Einleitung
Antares ist der Motorsegler der neuen Generation durch den erstmaligen Einsatz eines Elektroantriebs. Die Energie bezieht der bürstenlose 42 kW Aussenläufer-Elektromotor aus einem Lithium-Ionen Batteriensystem. Ist nach einem selbstständigem Start die gewünschte Flughöhe erreicht, wird der Antrieb ausgeschaltet und in den Rumpf eingefahren.
Anforderung
Der Flieger verfügt neben dem 300V Lithium-Ionen Batteriensystem über ein 12V Bordnetz, welches zur Speisung der Bordelektronik verwendet wird. Es kann bei Bedarf aus dem 300V Batterienetz geladen werden. Die verschiedenen Steuer- und Überwachungsmodule werden zentral von einem Rechnermodul über einen CAN-Bus gesteuert.
Unsere Umsetzung
Unsere Entwicklung umfasst Teile der Überwachungs- und Steuerelektronik. Die Module sind via CAN-Bus vernetzt und verfügen über C505CA Microcontroller von Infineon. Die verschiedenen Modulapplikatonen wurden in C programmiert.
Das Hydraulik- und Microswitchmodul ist das Interface zur Steuerung und Überwachung von Magnetventilen, Endschaltern und einer Hydraulikpumpe. Die Hydraulikpumpe wird zum Ein- und Ausfahren des Propellerarms benötigt. Die Pumpenansteuerung ist für einen Strom von 40 A ausgelegt
Je ein Ballast- und Ventilationsmodul ist in beiden Flügeln untergebracht und steuert die Servos der Lüftungsklappen und der Wasserballasttanks an
Das LEM-Modul misst die Lade- und Entladeströme des Batteriensystems mit einem Stromwandler. Zusätzlich steuert das LEM-Modul den Wechselrichter für den Elektromotor und den DC/DC-Konverter der Ablaufsteuerung
Die Ablaufsteuerung beinhaltet einen 250W DC/DC-Konverter, der aus dem 300V Batteriensystem bei Bedarf das 12V Bordnetz unterstützt oder aufladen kann.
Speisungsmodul für die Zentralrechnerbaugruppe. Weiter können über den CAN-Bus die Stellungen von Bedien- und Endschaltern ausgelesen werden. Der Funkverkehr kann wahlweise über Headset oder Schwanenhalsmikrofon mit Lautsprecher geführt werden. In dringenden Fällen wird vom Funkgerätbetrieb auf die Ausgabe von Sprachmeldungen des Systems umgeschaltet.
Problematik
Elektronik im Aviatikbereich hat extrem hohen Belastungen zu trotzen. Einige der Hauptanforderungen sind:
Druckdifferenzen von bis zu 750mBar bei Flughöhen von bis 11'000 Metern über Meer
Temperaturschwankungen von -40°C bis 85°C
Fallbeschleunigungen von bis zu 15g
Schwankungen, Unterbrechungen oder Unterspannung des Bordnetzes von einigen Millisekunden Dauer
Kleinstmögliche Abmessungen der Module
Einsatz extrem hochwertiger Bauteile mit minimalem Ausfallrisiko
Verwendete Entwicklungstools
uVision 2 von Keil
Protel 99SE
Kunde
Lange Flugzeugbau GmbH, Brüsseler Strasse 30, D-66482 Zweibrücken Alex Lange www.lange-flugzeugbau.de
