslösung des fatalen Fehlers nicht notwendigerweise verantwortlich sind.
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Aus der
DE 10 2006 054 340 A1 ist ein Verfahren zur Überprüfung der Interaktionsfähigkeit zwischen einem Luftfahrzeug und einem mit diesem koppelbaren bewaffneten, unbemannten Flugkörper bekannt. Bei diesem Verfahren werden zunächst die Funktionsfähigkeit des Flugkörpers und die Funktionsfähigkeit der Waffenstation des Luftfahrzeugs mit entsprechenden Testvorrichtungen separat überprüft. Wenn diese Tests fehlerfrei verlaufen sind, wird der Flugkörper am Luftfahrzeug angebracht und bis zum Erreichen eines Bereitschaftsstatus' aktiviert. Die einzelnen Aktivierungsschritte werden überprüft, wobei ein Fehlersignal ausgegeben wird, wenn eine der Überprüfungen nicht erfolgreich verlaufen ist.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Fehlererfassung eines im Tragflug an einem Tragflugzeug angekoppelten, unbemannten operationellen Flugkörpers zu schaffen, welches eine genaue, die Zeitkomponente mit umfassende Fehleranalyse erlaubt und zwar hinsichtlich der fehlerauslösenden Baugruppe. Auch soll ein zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Flugkörper geschaffen werden.
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Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Darüber hinaus weist die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Flugkörpers die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Flugkörpers sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Fehlererfassung eines im Tragflug an einem Tragflugzeug angekoppelten, unbemannten operationellen Flugkörpers, wobei der Flugkörper einen zentralen Bordcomputer aufweist, auf dem eine in einem Speicher gespeicherte Steuerungssoftware für den Betrieb des Flugkörpers ablaufbar ist, und einen flüchtigen Arbeitsspeicher sowie einen nichtflüchtigen, reprogrammierbaren Datenspeicher aufweist und in dem Datenspeicher im Tragflug aufgetretene technische Fehlerdaten als Flugfehlerbild gespeichert sind, wobei anhand des Flugfehlerbilds mindestens eine für technische Fehlerdaten originäre Einrichtung des operationellen Flugkörpers ausgewählt wird und während eines Testtragflugs mit dem operationellen Flugkörper in vorbestimmten Zeitabständen technische Testtragflugdaten der ausgewählten Einrichtung in von Flugfehlerbilddaten freien Datenbereichen des Datenspeichers gespeichert werden.
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Anhand des im nichtflüchtigen Datenspeicher verfügbaren Flugfehlerbilds werden die für die technischen Fehlerdaten originären Einrichtungen oder Baugruppen des Flugkörpers oder mindestens eine davon ausgewählt und sodann während eines Testtragflugs mit dem operationellen Flugkörper technische Testtragflugdaten der ausgewählten Einrichtungen oder Baugruppen in einem vorbestimmten Zeitabstand oder verschiedenen vorbestimmten Zeitabständen gespeichert und zwar in einem Datenbereich oder Datenbereichen des Datenspeichers, der frei ist von Flugfehlerbilddaten. Damit steht dann eine für die gewählte oder die gewählten Einrichtungen oder Baugruppen spezifische Zeitreihe an Testtragflugdaten zur Verfügung, die Daten umfasst, die während des Testtragflugs in vorbestimmten Zeitabständen in freien Datenbereichen des Datenspeichers abgelegt wurden und anhand derer dann eine die Zeitkomponente umfassende Auswertung der Testtragflugdaten möglich ist. Der Zeitabstand kann beispielsweise 5 ms, 10 ms, 20 ms, 40 ms, 50 ms, 80 ms, 100 ms, 200 ms, 500 ms, 1000 ms oder einen für den jeweiligen Anwendungsfall geeigneten Zwischenwert der genannten Werte oder Vielfaches der genannten Werte betragen.
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Auf diese Weise wird also die komplette Historie an Daten der ausgewählten Einrichtung oder Einrichtungen erfasst, die an der Auslösung des fatalen Fehlers während des dem Testtragflug vorausgehenden Tragflugs beteiligt waren. Damit kann beispielsweise ermittelt werden, welche Flugoperationen oder welche Signalketten an Steuersignalen oder Regelsignalen beispielsweise von der Steuerungssoftware des zentralen Bordcomputers ausgehend für die Entstehung des fatalen Fehlers maßgeblich waren. Auch können auf diese Weise Telemetriedaten des Tragflugzeugs und/oder Flugkörpers erfasst werden, die zum Auslösen des fatalen Fehlers beigetragen haben.
