Entwicklung und Integration einer Benutzeroberfläche zur Darstellung von Flugzustandsdaten im Flugversuch

Zur Erhöhung der Effizienz und Sicherheit im Flugversuch soll in dieser Arbeit ein OnboardMessdatenvisualisierungswerkzeug entwickelt werden. Diese Arbeit setzt bei den Messanlagen der Dornier 228-101 D-CODE und dem Helikopter Bo105 D-HDDP des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an mit dem Ziel, die im Flugversuch ermittelten Messdaten zu entschlüsseln und in Echtzeit darzustellen, um Flugversuchsingenieure in ihrer Arbeit zu unterstützen und eventuelle Sensorfehler durch fehlerhafte Messanlageneingänge rechtzeitig zu erkennen. Diese Arbeit beginnt bei den Grundlagen der Netzwerktechnik und stellt die proprietären binären Formate vor, in denen die Daten verschlüsselt sind, um den Datentransfer nachvollziehen zu können. Darauf aufbauend werden die Grundlagen der Mensch-Maschine Schnittstelle benutzt, um, basierend auf Anforderungen der Flugversuchsingenieure, einen Entwurf für die letztliche Nutzeroberfläche zu entwerfen. Zuletzt werden der Entwicklungsprozess und die entstandenen Funktionen um dieses Ziel zu erreichen dargestellt. Auf Basis der in dieser Arbeit entwickelten Schnittstellen und Benutzeroberflächen werden zukünftig die Messdaten aus den Messdatenerfassungssystemen der D-CODE und der D-HDDP sowohl offline dekodiert als auch im Flug dem Flugversuchsingenieur dargestellt

FAIR Sensor Health Monitoring of Flight Test Data

The DLR’s ISTAR research aircraft is equipped with extensive permanent sensor instrumentation for the scientific investigation of aerophysical phenomena. The measurement data as well as a large part of the parameters on the aircraft’s own data bus are continuously recorded by an additional Data Acquisitioning System (DAQ). To evaluate measurement data in order to gain knowledge, the form of data storage and the linkage of fault detections is vital to avoid erroneous conclusions. By honoring FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable) principles, the detected faults andaAnomalies shall aptly be linked to the measurement data. In this work, a python application is developed to solve this problem by detecting faults, sensibly linking them to the measurement data and then visualizing the results to the user. To solve this task, data modeling techniques developed at the WZL are employed. In addition, data is checked for completeness, plausibility and correctness by using statistical methods as well as approaches from the field of Fault Mode and Effect Analysis (FMEA). Finally, the performance and trueness of the application-toolchain is tested against known errors and validated on a dataset of ISTAR Flight Test data

Permanent aktualisiertes 3D-Modell der Realgeometrien von Forschungsumgebungen

Dieser Bericht beschreibt den Ansatz zur Erstellung von sich permanent aktualisierenden 3D-Modellen von Forschungsflugzeugen, bzw. Laboreinrichtungen. Dazu scannt die optische Messtechnik die Forschungsumgebung zunächst in ihrem Roh-, bzw. Auslieferungszustand. So ist diese in ihrer Realgeometrie erfasst und es können, im Abgleich zu Referenzdaten (bspw. CAD-Daten), kleinste Fertigungsungenauigkeiten identifiziert und analysiert, sowie die exakte Lage von nicht-steifen Bauteilen, z.B. Lüftungsleitungen oder der Elektronik, bestimmt werden. Weitere Änderungen am Aufbau der Forschungs-, bzw. Laboreinrichtung werden permanent digitalisiert und dem virtuellen Modell der Umgebung hinzugefügt. Sei es eine neue Aufnahme der kompletten Umgebung, oder einzelne Bereiche die die Änderungen betreffen. Diese Bereiche werden anschließend in das vorhandene Modell integriert. Dadurch entsteht ein immer aktuelles 3D-Modell der Forschungsumgebung, welches dem Digitalen Zwilling hinzugefügt wird und dort einsehbar ist. So werden, in Kombination mit CAD-Daten, zukünftige Umbau- bzw. Einbaumaßnahmen im Vorfeld geplant und in direkter Abhängigkeit zu den immer aktuellen Geometrie- und Bauraumdaten virtuell analysiert. Zudem lässt sich durch die virtuellen Abbilder der Flugzeugkabinen der langwierige Zulassungs- und Zertifizierungsprozess frühzeitig unterstützen

