TESTAF

TESTAF definiert erstmals einen Standard für Fliegeruhren im professionellen Einsatz.

Forschungsprojekt auf Initiative von Sinn Spezialuhren

In einem mehrjährigen gemeinsamen Forschungsprojekt haben der Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik der Fachhochschule (FH) Aachen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Frank Janser und Sinn Spezialuhren einen technischen Standard für Fliegeruhren (TESTAF) entwickelt. Der TESTAF stellt sicher, dass eine Fliegeruhr alle Anforderungen an die Zeitmessung beim zivilen Flugbetrieb nach Sicht- und Instrumentenflugregeln erfüllt. Der EZM 10 und die 103 Ti Ar waren die ersten SINN-Uhren, die sich dem strengen Testverfahren stellten und es erfolgreich durchliefen.

Die Projektpartner: Prof. Dr.-Ing. Frank Janser von der Fachhochschule Aachen (links) und Dipl.-Ing. Lothar Schmidt, Inhaber von Sinn Spezialuhren.

Die Anregung zum Projekt ging bereits 2008 von Dipl.-Ing. Lothar Schmidt, Inhaber von Sinn Spezialuhren, aus. Der Grund: Eine DIN-Norm für Fliegeruhren, wie es sie zum Beispiel für Taucheruhren gibt, existierte bis dato nicht. Mit dieser Kooperation setzt Sinn Spezialuhren die Tradition der engen Zusammenarbeit mit renommierten Technologie-Institutionen fort. So werden die Taucheruhren vom Germanischen Lloyd aus Hamburg (jetzt DNV) in Anlehnung an die Europäischen Tauchgerätenormen zertifiziert, was einmalig in der Branche ist.

Bereits in der Vergangenheit überprüfte die DEKRA im Technology Center im brandenburgischen Klettwitz die G-Belastungen auf mehrere SINN-Uhren. Das Darmstädter Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit LBF testete die Auswirkungen der Stöße und Vibrationen auf ausgewählte SINN-Uhren auf einer simulierten Schlechtwegstrecke. Alle getesteten Uhren meisterten die Herausforderungen mit Bravour. So haben die Träger von SINN-Uhren die Gewissheit, dass der Anspruch an Robustheit und Zuverlässigkeit nicht nur auf dem Papier steht, sondern in anspruchsvollen Tests und harten Prüfungen unter Beweis gestellt worden ist. Deutlich wird damit auch, dass Sinn Spezialuhren seine Uhren als Instrumente auffasst, die entsprechend den Anforderungen, die sich aus den jeweiligen Einsätzen ergeben, entwickelt werden.

Der wissenschaftliche Beirat des TESTAF (v.l.n.r.): Dr. Wolfgang Schonefeld (Sinn Spezialuhren), Dr. Martin Hoch (wissenschaftl. Koordinator), Prof. Dr.-Ing. Frank Janser (Fachhochschule Aachen), Martina Richter (Uhren-Magazin), Dipl.-Ing. Volker Bau (Airbus Helicopters), Jürgen Hensiek (Aachen Institute of Applied Sciences e.V.).

TESTAF ist absolutes Neuland

Was zeichnet eine professionelle Fliegeruhr aus? Welche Anforderungen des Piloten muss sie erfüllen? Welche Merkmale sind unverzichtbar? Um diese Fragen allgemeingültig beantworten zu können, bedarf es einer Norm oder eines Standards, der bis dato aber für Fliegeruhren nicht existierte. Deshalb ergriff Dipl.-Ing. Lothar Schmidt, Geschäftsführer und Inhaber von Sinn Spezialuhren, 2008 die Initiative, um dieses offene Forschungsfeld zu schließen, zusammen mit Prof. Dr.-Ing. Frank Janser von der FH Aachen, seit Jahren eine der angesehensten Ingenieurschmieden für Luft- und Raumfahrttechnik (Platz 1 im Hochschulranking 2012 im Maschinenbau, zu dem die Luft- und Raumfahrttechnik gehört).

Aufbauend auf einer langen Tradition in puncto Entwickeln und Testen von Messtechnik in der Luftfahrt, hat sich an der FH Aachen eine einzigartige Verbindung von ausgeprägter Praxisorientierung, fundierten Grundlagenkenntnissen und ingenieurwissenschaftlicher Fliegerei etabliert. Als eine von wenigen in Deutschland verfügt die Abteilung über eigene Flugzeuge für Studium, Fluglabor und Forschung. Heute zählt die FH Aachen europaweit zu den führenden Ausbildungs- und Forschungseinrichtungen in der Aviatik.