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Auf diese Weise kann an dem serienmäßigen operationellen Flugkörper, der im Einsatz verwendet werden kann und daher nicht speziell mit Testapparaturen oder dergleichen ausgerüstet werden muss, wodurch Umbaumaßnahmen wegfallen, eine Fehlererfassung durchgeführt werden, die die zeitliche Entwicklung der Daten von fehlerauslösenden Einrichtungen oder Baugruppen des Flugkörpers umfasst, wodurch ein auswählbarer Satz von Parametern der Einrichtungen oder Baugruppen mit veränderlichen Speicherzyklen zur Verfügung steht, die im Flugkörper eigenen Datenspeicher abgespeichert werden und sodann für eine detaillierte, die Zeitkomponente mit umfassende Fehleranalyse zur Verfügung stehen.
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Da diese Fehlererfassung im Gegensatz zu der anhand der aus der
EP 1 992 904 A2 bekannt gewordenen Datenerfassung während des operationellen Betriebs stattfindet, herrscht eine dem normalen Einsatzflug entsprechende Flugssituation vor, während der die Testtragflugdaten erfasst werden und somit eine Situation, bei der alle Umgebungsbedingungen während der Datenerfassung dem normalen Einsatzflug entsprechen und nicht etwa nur eine Situation, die einem Testbetrieb entspricht, während der beispielsweise andere Flugmanöver durchgeführt werden, als die, die bei einem normalen Einsatzflug stattfinden. Damit fällt auch die Notwendigkeit liegt, den operationellen Flugkörper in einen inerten Zustand zu versetzen und beispielsweise einen Telemetrie-Datenrekorder einzubauen. Da bei solchen Umbaumaßnahmen ein Eingriff in den Flugkörper stattfinden würde, würde bei einem nachfolgenden Testtragflug mit dem umgebauten Flugkörper eine Situation vorherrschen, die nicht einem realen Einsatzflug entspricht.
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Es wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht, problembezogene, ausgewählte Flugkörperdaten während des Flugbetriebs mit dem operationellen, lethalen Serienflugkörper zu erfassen und auf deren Basis eine Fehleranalyse durchzuführen.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Beginn der Speicherung der Testtragflugdaten von einem vom Tragflugzeug übermittelten Startsignal oder von der Einrichtung ausgelöst wird. Die mittels eines Startsignals zuschaltbare onboard Speicherung im Datenspeicher des Flugkörpers kann ein Teil der operationellen Missionssoftware oder Navigationssoftware des Flugkörpers sein und beispielsweise vom Tragflugzeug aus initiiert werden. Auch ist es nach der Erfindung vorgesehen, dass die onboard Speicherung von der Einrichtung selbst ausgelöst wird, beispielsweise nach einem vorbestimmten Zeitablauf, beispielsweise dem Zeitablauf seit dem Auftreten einer im Testtragflug auftretenden vorbestimmten Signalsequenz. Anhand dieser Signalsequenz kann beispielsweise auch der vorbestimmte Zeitabstand für die zyklische Speicherung der Testtragflugdaten festgelegt werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es auch vorgesehen, dass der Beginn der Speicherung der Testtragflugdaten vom zentralen Bordcomputer des Flugkörpers in Abhängigkeit einer ein vorbestimmtes Signal oder Fehlersignal meldenden Einrichtung ausgelöst wird. Auf diese Weise ist es möglich, das zyklische Sammeln von Daten bezüglich einer beobachteten Einrichtung vom Signal einer anderen Einrichtung auslösen zu lassen, beispielsweise das Sammeln der Daten der beobachteten Einrichtung ab einer bestimmten gemeldeten Fluggeschwindigkeit zu beginnen, wobei die Fluggeschwindigkeit hier lediglich als Beispiel dient.
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Die Erfindung sieht nach einer Weiterbildung auch vor, dass bereits am Boden mittels eines Testgeräts festgelegt werden kann, welche Daten mit welchem Zyklus gespeichert werden. Diese Festlegung kann anhand des vorliegenden Flugfehlerbilds oder eines anderen Flugfehlerbilds erfolgen, welches beispielsweise in dem Testgerät gespeichert ist und somit auf Erfahrungen früherer Flugsituationen beruht. Auch ist eine Festlegung der zu speichernden Daten beispielsweise auf Auswahl durch das mit Wartungs- und/oder Erprobungsaufgaben betrauten Bodenpersonals möglich.
