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Besser als das Flugzeug

Vorbild Luftfahrt

Die Weiterentwicklung des Automobils schreitet zügig voran - Ideenlieferant und Vorbild für viele technischen Neuerungen im Automobilbau ist die Luftfahrt.
Ob GPS, „head-up display“ oder ein „Steer-by-wire-Automobil“: Vielfach muss der Technologiestandard der Flugzeuge kräftig weiterentwickelt werden, um den Anforderungen am Boden gerecht zu werden.

Gerade in Punkto Ausfallsicherheit werden an elektronische Anlagen im Automobilbau höchste Anforderungen gestellt. Flugzeuge können von den Ingenieuren und Technikern regelmäßig gewartet werden. Schwachstellen und Abnutzungserscheinungen werden so relativ früh erkannt und beseitigt. Auch erhalten Piloten in regelmäßigen Abständen Weiterbildungen, die einen optimalen Umgang mit der Maschine garantieren. Das ist beim Auto anders: Einmal gekauft, vergessen die Fahrer meist relativ bald die regelmäßige Wartung ihrer Fahrzeuge.

Spezielle Schulungen, die den Umgang mit neuen Sicherheitssystemen vermitteln, finden wohl bei den wenigsten Autofahrern die nötige Akzeptanz. Und so müssen die Systeme relativ wartungsfrei, bedienerfreundlich und stabil laufen. Die bereits hohen Sicherheitsstandards der Luftfahrindustrie sind für viele von den Automobilherstellern angestrebte Neuerungen sicher noch weiter zu verbessern.

Navigationssysteme mit GPS

Zunächst nur für die militärische Nutzung konzipiert wurde das GPS für die Luft- und Schifffahrt bereits zum unverzichtbaren Standard. Das "Global Positioning System" ermöglicht die präzise Bestimmung der momentanen Position in Bezug auf den Längen- und Breitengrad. Die Höhe muss per Hand eingegeben oder von anderen Komponenten berechnet werden.

Kernstück des Global Positioning Systems sind Satelliten, die mittels Radiosignalen ihre Position an das Empfängergerät auf der Erde übermitteln. Es sind immer Signale von mindestens drei Satelliten notwendig, um die eigene Position auf der Erde im geometrischen Schnittpunkt zu berechnen.

Eigentümer der insgesamt 24 GPS-Satelliten sind die Vereinigten Staaten. Sie regeln auch die Ausrichtung der Satelliten. Hier liegt eine der Schwachstellen in der Standortbestimmung via GPS: In bestimmten Ausnahmesituationen könnten es die USA für notwendig erachten, eine genaue Standortbestimmung zu unterbinden. Das Navigationssystem auf der Erde würde in diesem Fall keine Aussagen zu seiner Position machen können

Der Standort lässt sich so auf zehn bis 15 Meter genau bestimmen. Das reicht für eine Navigation am Boden natürlich noch nicht aus. Bei der Luftfahrt gleicht die durch Störungen in der Atmosphäre bedingte ungenaue Standortbestimmung eine Bodenstation aus. Beim Automobil gleicht im Normalfall ein Computer im Auto den berechneten Standort mit dem auf CD-Rom oder DVD gespeicherten Kartenmaterial ab.

Durch eine Verbindung mit dem Tachosystem oder einem gesonderten Geschwindigkeitssensor werden weitere Daten berücksichtigt. Richtungsänderungen durch Straßenkurven oder Wendemanöver des Autos zeichnet z.B. ein integrierter Drehwinkelsensor (Gyroskop) auf. Durch die Koppelung all dieser Systeme erhält man eine Positionsgenauigkeit von etwa drei Metern.

Das Navigationssystem ist während der gesamten Fahrsituation aktiv - es müssen beständig neue Daten berechnet und abgeglichen werden, um die Route zu bestimmen. Dieses sogenannte Map-Matching ermöglicht auch eine Abstimmung der einmal berechneten Route mit dem tatsächlichen Weg des Autofahrers. Wer kennt sie nicht, die freundliche Stimme aus dem Navigationssystem, die den Fahrer auffordert, den Wagen an der nächsten Möglichkeit zu wenden?

GPS-Geräte sollen in Zukunft noch mehr können: Teilweise realisiert sind derzeit Systeme, die auch auf aktuelle Staus und Baustellen reagieren können und Ausweichrouten ohne das Eingreifen des Fahrers berechnen. Auch eine Navigation über Handy oder die Routeneingabe durch Sprache sind neue Trends der Auto-Navigationssysteme.

Head-up Display

Das „Head-up Display" findet seit 2003 seinen Weg in unsere Automobile. Bereits vor 20 Jahren realisierte die Luftfahrtindustrie diese Sicherheitskomponente für Piloten. Die neuartige Form der Kontrollanzeige ist für das Auto jedoch noch immer eine kleine Revolution.

Ziel der hochentwickelten Technik ist es, den Blick des Fahrers weg vom Armaturenbrett, hin zur Straße zu lenken. Dafür werden wesentliche Informationen wie Geschwindigkeit oder Navigationshinweise direkt in das Sichtfeld oberhalb des Lenkrades gespiegelt

Das virtuelle Bild gelangt beim „head-up display“ durch einen Projektor unter dem Armaturenbrett auf die Windschutzscheibe. Dazu wird das Bild eines Displays von vier Spiegeln und der Frontscheibe so reflektiert, dass es über der Motorhaube, gut zwei Meter vor den Augen des Fahrers zu stehen scheint. Der Fahrer kann die halbtransparent erscheinenden Anzeigen erkennen, ohne den Blick von der Fahrbahn senken zu müssen. Head-up - der Kopf bleibt oben.

Versuche zeigen, dass die Kontrolle der Instrumente auf dem Armaturenbrett fast doppelt so lange dauert wie mit dem „Head-up Display“. Weiterer Vorteil: Da die Augen nicht mehr ständig zwischen dem Nah- und Fernbereich fokussieren müssen, ermüden sie weniger schnell.

Technisch gesehen sind vor allem die unterschiedlichen Lichtverhältnisse im Straßenverkehr eine Herausforderung. Die Anzeige an der Windschutzscheibe muss sich während der Fahrt den Lichtverhältnissen der Umgebung anpassen, um das Ablesen zu ermöglichen.

Nach der Erprobungsphase im Rennwagen von Michael Schuhmacher zeigten sich bald die Vorteile in Sachen Fahrsicherheit. Nun können die ersten Autofahrer ihr Cockpit im Serienfahrzeug genießen. BMW bietet das "Head-up Display" derzeit als erster Hersteller in der Sonderausstattung der neuen 5er-Baureihe an.

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