Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Flugzeugen

Hochintensive Strahlungsfelder (HIRF) und indirekte Blitzeffekte (IEL) können für Flugzeuge katastrophale Folgen haben. Ein umfassendes Verständnis von HIRF und IEL von der Entwurfs- bis zur Zertifizierungsphase ist der Schlüssel zur Vermeidung von Problemen und zur Gewährleistung eines sicheren Fluges.

Laden Sie dieses Whitepaper herunter und erfahren Sie mehr über die Verwendung eines digitalen Zwillings für die Entwicklung und Zertifizierung von zunehmend elektrifizierten Flugzeugen im Hinblick auf die Konformität mit HIRF und IEL.

HIRF- und IEL-Zertifizierung mit einem digitalen Zwilling

Luftfahrtsysteme operieren in einem immer komplexeren und schwierigeren elektromagnetischen Umfeld. Es gibt mehr externe und interne Strahlungsquellen als je zuvor, darunter: höhere Leistungspegel erwünschter und unerwünschter Emissionen, umfangreiche Verwendung von Materialien mit geringerer Abschirmwirkung und elektronische Geräte, die mechanische und hydraulische Flugsteuerungen ersetzen. Diese elektrischen und elektronischen Geräte, die sicherheitskritische Funktionen erfüllen, können durch einen Blitzschlag (IEL) oder Strahlung (HIRF) sowie durch allgemeine Probleme der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) beschädigt werden. Die Verwendung eines digitalen Zwillings ermöglicht es, die EMV-Analyse des Flugzeugs in den Entwicklungsprozess einzubinden, was bedeutet, dass kritische Entwicklungsentscheidungen viel früher getroffen werden können, um eine optimale Ausführung des Flugzeugprogramms zu gewährleisten.

Blitzschutz für Flugzeuge

Die Elektrifizierung von Flugzeugen führt zu neuen Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit. Mit der zunehmenden Elektrifizierung von Flugzeugen steigen auch die Komplexität der Konstruktion und der erforderliche Integrationsgrad. Dies wirkt sich nicht nur auf die Kosten und die Zeit bis zur Markteinführung aus, sondern stellt auch eine größere Herausforderung für die Sicherheit dar.

Wenn ein Blitz in ein Flugzeug einschlägt, kann die Ableitung der elektrischen Ströme sowohl direkte als auch indirekte Auswirkungen haben. Direkte Blitzeinwirkung (DEL) bezeichnet die physikalischen Schäden an Materialien, die durch thermische Effekte, Funken und magnetische Kräfte verursacht werden. Indirekte Auswirkungen von Blitzen beziehen sich auf elektromagnetische Störungen in elektrischen oder elektronischen Geräten, wobei Geräte, die zu Systemen oder Teilsystemen gehören, die kritische Sicherheitsfunktionen erfüllen, von besonderem Interesse sind. Die Verwendung eines digitalen Zwillings im Flugzeugentwicklungsprozess ermöglicht es Ihnen, die IEF-Zertifizierung für den Blitzschutz sicherzustellen.

Wie können Flugzeuge gegen HIRF geschützt werden?

Unter HIRF-Störfestigkeit versteht man die Fähigkeit von Luftfahrzeugsystemen und -anlagen, ihre Funktionen in einer elektromagnetischen Umgebung, die von externen Hochfrequenzquellen wie Funk- oder Radarsendern erzeugt wird, korrekt auszuführen.

Mit der HIRF-Zertifizierung soll nachgewiesen werden, dass Geräte und Systeme, die sicherheitskritische Funktionen ausführen, der internen elektromagnetischen Umgebung standhalten können, die durch eine bestimmte externe elektromagnetische Umgebung hervorgerufen wird. Die Zertifizierungsbehörden haben die numerische Analyse als eine Option zur Unterstützung der Konformität mit IEL und HIRF anerkannt.

HIRF und Blitzschutz: Wie sich zunehmend elektrifizierte Flugzeuge entwerfen und zertifizieren lassen

Um zunehmend elektrifizierte Flugzeuge zu entwerfen und zu zertifizieren, müssen Ingenieure robuste, effiziente Verfahren für eine realitätsnahe EMV-Analyse einführen, um IEL und HIRF zu berücksichtigen und sicherzustellen, dass die Flugzeuge die Zertifizierung erhalten und die Sicherheit der Passagiere gewährleisten. Um die kostspieligen und zeitaufwändigen Tests zu reduzieren, gehen die Flugzeughersteller immer mehr zu einem numerischen Modellierungsansatz über und verwenden Simulationen, um einen digitalen Zwilling zu erstellen, mit dem sie diese Probleme angehen können, bevor physische Prototypen gebaut werden.

Es ist wichtig, die kritischen Komponenten so früh wie möglich im Entwicklungszyklus zu untersuchen. Diese werden als Sender (Geräte, die elektromagnetisches Rauschen durch Leitung oder Strahlung aussenden), Übertragungswege (Strukturen wie die elektrische Verkabelung oder der Flugzeugrumpf, die elektromagnetisches Rauschen im gesamten System übertragen) oder Empfänger (Avioniksysteme, Radarsysteme oder Sensoren, die für elektromagnetische Störungen anfällig sind) klassifiziert. Durch die frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme in der Entwicklungsphase können die Ingenieure früher bessere Entscheidungen treffen, damit die Flugzeuge den Vorschriften entsprechen und die Sicherheit der Passagiere gewährleistet ist.

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