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Es ist dabei nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass der zentrale Bordcomputer die Auslösung des Beginns der Speicherung der Testtragflugdaten in Abhängigkeit eines im Testtragflug auftretenden Ereignisses durchführt und die Feststellung des vorbestimmten Zeitabstands sowie die Feststellung der freien Datenbereiche des Datenspeichers vornimmt. So kann in der auf dem zentralen Bordcomputer ablaufenden Steuerungssoftware festgelegt sein, dass der Bordcomputer den vorbestimmten Zeitabstand ereignisabhängig bestimmt oder ihn ereignisabhängig während der zyklischen Datenspeicherung verändert. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, den Zeitabstand für die zyklische Datenspeicherung dann zu verringern, wenn die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines fatalen Fehlers größer ist, also beispielsweise bei Flugmanövern mit besonders hohen Querkräften oder Beschleunigungswerten und den Zeitabstand für das zyklische Speicherung von Testtragflugdaten anschließend wieder zu verringern. Damit wird eine ereignisabhängige Steuerung der Datendichte an Testtragflugdaten erreicht. Auch kann der zentrale Bordcomputer den ersten freien Datenbereich im Datenspeicher in Abhängigkeit eines im Testtragflug auftretenden Ereignisses durchführt. Dies macht es möglich, in den nichtflüchtigen Datenspeicher während des Testtragflugs andere relevante Daten, wie beispielsweise Checksummen des Datentransfers zwischen dem Flugkörper und dem Tragflugzeug zu speichern, die für eine spätere Auswertung benötigt werden. Da sich dadurch der freie Datenbereich des Datenspeichers während des Testtragflugs verändern kann und diese Daten neben den vom Flugfehlerbild eingenommenen Datenbereiche nicht überschrieben werden sollen, kann der zentrale Bordcomputer den zur Speicherung der Testtragflugdaten vorgesehenen freien Datenbereich oder die freien Datenbereiche des Datenspeichers ereignisabhängig feststellen.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass der zentrale Bordcomputer die abwechselnde Speicherung von Testtragflugdaten in einem ersten freigegebenen Zwischenspeicherbereich des Datenspeichers oder zweiten freigegebenen Zwischenspeicherbereich des Datenspeichers durchführt und die Testtragflugdaten aus dem zuerst mit Testtragflugdaten beschriebenen Zwischenspeicherbereich ausliest und die ausgelesenen Testtragflugdaten überprüft und überprüfte Testtragflugdaten in einem freien Datenbereich des Datenspeichers speichert und den ausgelesenen Zwischenspeicherbereich zum Überschreiben mit nächsten Testtragflugdaten freigibt. Auf diese Weise ist es möglich, die Speicherung von Testtragflugdaten in sehr kurzen Zeitabständen durchzuführen, da aufgrund dieses Doppelpufferbetriebs immer ein freier Zwischenspeicher für die Speicherung aktueller Testtragflugdaten zur Verfügung steht und zwar unabhängig von der Länge des Zeitabstands zwischen zwei Speichervorgängen an Testtragflugdaten.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die im Datenspeicher des Flugkörpers gespeicherten Testtragflugdaten mittels eines mit dem Flugkörper über ein Kabel gekoppeltes Testgeräts nach Beendigung des Testtragflugs ausgelesen werden und mit auf dem Testgerät gespeicherten Testtragflugdaten verglichen werden, deren Fehlerursache bekannt ist. Auf diese Weise kann mittels einer auf dem Testgerät gespeicherten Fehlerdatenbank überprüft werden, ob in der Vergangenheit gespeicherte Testtragflugdaten identisch oder zu einem bestimmten Maß ähnlich zu den aus dem aktuellen Testtragflug stammenden Daten sind und somit die Fehlerursache sofort festgestellt oder zumindest eingegrenzt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass der zentrale Bordcomputer die Speicherung einer Aktivierungsdatensequenz in einem freien Datenbereich des Datenspeichers zu Beginn der Speicherung von Testtragflugdaten durchführt, anhand derer ein zum Auslesen von im Datenspeicher gespeicherter Testtragflugdaten ausgebildetes Testgerät einen Testtragflug aus einer Mehrzahl von Testtragflügen selektiert werden kann. Diese Vorgehensweise macht es möglich, mehrere Testtragflüge mit der beobachteten oder den beobachteten Einrichtungen durchzuführen und die aus den Testtragflügen stammenden Testtragflugdaten zu einer späteren gemeinsamen Auswertung mittels des Testgeräts im Datenspeicher des Flugkörpers zugelassen, um die Reproduzierbarkeit eines fatalen Fehlers und damit eines systematischen Fehlers zu erreichen, dessen Fehlerursache dann gezielt und auf Dauer abgestellt werden kann.
