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AEROFUGIA, ein Unternehmen im Bereich Advanced Air Mobility, das elektrische Senkrechtstarter und -landeflugzeuge (eVTOL) der nächsten Generation entwickelt, und SYSGO, Europas führender Anbieter von Echtzeitbetriebssystemen und Hypervisoren für sicherheitskritische Embedded-Anwendungen, geben heute ihre Zusammenarbeit an der Avionikplattform für AEROFUGIAs eVTOL-Programm AE200-100 bekannt.

Die Zusammenarbeit adressiert eine der zentralen technischen Herausforderungen der eVTOL-Industrie: die Konsolidierung einer wachsenden Zahl sicherheitskritischer Funktionen unterschiedlicher Kritikalitätsstufen auf leistungsfähigen Computing-Plattformen bei gleichzeitiger Gewährleistung der für die kommerzielle Luftfahrt erforderlichen Isolation, des deterministischen Verhaltens und der Zertifizierbarkeit.

Das AE200-100-Programm begegnet dieser Herausforderung mit einer partitionierten Avionikarchitektur auf Basis der ARMv8-Technologie und SYSGOs Echtzeitbetriebssystem und Hypervisor PikeOS. Die Architektur ermöglicht es Anwendungen unterschiedlicher Kritikalitätsstufen, gemeinsame Computing-Ressourcen zu nutzen und dabei eine strikte räumliche und zeitliche Trennung aufrechtzuerhalten.

Durch die Konsolidierung von Funktionen, die traditionell mehrere dedizierte Rechnereinheiten erfordern würden, kann dieser Ansatz Größe, Gewicht, Leistungsaufnahme und Kosten (SWaP-C) reduzieren und gleichzeitig eine skalierbare Softwarebasis für die zukünftige Flugzeugentwicklung schaffen.

„Bei der nächsten Generation von eVTOL-Flugzeugen darf die Zertifizierung nicht erst nach der Entwicklung der Architektur berücksichtigt werden. Sie muss von Anfang an einbezogen werden“, sagt Alex Tu, Chief of Production bei AEROFUGIA. „Mit dem AE200-100 entwickeln wir eine Avionikplattform, die auf Zertifizierung, kommerziellen Betrieb und kontinuierliche Weiterentwicklung über die gesamte Betriebsdauer des Flugzeugs ausgelegt ist. SYSGOs Erfahrung mit partitionierten, sicherheitskritischen Plattformen unterstützt diesen langfristigen Ansatz.“

Zertifizierung beginnt bei der Architektur

Moderne eVTOL-Flugzeuge müssen Flugsteuerung, elektrischen Antrieb, Batteriemanagement, Navigation, Kommunikation und Zustandsüberwachung in zunehmend kompakten Computing-Umgebungen integrieren. Je mehr Funktionen konsolidiert werden, desto mehr wird der Nachweis ihrer Unabhängigkeit zu einer grundlegenden Herausforderung für Architektur und Zertifizierung.

Partitionierte Architekturen auf Basis von Konzepten wie ARINC 653 ermöglichen es Anwendungen unterschiedlicher Kritikalitätsstufen, gemeinsame Computing-Ressourcen zu nutzen und gleichzeitig definierte zeitliche und räumliche Grenzen einzuhalten.

PikeOS kombiniert ein Hard-Real-Time-Betriebssystem mit Separation-Kernel- und Hypervisor-Funktionalität. Dadurch können mehrere Anwendungen und Betriebsumgebungen unabhängig voneinander auf einer gemeinsamen Hardwareplattform ausgeführt werden. Gleichzeitig schafft PikeOS eine architektonische Grundlage für Systeme, die hohe Software-Assurance-Level gemäß DO-178C bis hin zum Design Assurance Level A (DAL A) anstreben.

„AEROFUGIA zeigt, wohin sich die eVTOL-Industrie entwickelt: mehr Funktionalität und eine höhere Softwarekomplexität, konsolidiert auf weniger Computing-Plattformen“, sagt Christopher Hohenberg, Project Manager bei SYSGO. „Der entscheidende Faktor ist nicht mehr allein die Rechenleistung, sondern eine Architektur, die Konsolidierung beherrschbar und Zertifizierung realisierbar macht. Mit PikeOS bringen wir jahrzehntelange Erfahrung mit sicherheitskritischer Software und Zertifizierung in eine neue Generation kommerzieller Flugzeuge ein.“

Ausgelegt auf internationale Zertifizierung

Kommerzielle eVTOL-Programme zielen zunehmend auf mehrere internationale Märkte. Für den AE200-100 bedeutet dies, die Anforderungen der Civil Aviation Administration of China (CAAC) zu berücksichtigen. Gleichzeitig machen internationale Ambitionen die Ausrichtung an etablierten globalen Zertifizierungsprinzipien – einschließlich der von der European Union Aviation Safety Agency (EASA) angewandten – zu einem wichtigen Aspekt.

Der Einsatz von Softwaretechnologie mit nachgewiesener Zertifizierungshistorie und wiederverwendbaren Zertifizierungsartefakten kann Entwicklungsrisiken reduzieren und dazu beitragen, kostspielige Architekturänderungen in späteren Programmphasen zu vermeiden.

Mit der zunehmenden Vernetzung von Flugzeugen gewinnt auch die Security Assurance an Bedeutung. Die Separation-Kernel-Architektur von PikeOS gewährleistet eine starke Isolation zwischen Anwendungen und ist mit einer Common-Criteria-Zertifizierung nach EAL5+ verfügbar. Damit ergänzt sie die Anforderungen an die funktionale Sicherheit sicherheitskritischer Avionikplattformen.

Von der eVTOL-Entwicklung zur kommerziellen Luftfahrt

Chinas sich schnell entwickelnde Low-Altitude Economy beschleunigt den Übergang der eVTOL-Technologie von Demonstratorflugzeugen hin zu kommerziell betriebenen Passagierplattformen. Mit zunehmender Marktreife müssen Flugzeughersteller neben der Flugleistung auch Zertifizierung, Wartbarkeit und die langfristige Weiterentwicklung ihrer Plattformen berücksichtigen.

Das AE200-100-Programm zeigt, wie Hardwarekonsolidierung, Mixed-Criticality-Partitionierung und eine auf Zertifizierung ausgelegte Softwarearchitektur zusammenwirken können, um eine langfristig tragfähige Avionikplattform zu schaffen.

Für AEROFUGIA und SYSGO ist die Zertifizierung daher nicht nur ein abschließender Projektmeilenstein, sondern eine technische Disziplin, die bereits bei der Architektur beginnt.

Über AEROFUGIA

AEROFUGIA ist ein Technologieunternehmen, das sich auf Advanced Air Mobility (AAM) spezialisiert hat. Als Tochtergesellschaft der Geely Technology Group konzentriert sich AEROFUGIA auf die zukünftige Luftmobilität mit vertikalem Starten und Landen, umweltfreundlichen Antriebstechnologien und intelligenten Flugtechnologien.

Getreu der Mission „Creating reliable, sustainable and comfortable Advanced Air Mobility“ treibt AEROFUGIA seit seiner Gründung kontinuierlich Innovationen im Bereich der eVTOL-Technologien voran – von Forschung und Entwicklung über Fertigung und Betrieb bis hin zu Wartung und Service. Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, weltweit nachhaltige AAM-Lösungen bereitzustellen.

Weitere Informationen unter: www.aerofugia.com