Luftfahrtmessen-Premiere des Airbus A380

Kaum ein anderes Flugzeug sorgt gegenwärtig für so viel Aufsehen wie der Airbus A380. Neu an Bord des größten und mit 240 Millionen Euro teuersten Verkehrsflugzeugs ist nicht nur eine imposante Multimedia-Ausstattung, inzwischen wird dort auch verstärkt auf verteiltes Rechnen gesetzt.

Bei der ersten Nonstop-Atlantiküberquerung per Flugzeug im Mai 1927 reichten Charles Lindbergh noch Kompass, Magnetometer, Schiffskarten und Periskop zur Orientierung. Letzter Wegpunkt nach knapp 5800 Flugkilometern war der hell erleuchtete Eiffelturm, bevor er in den späten Abendstunden mit seiner einmotorigen Propellermaschine vor begeistertem Publikum auf der Landebahn des alten Pariser Flughafens Le Bourget aufsetzte.

78 Jahre später landete und startete in Le Bourget erneut ein Flugzeug, das wie Lindberghs „Spirit of St. Louis“ in die Geschichte der zivilen Luftfahrt eingehen wird: Der neue Airbus A380, unumstrittener Star der diesjährigen 46. Paris-Air-Show, ein mit modernster Avionik voll gestopfter Riesenvogel, der trotz seiner üppigen Maße (73 Meter Länge, 80 Meter Spannweite, 24 Meter Höhe) Flugeigenschaften aufweist, die selbst erfahrene Testpiloten entzücken.

Gewichtsverlagerung

Möglich machte den Bau des bislang größten Verkehrsflugzeugs der Welt vor allem eine konsequente Gewichtsreduzierung durch Verwendung leichter, aber äußerst stabiler Materialien wie CFKs (Kohlefaser-Verbundwerkstoffe) oder GLARE, ein Laminat, das sich aus Aluminiumschichten im Wechsel mit Schichten eines glasfaserverstärkten Klebers zusammensetzt. Allein dadurch lassen sich laut Hersteller rund zweieinhalb Tonnen einsparen. Die Ingenieure verlagerten zudem den Schwerpunkt des Flugzeugs um etwa sechs Prozent nach hinten. In Verbindung mit ei-nem modernisierten Fly-by-Wire-System konnte so die Fläche der Höhenflossen am Leitwerk um etwa 40 Quadratmeter verringert werden.

Das im A380 installierte Fly-by-Wire-System - die Steuerbefehle werden elektronisch über 100-MBit/s-Ethernet-Kabel vom Sidestick Controller des Piloten zunächst an den Hauptcomputer (Flight Control and Guidance Unit, FCGU) und dann zu den einzelnen Hydrauliksystemen (Aktuatoren) geleitet - unterscheidet sich von den Vorgängermodellen unter anderem dadurch, dass erstmals bei einem Verkehrsflugzeug kombinierte elektro-hydrostatische Aktuatoren zur Bewegung der Spoiler-Systeme eingebaut wurden. Fällt die Hydraulik aus, schalten die vom deutschen Hersteller Liebherr gelieferten Systeme automatisch auf elektrischen Modus um und das Flugzeug kann darüber weiterhin gesteuert und abgebremst werden.

Ressourcen-Teilung

Auch macht sich Airbus im A380 erstmals das Prinzip der Integrierten Modularen Avionik (IMA) zunutze. Statt wie bislang für verschiedene, nicht unmittelbar an der Flugsteuerung beteiligte Bordsysteme (Cockpit-Informationen, Energieversorgung, Kabine, Utilities) jeweils eigene Rechner und Controller einzubauen, werden im A380 vermehrt Rechen- und Ein-/Ausgaberessourcen zu offenen Rechnerplattformen zusammengestellt, die sich gemeinsam nutzen lassen. Ein wesentlicher Bestandteil des IMA-Systems ist dabei das neue intermodulare Kommunikationsnetzwerk AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet System), ein 100-MBit/s-Datenbussystem, das bis zu 8 KByte große Datenpakete transportiert und eine Vielzahl von Teilnehmern zulässt, von denen jeweils 20 als Sender und 20 als Empfänger von einem Switch verwaltet werden.

Dass sich die einzelnen Anwendungen künftig in einem sehr viel größeren Ausmaß als bisher Speicher, CPUs, I/O-Ressourcen sowie das Kommunikationssystem an Bord teilen müssen, hat auch im Hinblick auf die vorrangige Verwendung von Hardware-Komponenten aus dem Consumer-Bereich (etwa mit PPC-7xx-Prozessoren bestückte CPU-Boards) nicht nur Vorteile. Dr. Reinhard Reichel vom Institut für Luftfahrtsysteme an der Universität Stuttgart bemängelt beispielsweise, dass das IMA-Konzept im jetzigen Stadium für absolut sicherheitskritische, hochredundante „Full-Time“-Systeme wie die Flugsteuerung kaum zu gebrauchen ist. Auch verkompliziere man mit IMA die Schuldfrage bei einem möglichen Versagen einzelner Systeme [1|#literatur].

Damit kritische Funktionen der Flugsteuerung wie das Bewegen der Querruder in jedem Fall von den IMA-unabhängigen Computern des Fly-by-Wire-Systems rechtzeitig verarbeitet werden, hat das deutsche Unternehmen Abs-Int aus Saarbrücken eine Software entwickelt, die Laufzeitgarantien für zeitkritische Systeme im A380 abgibt. Weist der Pilot über den digitalen Steuerknüppel Flugkommandos an, soll das Programm mit dem kryptischen Namen „aiT Worst-Case Execution Time Analyzer“ sicherstellen, dass diese Kommandos unter allen Umständen innerhalb definierter Zeitschranken ausgeführt werden.

Kino on Demand

Neu im Airbus A380 ist zudem ein rund 6,5 Millionen Euro teures Bordunterhaltungssystem (Inflight Entertainment System, IFE), das für Fluggesellschaften in zwei Versionen erhältlich sein wird: Der französische Rüstungskonzern Thales S.A. offeriert sein „TopSeries i-5000“-System, Panasonic Avionics Corporation bietet das „eX2-System“ an. Die Thales-Variante ist komplett auf On-Demand-Dienste ausgerichtet und bindet jeden Sitz über Gigabit-Ethernet-Kabel mit so genannten ADBs (Area Distribution Boxes) an, die wiederum per Glasfaser an das zentrale Head-End-Rack gekoppelt sind.

In die Rückseiten der Sitze werden je nach Klasse bis zu 17 Zoll große LCDs im 16x9-Format integriert. Die komprimierten Video-Datenströme (MPEG-4) wandeln PowerPC-CPUs in den Seat Electronic Boxes (SEB) um. Außer der Möglichkeit, unter Hunderten von Kinofilmen zu wählen, sollen Passagiere auch im Internet surfen und E-Mails senden können. (pmz)

Literatur

[1] Dr. Reinhard Reichel, Moderne Avionik, Vortrag im Symposium Avionik & Flugsteuerungstechnik, Fachhochschule Joanneum, Juni 2005