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Schließlich ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung auch noch vorgesehen, dass der zentrale Bordcomputer eine Speicherung der Summe der vorbestimmten Zeitabstände in einem freien Datenbereich des Datenspeichers durchführt. Auf diese Weise kann beispielsweise ein elektronischer Betriebsstundenzähler für den Flugkörper implementiert werden. Auch sieht das erfindungsgemäße Verfahren nach einer Weiterbildung vor, dass der zentrale Bordcomputer die Speicherung eines die Auslösung der Speicherung des der Testtragflugdaten bewirkenden Startsignals unter Unterscheidung der Signalquelle in einem freien Datenbereich des Datenspeichers durchführt. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Auslösung der Speicherung der Testtragflugdaten einer bestimmten von mehreren möglichen Einrichtungen zuzuordnen, die beispielsweise in Abhängigkeit einer vorbestimmten Sequenz an Telemetriedaten die Speicherung der Testtragflugdaten auslösen. Damit wird eine die Zeitkomponente der Testtragflugdaten berücksichtigende Speicherung von Testtragflugdaten unter Unterscheidung des die Auslösung der Speicherung bewirkenden Startsignals ermöglicht.
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Die Erfindung schafft auch einen unbemannten, operationellen Flugkörper mit einem zentralen Bordcomputer, auf dem eine in einem Speicher gespeicherte Steuerungssoftware für den Betrieb des Flugkörpers ablaufbar ist und der Flugkörper einen flüchtigen Arbeitsspeicher und einen nichtflüchtigen, reprogrammierbaren Datenspeicher aufweist und in dem Datenspeicher im Tragflug aufgetretene technische Fehlerdaten als Flugfehlerbild gespeichert sind. Das Flugfehlerbild entspricht dabei der vorstehend beschriebenen Momentaufnahme von während eines Tragflugs gespeicherten technischen Daten, die die Fehlerdaten mit umfassen. Der Flugkörper zeichnet sich nun gemäß der Erfindung dadurch aus, dass er zur Speicherung von Testtragflugdaten in vorbestimmten Zeitabständen mindestens einer vorbestimmten Einrichtung des Flugkörpers in von Flugfehlerbilddaten freien Datenbereichen des Datenspeichers ausgebildet ist, wobei die originäre Einrichtung (14) anhand des Flugfehlerbildes für technische Fehlerdaten ausgewählt wird. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass Daten vorbestimmter Einrichtungen oder Baugruppen oder Bauteile des Flugkörpers in vorbestimmten Zeitabständen in Datenbereiche des nichtflüchtigen, reprogrammierbaren Datenspeichers des Flugkörpers gespeichert werden, der frei ist von Flugfehlerbilddaten, damit diese zu weiteren Auswertung und Fehleranalyse zur Verfügung stehen. Mittels der in die freien Datenbereiche gespeicherten Testtragflugdaten der ausgewählten oder vorbestimmten Einrichtung oder Einrichtungen kann eine Zeitreihe von Testtragflugdaten geschaffen werden, die die zeitliche Entwicklung der Testtragflugdaten bis zum Auftreten eines Fehlers und nach dem Auftreten des Fehlers zeigt und somit eine genaue zeitliche Entwicklung des Fehlers zeigt.
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Der Flugkörper ist dabei mit dem Tragflugzeug zum Datenaustausch gekoppelt und zwar derart, dass ein vom Tragflugzeug ausgehendes Startsignal die Speicherung von Testtragflugdaten auslöst. Auf diese Weise kann beispielsweise der Pilot des Tragflugzeugs oder eine den Flugkörper überwachende Einrichtung des Tragflugzeugs die Speicherung von Testtragflugdaten im nichtflüchtigen Datenspeicher des Flugkörpers auslösen.
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In ähnlicher Weise kann auch der zentrale Bordcomputer zur Auslösung des Beginns der Speicherung der Testtragflugdaten und der Feststellung des vorbestimmten Zeitabstands sowie zur Feststellung der freien Datenbereiche des Datenspeichers ausgebildet sein. Der zentrale Bordcomputer kann beispielsweise durch die auf ihm ablaufbare Steuerungssoftware zum Auslösen der Speicherung der Testtragflugdaten auf dem Datenspeicher in Abhängigkeit eines vorbestimmten Ereignisses während des Testtragflugs gesteuert werden. Es ist dabei von Vorteil, dass der zentrale Bordcomputer zur Veränderung des vorbestimmten Zeitabstands während der Speicherung der Testtragflugdaten ausgebildet ist. Damit kann beispielsweise eine veränderliche Datendichte an Testtragflugdaten auf dem Datenspeicher in Abhängigkeit von vorbestimmten Ereignissen während Testtragflugs erreicht werden.
