smartHUMS - Entwicklung intelligenter HUMS-Systeme für Hubschraubergetriebe u. e-Aktuatoren d. Rotorsteuerung mittels innovativer Sensorik auf Basis Real-Time & Offline Algorithmen unter Nutzung von KI u. Machine Learning Verfahren zur nutzungsabhängigen Lebensdauerberechnung

Abstract

Zur Vermeidung katastrophaler Unfälle werden in Helikoptern insbesondere an Komponenten, die einen Single-Point-of-Failure darstellen, Health and Usage Monitoring Systeme eingesetzt. Diese gleichen Leistungsparameter mit Systemanalyse-Daten ab, um ein auffälliges Systemverhalten zu detektieren und Wartungsmaßnahmen rechtzeitig in die Wege zu leiten. Dabei wird durch ein HUMS oftmals das Intervall zwischen Instandhaltungsmaßnahmen zum Zweck der Erhöhung der Sicherheit verkürzt. Durch den voranschreitenden Trend der Digitalisierung und der Weiterentwicklung und Integration von KI-Algorithmen in die technische Domäne ergeben sich im Bereich von HUMS neue Möglichkeiten, die in smartHUMS genauer erforscht wurden. Dazu zählt eine gezielte Auswahl und Platzierung von neuer Sensortechnologie in einem Helikoptergetriebe, der Aufbau eines Datenmanagementsystems in Form einer Cloud-Infrastruktur und die Analyse großer Datenmengen (insbesondere von Vibrationsdaten) mit Hilfe von KI-Algorithmik. Für einen anwendungsnahen Einsatz der entwickelten Technologien in der Aerospace-Domäne wurde zudem die Zertifizierbarkeit der angewendeten Methoden überprüft. Abschließend zeigen Ergebnisse von der Integration von KI-Algorithmik auf Prüfstandsdaten die Verbesserung durch smarte HUMS-Konzepten auf. Datei-Upload durch TIB To prevent catastrophic accidents, health and usage monitoring systems are used in helicopters, particularly on components that represent a single point of failure. These compare performance parameters with system analysis data in order to detect conspicuous system behaviour and initiate maintenance measures in good time. A HUMS often shortens the interval between maintenance measures in order to increase safety. The advancing trend of digitalisation and the further development and integration of AI algorithms into the technical domain are opening up new possibilities in the field of HUMS, which were researched in more detail in smartHUMS. These include the targeted selection and placement of new sensor technology in a helicopter gearbox, the development of a data management system in the form of a cloud infrastructure and the analysis of large amounts of data (especially vibration data) with the help of AI algorithms. The certifiability of the methods used was also checked to ensure that the technologies developed can be used in the aerospace domain. Finally, results from the integration of AI algorithms on test bench data show the improvement through smart HUMS concepts.