Freiburg, Mai 2022 

Höchste Sicherheitsstandards für Airbus Helicopters:
Das LCR-350B Kurs- und Lage-Referenzsystem von LITEF
Rau weht der Wind auf dem offenen Meer. Für den Piloten bedeutet das: Fingerspitzengefühl und jahrelange Erfahrung, um den Hubschrauber auch unter diesen Bedingungen sicher zu manövrieren. Nötig wird das beispielsweise, wenn Offshore-Windparks auf hoher See gewartet oder Mitarbeiter zu ihrer Arbeitsstelle auf Ölplattformen gebracht oder zurückgeflogen werden müssen. Doch neben den Flugkünsten der Piloten ist hier vor allen Dingen eines wichtig: die richtige Technik dahinter. Hier lohnt es sich, das Innere der Hubschrauber genauer zu betrachten.

Auf den ersten Blick sind es nur zwei schwarze Kästen, die im Helikopter verbaut sind. Doch ohne sie könnte das Fluggerät nicht sicher geflogen werden: Das LCR-350B Kurs- und Lage-Referenzsystem (Englisch: Attitude and Heading Reference System, AHRS) von LITEF liefert grundlegende Daten für den sicheren Flug. „Einfach ausgedrückt handelt es sich hierbei um so etwas wie den Orientierungs- und Gleichgewichtssinn des Flugzeugs“, so Klaus Blatter, Produktmanager Commercial Aviation bei LITEF. „Ohne diese Sensoren könnten Hubschrauber oder Flugzeuge nur auf Sicht fliegen. Beim Senkrechtstart und der Landung erleichtert das AHRS dem Piloten die Kontrolle des Helikopters.“ Darüber hinaus muss beispielsweise bei der Seenotrettung der Hubschrauber über einem Punkt in der Luft stehenbleiben – auch hier spielt das LCR-350B eine wichtige Rolle. „Da es sich dabei um eine sicherheitskritische Hard- und Software handelt, wurde das Kurs- und Lage-Referenzsystem nach höchsten Sicherheitsstandards entwickelt“, erklärt Dr. Daniel Martens, Hauptabteilungsleiter Commercial Aviation bei LITEF.

Raue Umgebungsbedingungen erfordern höchste Robustheit
Die Einsatzbedingungen, denen das LCR-350B standhalten muss, sind besonders herausfordernd: Die Sensoren müssen gegen Vibrationen immun sein und auch bei schwankenden Temperaturen zuverlässig die notwendigen Daten liefern. Hoch im Norden, auf Schiffen oder Ölplattformen kommt es häufig zu magnetischen Störungen, was die Messung des Kurses durch einen Magnetsensor erschwert. Wichtig ist, dass die Sensoren auch in diesen Fällen sicher funktionieren. „Um das an einem Beispiel zu verdeutlichen: Der im AHRS verbaute Kreisel ist so gut, dass der Magnetsensor nicht immer benötigt wird. Somit kann das LCR-350B auch in Umgebungen, in denen die Magnetreferenz nicht gut oder gestört ist, sicher Daten liefern“, so Klaus Blatter. „Die Ausfallsicherheit des gesamten Produkts steht im gesamten Konstruktionsprozess immer im Vordergrund.“

Um das LCR-350B zuverlässig zu gestalten, waren langjährige Entwicklungsschritte notwendig: „Unser Kurs- und Lagereferenzsystem basiert auf MEMS-Technologie (Micro-Electro-Mechanical-System). Diese Technologie ermöglicht es, sehr kleine und preiswerte Sensoren zu bauen. Sie ist aber generell vibrationsempfindlich und funktioniert nicht zuverlässig, wenn entsprechende Belastungen vorliegen“, so Dr. Daniel Martens. „Wie erwähnt, ist aber genau das eine Grundanforderung an das LCR-350B. Darum haben wir diese Technologie aufwändig weiterentwickelt und hochkomplexe und ausgereifte elektronische Regelkreise geschaffen, die das LCR-350B im Endergebnis so zuverlässig, robust und hochgenau machen – hierin liegt unser geballtes Know-how.“ Darüber hinaus reduziert sich beim Einsatz von Faserverbundwerkstoffen im Flugzeugbau auch die Schirmung vor elektromagnetischen Störungen. Speziell bei Hubschraubern, die nah an entsprechende Antennen heranfliegen, sind somit die Anforderungen an die Immunität der elektronischen Komponenten höher. Auch in diesem Bereich erfüllt das LCR-350B höchste Anforderungen.