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Es zeigt sich als vorteilhaft, dass der Bordcomputer zur abwechselnden Speicherung von Testtragflugdaten in einem ersten freigegebenen Zwischenspeicherbereich des Datenspeichers oder zweiten freigegebenen Zwischenspeicherbereich des Datenspeichers und zum Auslösen von Testtragflugdaten aus dem zuerst mit Testtragflugdaten beschriebenen Zwischenspeicherbereich sowie zur Überprüfung der ausgelesenen Testtragflugdaten und zur Speicherung der überprüften Testtragflugdaten in einem freien Datenbereich des Datenspeichers und zur Freigabe des ausgelesenen Zwischenspeicherbereichs ausgebildet ist. Der zentrale Bordcomputer kann also im Doppelpufferbetrieb Daten in den Zwischenspeicher schreiben und aus ihm auslesen und diese ausgelesenen Daten beispielsweise auf Plausibilität überprüfen und dann in einen freien Datenbereich des Datenspeichers schreiben. Nach dem Auslesen der Daten aus dem Zwischenspeicher kann der zentrale Bordcomputer diesen Zwischenspeicherbereich zum Überschreiben mit nächsten Testtragflugdaten freigeben.
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Auch kann der unbemannten operationellen Flugkörper nach einer Weiterbildung der Erfindung als elektronischer Betriebsstundenzähler verwendet werden. Zu diesem Zweck ist der zentrale Bordcomputer zur Speicherung der Summe der vorbestimmten Zeitabstände in einem freien Datenbereich des Datenspeichers ausgebildet.
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Auch kann der zentrale Bordcomputer zur Speicherung eines die Auslösung der Speicherung der Testtragflugdaten bewirkenden Startsignals unter Unterscheidung der Signalquelle in einem freien Datenbereich des Datenspeichers sowie zur Speicherung einer Aktivierungsdatensequenz in einem freien Datenbereich des Datenspeichers zu Beginn der Speicherung von Testtragflugdaten ausgebildet sein.
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Damit kann mittels eines zum Auslesen von im Datenspeicher gespeicherter Testtragflugdaten ausgebildeten Testgeräts ein Testtragflug aus einer Mehrzahl von Testtragflügen selektiert werden.
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Schließlich ist der unbemannte operationelle Flugkörper zur Datenaustauschverbindung, beispielsweise mittels eines Umbilicalkabels, mit einem Testgerät und zur Übertragung von Testtragflugdaten an das Testgerät und zum vom Testgerät ausgelösten Löschen von Testtragflugdaten und/oder eines Fehlerbild ausgebildet.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines am einem Tragflugzeug angeordneten unbemannten Flugkörpers nach einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens
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DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 der Zeichnung zeigt in einer schematischen Darstellung einen unbemannten, operationellen Flugkörper 1, der an einem lediglich ausschnittsweise und schematisch dargestellten Tragflugzeug 2 angeordnet ist.
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Zu diesem Zweck ist an der Unterseite des Tragflugzeugs 2 eine Aufnahme 3 in der Form beispielsweise eines Bombenpylons vorgesehen, an dessen Unterseite zwei Haltevorrichtungen 4 vorgesehen sind, die mit am Flugkörper 1 vorgesehenen Gegenhaltevorrichtungen 5 zusammenwirken, um den Flugkörper 1 am Tragflugzeug 2 lösbar festlegen zu können.
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Der Flugkörper 1 ist insgesamt langgestreckt ausgebildet und besitzt an seinem Rumpf 6 am Endbereich angeordnete Ruderfinnen 7, die zur Stabilisierung des Flugkörpers 1 während seines vom Tragflugzeug 2 entkoppelten eigenständigen Flugvorgangs vorgesehen sind und beispielsweise auch für Lenkoperationen verstellbar ausgebildet sein können. Über am Rumpf angeordnete und ebenfalls lediglich nur schematisch dargestellte Triebwerke 8, von denen aufgrund der gewählten Seitenansicht auf den Flugkörper 1 nur eines sichtbar ist, kann der Flugkörper einen angetriebenen Flug ausführen, nachdem er vom Tragflugzeug 2 getrennt worden ist.