Technische Fortschritte im Uhrenbereich

Durch die Zusammenarbeit mit den Aachener Luft- und Raumfahrtingenieuren konnten einige technische Fortschritte im Uhrenbereich zum ersten Mal zur Anwendung kommen. So muss beim TESTAF die Unterdrucksicherheit der Uhr nicht nur einmal geprüft werden. Vielmehr wird ein Druckwechselzyklus mehrtausendfach durchlaufen, um die reale Belastung einer Uhr am Arm eines Piloten zu simulieren. Neben dem Thema Wasserdichtigkeit stellt sich zusätzlich die Frage der Beständigkeit gegen flugbetriebstypische Flüssigkeiten wie Treibstoffe, Hydraulik-, Reinigungs- und Enteisungsmittel. Wichtig für eine Fliegeruhr ist auch, dass das Magnetfeld der Uhr selbst, die Avionik, wie zum Beispiel den Notkompass nicht stört. Ein weiterer Sicherheitsaspekt besteht darin, dass eine Fliegeruhr den Piloten nicht blenden oder unnötige Reflexionen erzeugen darf.

Der Anforderungskatalog

Ziel des Projekts war es, einen eindeutigen, technisch-funktionalen Anforderungskatalog zu erstellen, der die Erfordernisse der Zeitmessung im Flugbetrieb in folgenden Kategorien präzise beschreibt:

1. Funktionalität

Erforderliche Funktionen für Sicht- und Instrumentenflug
Ablesbarkeit bei Tag und Nacht
Sichere Bedienbarkeit
Ganggenauigkeit und Gangreserve

2. Widerstandsfähigkeit gegen äußere Belastungen

Absoluter und zyklisch wechselnder Umgebungsdruck
Operativer Temperaturbereich und rascher Temperaturwechsel
Stoß- und Schlagsicherheit, G-Belastungen und Vibrationen
Wasserdichtigkeit und Beständigkeit gegen flugbetriebstypische Flüssigkeiten
Auswirkungen von Magnetfeldern auf die Uhr

3. Sicherheit und Kompatibilität mit anderen Instrumenten

Auswirkungen der magnetischen Signatur der Uhr auf die Avionik
Vermeidung von Reflexionen und Blendwirkung
Besondere Formgebung
Sichere Bandbefestigung

Differenzdruckprüfung: Der EZM 10 muss wechselnden Umgebungsdruck aushalten.

Test zur Stoß- und Schlagsicherheit am EZM 10.

Eine Fliegeruhr wie die 103 Ti Ar muss extremen Vibrationen standhalten.

Dynamischer Test zur Überprüfung der G-Belastung an der 103 Ti Ar.

Die Gehäusedichtung einer Fliegeruhr muss beständig sein gegen Kerosin.

Eine Fliegeruhr wie der EZM 10 darf den Notkompass magnetisch nicht beeinflussen.

Qualitätssiegel für TESTAF-zertifizierte Uhren

Auf Basis dieser Anforderungen entwickelte die FH Aachen als neutrales Institut ein anspruchsvolles Prüfregime, das alle Uhrenhersteller nutzen können. Ein Zertifikat bescheinigt nach erfolgreicher Prüfung die Konformität der getesteten Fliegeruhr mit dem TESTAF. Nur nach dem TESTAF zertifizierte Uhren dürfen auf Zifferblatt oder Gehäuse das geschützte Qualitätssiegel tragen – eine stilisierte Flugzeug-Silhouette, eingefasst in die Cockpit-Anzeige des „künstlichen Horizonts“. Die theoretischen Erkenntnisse konnten zudem dank Airbus Helicopters bei einer mehrwöchigen Erprobung eines Hubschrauber-Prototypen von Chef-Testpilot Dipl.-Ing. Volker Bau im Detail einem Praxistest unterzogen und bestätigt werden. Für die Weiterentwicklung des TESTAF wurde ein technischer Beirat gegründet, in dem Sinn Spezialuhren auch vertreten ist. Mit dem TESTAF steht natürlich auch den Fachredakteuren ein wissenschaftlich und praktisch abgesichertes Bewertungsraster zur Verfügung.

Vorstellung des TESTAF durch Prof. Dr.-Ing. Frank Janser am 19.Juli 2012 bei Airbus Helicopters (vormals Eurocopter) in Donauwörth.

Positive Resonanz in der Öffentlichkeit

Sinn Spezialuhren, die FH Aachen und Airbus Helicopters (vormals Eurocopter) stellten am 19. Juli 2012 im deutschen Hauptsitz von Airbus Helicopters in Donauwörth den ersten TESTAF der Öffentlichkeit vor. Die Forschungsergebnisse fanden bei den Vertretern verschiedener Uhrenhersteller, Luftfahrt und Fachpresse eine sehr positive Resonanz.