Mehr als zehn Jahre Forschung und Entwicklung zahlt sich aus
Doch wie entwickelt LITEF hochkomplexe Lösungen wie diese? Generationen von Designverbesserungen und mehr als zehn Jahre Forschung und Entwicklung haben zu diesem ausgereiften, kompakten und leichten Produkt mit inhärenter Zuverlässigkeit geführt. „Natürlich sind wir hier nicht bei null gestartet, sondern haben bestehende Technologien und unsere Erfahrung einfließen lassen“, so Klaus Blatter. Bei der Entwicklung hat LITEF früh eng mit Airbus Helicopters zusammengearbeitet, die für ihre Hubschrauber ein Kurs- und Lage-Referenzsystem benötigten. Mittlerweile ist das LCR-350B von LITEF in verschiedenen Typen des Airbus Helicopters verbaut. „Durch das frühe Einbeziehen eines Launching Customers wie Airbus konnten wir noch besser praktische Anforderungen in die iterative Entwicklung einfließen lassen und direkt testen“, so Dr. Daniel Martens. „Beim LCR-350B ist es uns somit gelungen, ein Produkt zu entwickeln, das nicht nur für militärische Anwendungen in Starrflüglern und Hubschraubern, sondern auch für zivile Anwendungen, wie im Bereich Search and Rescue, bei Polizei und Luftrettung oder bei Offshore-Services zuverlässig im Einsatz ist.“
Neben den sehr hohen luftfahrttechnischen Qualitätsstandards muss ein AHRS, das höchsten Sicherheitsanforderungen genügt, einen aufwändigen Zertifizierungsprozess durchlaufen. „Die Datengrundlage ist entscheidend. So mussten wir beispielsweise vielschichtige Wahrscheinlichkeitsrechnungen anhand genauer Vorgaben nachweisen, die die prozentuale Wahrscheinlichkeit eines möglichen Ausfalls widerspiegeln. Noch ausfallsicherer macht es die Redundanz im Betrieb: In jedem Helikopter sind mindestens zwei Geräte verbaut“, erläutert Dr. Daniel Martens. „Der praktische Einsatz des LCR-350B bestätigt: Es gibt kaum Ausfälle. Die sehr lange Entwicklungszeit bringt die erwartete Zuverlässigkeit mit sich und zahlt sich für uns und unsere Kunden aus.“

LITEF: Enger Dialog mit den Kunden und höchste Qualität
Auch in anderen Bereichen entwickelt und stellt LITEF hochqualitative Navigations- und Sensorsysteme her. Die Kompetenz basiert auf deutscher Technologie für mechanische, faseroptische und mikromechanische Inertialsensoren. Dies ermöglicht einen ITAR-freien Vertrieb der LITEF Produkte rund um den Globus. Die Produktpalette des 1961 gegründeten Unternehmens umfasst Sensoren, inertiale Messeinheiten, Kurs-Lage-Referenzsysteme, inertiale Navigationssysteme sowie inertiale Referenzsysteme. Im engen Dialog mit dem Kunden werden spezifische Produktlösungen für Mess- und Navigationsaufgaben mit maximalen Präzisions- und Zuverlässigkeitsanforderungen erarbeitet. LITEF Produkte sind weltweit im Einsatz, das Anwendungsspektrum reicht von der zivilen und militärischen Luftfahrt über Land- und Marineanwendungen bis hin zu industriellen Applikationen.