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Der Flugkörper 1 besitzt einen zentralen Bordcomputer 9, der mit einem im Tragflugzeug 2 angeordneten Bordcomputer 10, der beispielsweise auch Waffenleitoperationen ausführen kann, kommunizieren kann. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Tragflugzeug 2 und dem Flugkörper 1 ein Datenkabel 11 vorgesehen, welches beispielsweise als Umbilicalkabel nach MIL-Std 1760 ausgebildet ist, vorgesehen.
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Darüber hinaus besitzt der Flugkörper 1 einen nichtflüchtigen, reprogrammierbaren Datenspeicher 12, der über eine Datenleitung 13 mit dem zentralen Bordcomputer 9 des Flugkörpers 1 gekoppelt ist. Befindet sich das Tragflugzeug 2 zusammen mit dem Flugkörper 1 auf einem Tragflug, so führt der zentrale Bordcomputer 9 über eine auf einem nicht näher dargestellten Speicher gespeicherte Steuerungssoftware Operationen für den Betrieb des Flugkörpers 1 aus und überwacht die zum Betrieb des Flugkörpers notwendigen Einrichtungen, Baugruppen und Bauteile des Flugkörpers 1, von denen lediglich eine Einrichtung 14 schematisch dargestellt ist.
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Es kann während des Tragflugs ein beispielsweise von der Einrichtung 14 ausgelöster Fehler über eine Datenleitung 15 an den zentralen Bordcomputer 9 gemeldet werden, der von dem zentralen Bordcomputer 9 als fataler Fehler bewertet wird, dessen Auftreten einen Missionsabbruch zur Folge hat, der Flugkörper 1 also nicht mehr vom Tragflugzeug 2 aus abgefeuert werden darf. In einem solchen Fall wird auf dem Datenspeicher 12 ein die aufgetretenen technischen Fehlerdaten umfassendes Flugfehlerbild gespeichert, welches nach dem Abschluss des Tragflugs über ein lediglich schematisch dargestelltes Testgerät 16, das über ein Umbilicalkabel 17 mit dem Flugkörper 1 verbunden ist, aus dem Datenspeicher 12 aus gelesen und ausgewertet wird.
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Das Flugfehlerbild umfasst dabei eine statische Momentaufnahme der technischen Fehlerdaten und beispielsweise Flugdaten der während des Auftretens des fatalen Fehlers vom Bordcomputer 9 und vom Bordcomputer 10 überwachten Einrichtungen des Flugkörpers 1 und beispielsweise weiterer Einrichtungen des Tragflugzeugs 2.
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Damit ist eine Auswertung dahingehend möglich, welche der technischen Einrichtungen des Flugkörpers 1, im vorliegenden Fall die Einrichtung 14, aufgrund eines fatalen Fehlers für den Missionsabbruch verantwortlich ist. Damit ist eine Kenntnis dahingehend gegeben, dass die Einrichtung 14 für den Missionsabbruch verantwortlich ist, nicht aber die zeitliche Entwicklung der von der Einrichtung 14 an den Bordcomputer 9 gemeldeten Daten. Ist aber eine Erkenntnis über die zeitliche Entwicklung der Daten möglich, so kann bereits vor dem Auftreten von Daten, die von dem zentralen Bordcomputer 9 als fataler Fehler diagnostiziert werden, eine Abhilfemaßnahme ergriffen werden, beispielsweise eine Veränderung der zum fatalen Fehler führenden Flugoperationen vorgenommen werden oder beispielsweise eine redundante Einrichtung 14' in Betrieb genommen werden, welche die Funktionen der Einrichtung 14 übernimmt, die sich in einem solchen Fall aufgrund einer Gesamtbetrachtung der von den Einrichtungen des Flugkörpers 1 an den Bordcomputer 9 gemeldeten Datensignalen als fehlerhaft herausstellt.
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Erweist sich die Einrichtung 14 aber aufgrund der Gesamtbetrachtung der Datensituation nicht als fehlerhaft, so ist dennoch eine Ursachenforschung dahingehend erforderlich, wie sich die Daten der Einrichtung 14 bis zum Erkennen eines fatalen Fehlers entwickelt haben, um Kenntnisse beispielsweise dahingehend zu haben, welche Flugoperationen zu einem Herauslaufen der Daten aus einem als in Ordnung bewerteten Datenfenster verantwortlich sind.
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Eine permanente Aufzeichnung aller Daten aller Einrichtungen des Flugkörpers 1 auf dem Datenspeicher 12 ist aus Kapazitätsgründen oftmals nicht möglich, so dass die Daten bei einer solchen permanenten Aufzeichnung regelmäßig überschrieben werden müssten und sich dann die Situation ergeben kann, dass dann gerade diejenigen Daten, die ein Herauslaufen aus dem Datenfenster anzeigen, nicht mehr für eine Auswertung verfügbar sind.