Permanent aktualisierte 3D-Realgeometrie des ISTAR im Digitalen Zwilling

Im Rahmen des DLR-Projektes DigECAT (Digital Twin for Engine, Component and Aircraft Technologies) wird ein Digitaler Zwilling für das DLR Forschungsflugzeug ISTAR erstellt. Neben einer Vielzahl verschiedener Sensorinformationen sollen auch 3D-Realgeometriedaten im Digitalen Zwilling dargestellt werden. Dazu beschreibt dieser Bericht die Etablierung einer regelmäßigen Erfassung der Realgeometrien des ISTARs. Die Datenerfassung erfolgt durch hochgenaue 3D-Scanner, die die Forschungsumgebung mit all ihren Details aufzeichnen. Um die Randbedingungen der Aufnahmen zu vereinheitlichen, wird ein standardisiertes und reproduzierbares Verfahren entwickelt, welches am ISTAR Anwendung findet. Die Datenaufbereitung der 3D Aufnahmen, wozu das Erstellen von Oberflächenmodellen, dem Separieren einzelner Komponenten aus dem Gesamtnetz und dem Export der Modelle gehört, gilt es zu automatisieren, um wiederholende Arbeitsschritte zu vereinheitlichen und deren Effizienz zu steigern. Metadatenmodelle der Komponenten werden dem Luftfahrzeugdatenschema CPACS hinzugefügt, dessen Datenmodell den ISTAR widerspiegelt. CPACS beinhaltet eine parametrische Beschreibung von Luftfahrzeugen in einem konsistenten Datensatz, der von unterschiedlichen Anwendungen, wie FEM-Simulationen, interpretiert und für bspw. Strukturanalysen herangezogen werden kann. Die gescannten Realgeometrien werden über eine Schnittstelle in den CPACS Datensatz des ISTAR eingebunden. Die Versionierung der Daten erlaubt es, die Veränderungen im und am ISTARs nachzuverfolgen und Einflüsse zwischen dem System- und Strukturverhalten des Flugzeuges und Umbauten zu identifizieren

Digital Twins Storage and Application Service Hub (Twinstash)

The digital twins storage and application service hub, in short twinstash, is a software system aiming to provide a basis for Digital Twins of DLR research aircraft. Initialized in the context of the DigTwin project and its successor project DigECAT, its current stable prototype supports the upload, download, and search for flight sensor data and metadata both programmatically via python and graphically via a browser-based user interface. The latter additionally allows to quickly and intuitively navigate through the data. It provides rich possibilities to visualize and filter flight trajectories as well as sensor data. In this paper, we give an in-depth view on the twinstash software system. We provide details on its architecture, continuous integration and deployment, authentication mechanisms, data model, search, main features of its graphical user interface, and its python client

DIGITAL TWIN FOR RESEARCH AIRCRAFT

The DigTwin project, launched at the German Aerospace Center (DLR) in 2018, is the first to bundle the developments on the topic of digital twins in aviation. This project is continued by the follow-up project Digital Twins for Engine Component Aircraft Technologies (DigECAT, 2022-2025). In addition to the development of digital twins as research objects for aircraft, components and engines, an important building block is the development of digital twins as a tool for DLR research aircraft. This digital twin will be used as a service to enlarge the availability of research data within the organization. The DLR operates a large research fleet of 12 aircraft with different on-board measurement systems in the areas of aircraft systems, aerodynamics, structure and environment. The developments are modular and scalable and will be extended to other systems, e.g. UAVs, of which DLR is operating a large and diverse fleet. This paper introduces the project DigECAT and shows the motivation for implementing digital twins for research aircraft. This includes contributions to scientific and various technology roadmaps. Subsequently, the scope and complexity of data acquisition by research aircraft is discussed before addressing data processing. After that it will give a short introduction into the architecture and software features developed, before the different applications are described

Dust devils on Mars observed by the High Resolution Stereo Camera

Fourteen active dust devils were observed by the High Resolution Stereo Camera (HRSC) on Mars Express, which enable the first analysis of the forward speed of dust devils on Mars determined from orbit. Results show speeds on the order of 20 m/s, which compares favorably with values of the wind profiles estimated from the Martian Climate Database for higher altitudes. Smaller dust devils of 1 km height and very small diameters were found moving only at 1.5 to 6.0 m/s in agreement with surface wind speeds

Overcoming Intrinsic Multidrug Resistance in Melanoma by Blocking the Mitochondrial Respiratory Chain of Slow-Cycling JARID1Bhigh Cells

Despite success with BRAFV600E inhibitors, therapeutic responses in patients with metastatic melanoma are short-lived because of the acquisition of drug resistance. We identified a mechanism of intrinsic multidrug resistance based on the survival of a tumor cell subpopulation. Treatment with various drugs, including cisplatin and vemurafenib, uniformly leads to enrichment of slow-cycling, long-term tumor-maintaining melanoma cells expressing the H3K4-demethylase JARID1B/KDM5B/PLU-1. Proteome-profiling revealed an upregulation in enzymes of mitochondrial oxidative-ATP-synthesis (oxidative phosphorylation) in this subpopulation. Inhibition of mitochondrial respiration blocked the emergence of the JARID1B(high) subpopulation and sensitized melanoma cells to therapy, independent of their genotype. Our findings support a two-tiered approach combining anticancer agents that eliminate rapidly proliferating melanoma cells with inhibitors of the drug-resistant slow-cycling subpopulation