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Die Erfindung schafft hier Abhilfe, indem die zeitliche Entwicklung von zu einem fatalen Fehler führender Daten einer oder mehrerer Einrichtungen des Flugkörpers durch eine in vorbestimmten oder veränderlich vorbestimmten Zeitabständen ablaufende zyklische Speicherung der Daten der Einrichtung oder Einrichtungen ermöglich wird und die Daten so für eine Auswertung mittels eines Testgeräts zur Verfügung stehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand des in 2 der Zeichnung dargestellten Ablaufdiagramms näher erläutert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einem in einem Datenspeicher
12 des unbemannten Flugkörpers
1 gespeicherten Flugfehlerbilds, welches die in einem bereits absolvierten Tragflug aufgetretenen technischen Fehlerdaten beinhaltet. Ein solches Flugfehlerbild kann beispielsweise mit dem auf die Anmelderin zurückgehenden und aus der
DE 10 2010 018 186 A1 bekannten Verfahren geschaffen werden. Das Flugfehlerbild weist dabei die in dem nichtflüchtigen, reprogrammierbaren Datenspeicher
12 des Flugkörpers
1 gespeicherten technischen Fehlerdaten auf, die vom nicht näher dargestellten flüchtigen Arbeitsspeicher des Flugkörpers
1 in den reprogrammierbaren Datenspeicher
12 übertragen wurden. Daraufhin kann die Stromversorgung des Flugkörpers
1 abgeschaltet werden, und auch eine etwaig vorhandene autonome Stromversorgung des Flugkörpers
1 wird nicht mehr in Betrieb gesetzt. Nach der Speicherung des Flugfehlerbilds kehrt das Tragflugzeug
2 zusammen mit dem von der Energieversorgung getrennten Flugkörper
1 beispielsweise auf eine Flugbasis zurück, wo der Flugkörper
1 zum Datenaustausch mit einem Testgerät vorbereitet und das Flugfehlerbild zur Auswertung auf das Testgerät übertragen wird.
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Bei der hier dargestellten Ausführungsform des Verfahrens wird in einem ersten Schritt S1 anhand des Flugfehlerbilds die für die technischen Fehlerdaten originäre Einrichtung 14 ausgewählt. Zeigt das Flugfehlerbild mehrere mögliche, für den fatalen Fehler infrage kommende originäre Einrichtungen des Flugkörpers 1, dann ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch vorgesehen, diese mehreren Einrichtungen oder auch eine Untermenge daraus auszuwählen.
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Die Erfindung sieht nach einer Variante hierzu auch vor, dass bereits am Boden mittels eines Testgeräts festgelegt werden kann, welche Daten mit welchem Zyklus gespeichert werden. Diese Festlegung kann anhand des vorliegenden Flugfehlerbilds oder eines anderen Flugfehlerbilds erfolgen, welches beispielsweise in dem Testgerät gespeichert ist und somit auf Erfahrungen früherer Flugsituationen beruht. Auch ist eine Festlegung der zu speichernden Daten beispielsweise auf Auswahl durch das mit Wartungs- und/oder Erprobungsaufgaben betrauten Bodenpersonals möglich.
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In einem nächsten Schritt S2 wird dann vom Tragflugzeug 2 zusammen mit dem Flugkörper 1 ein Testtragflug durchgeführt, während dem in vorbestimmten Zeitabständen technische Testtragflugdaten der ausgewählten Einrichtung 14 oder der ausgewählten Einrichtungen in den nichtflüchtigen, reprogrammierbaren Datenspeicher 12 des Flugkörpers 1 übertragen werden.
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Zur Vorbereitung der Speicherung der Testtragflugdaten in den Datenspeicher 12 wird in einem Schritt S3 vom zentralen Bordcomputer 9 ein von Flugfehlerbilddaten freier Datenbereich des Datenspeichers 12 ermittelt und sodann in einem Schritt S4 eine Aktivierungsdatensequenz in dem Datenspeicher 12 an der ersten freien Speicherstelle abgelegt, anhand derer im Falle mehrerer durchgeführter Testtragflüge mittels des Testgeräts der einzelne Testtragflug erkannt und selektiert werden kann.
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In einem nächsten Schritt S5 findet dann die Speicherung der Testtragflugdaten in den freien Datenbereich des Datenspeichers 12, der sich der Aktivierungsdatensequenz anschließt, durchgeführt. Die Datenspeicherung findet in vorab festgelegten Zeitabständen oder auch in während des Testtragflugs veränderlichen Zeitabständen statt.
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Die Zeitabstände können auch dynamisch verändert werden, beispielsweise in Abhängigkeit von gemessenen Querbeschleunigungen, Neigungswinkeln oder dergleichen des Tragflugzeugs 2 und/oder des Flugkörpers 1.
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Auf diese Weise wird eine die jeweilige Einrichtung 14 oder die mehreren Einrichtungen hinsichtlich der von ihr oder ihnen stammenden Daten invariante Zeitreihe geschaffen, die für eine spätere Auswertung mittels des Testgeräts zur Verfügung steht.
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In einem nächsten Schritt S6 wird dann die zyklische Datenspeicherung im Datenspeicher 10 mittels eines Deaktivierungssignals abgeschaltet. Ein solcher Schritt S6 ist aber nicht notwendigerweise erforderlich, so dass die zyklische Datenspeicherung auch weiterlaufen kann, beispielsweise bis sich das Tragflugzeug 2 wieder in Bodenkontakt befindet.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Zeitabstände, während derer sich der Flugkörper 1 im Betriebsmodus der zyklischen Datenerfassung befindet, aufsummiert werden, so dass ein Betriebsstundenzähler realisierbar ist, der die Zeitdauer der kontinuierlichen Datenerfassung widerspiegelt. Diese Information kann beispielsweise dazu verwendet werden, den Flugkörper 1 einer Wartung zu unterziehen, da dies als Hinweis dafür gewertet werden kann, dass der Flugkörper 1 einer außerplanmäßigen Wartung zu unterziehen ist. Der Stundenstand des Betriebsstundenzählers kann dabei im Verhältnis zu der Gesamtzahl der Flugstunden des Flugkörpers 1 ausgewertet werden, so dass eine außerplanmäßige Wartung nur dann erforderlich ist, wenn der Stundenstand bezogen auf die Gesamtzahl der Flugstunden von einem Standardwert abweicht.
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Die Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass eine selektive Datenerfassung auswahlbarer Parameter des Flugkörpers mit einstellbaren Speicherzyklus während des operationellen Betriebs unter Einsatzflugbedingungen möglich ist und zwar derart, dass für jeden ausgewählten Parameter eine die Zeitkomponente beinhaltende Zeitreihe ermöglicht wird. Die aufgezeichneten Daten können dabei beispielsweise Telemetriedaten des Flugkörpers oder andere, für die jeweilige Fehlerursachenermittlung relevante Daten umfassen. Dadurch, dass in einem freien Datenbereich des Datenspeichers jeweils zu Beginn der Speicherung von Testtragflugdaten eine Aktivierungsdatensequenz gespeichert wird, enthält der Datenspeicher auch ein onboard verfügbares Aktivierungsprotokoll, welches zur Auswertungszwecken zur Verfügung steht.
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Zudem fallen für die Fehleruntersuchung des Flugkörpers keine Mehrkosten für den Umbau des Serienflugkörpers an, da die Speicherung der selektierten Parameter des Flugkörpers im Flugkörper eigenen nichtflüchtigen Datenspeicher stattfindet. Der Flugkörper kann daher während der Fehlerdatenerfassung in der Originalkonstellation aus Tragflugzeug und Flugkörper geflogen werden, wodurch Nebenwirkungen, die beispielsweise aufgrund von Änderungen der Serienkonstellation des Flugkörpers auftreten können, vermieden werden und da Umbaumaßnahmen am Flugkörper nicht erforderlich sind, fallen auch keine Mehrkosten für den Umbau und die andere Instrumentierung des Flugkörpers aus.
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Die aufzunehmenden Daten können problemabhängig hinsichtlich der Art der Daten und der Abtastfrequenz bestimmt werden, woraus sich auch die Möglichkeit einer zeitnahen Untersuchung des Flugkörpers ergibt, da der Flugkörper in seiner Serienkonstellation beibehalten wird.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flugkörper
- 2
- Tragflugzeug
- 3
- Aufnahme
- 4
- Haltevorrichtung
- 5
- Gegenhaltevorrichtung
- 6
- Rumpf
- 7
- Ruderfinnen
- 8
- Triebwerk
- 9
- Bordcomputer des Flugkörpers
- 10
- Bordcomputer des Tragflugzeugs
- 11
- Datenleitung
- 12
- Datenspeicher
- 13
- Datenleitung
- 14, 14'
- Einrichtung
- 15
- Datenleitung
- 16
- Testgerät
- 17
- Umbilicalkabel