CH719968A1 - Luftdatenanzeigeeinrichtung und Verfahren zur Kalibrierung dieser Einrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) für ein senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug, insbesondere einen Hubschrauber, zur Bereitstellung von Informationen über eine Fluggeschwindigkeit des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs und zur Bereitstellung von Informationen über eine Höhe des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs. Das senkrecht startende und landende Luftfahrzeug umfasst eine Staurohrvorrichtung (51) zum Bestimmen eines Stauluftdrucks an einer Position der Staurohrvorrichtung (51) und zum Bereitstellen von Staurohrdaten, die Informationen über den Stauluftdruck an der Position der Staurohrvorrichtung (51) enthalten, und eine Statikdruckvorrichtung (52) zum Bestimmen eines statischen Luftdrucks an einer Position der Statikdruckvorrichtung (52) und zum Bereitstellen von Statikdruckdaten, die Informationen über den statischen Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtung (52) enthalten. Die Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) ist mit der Staurohrvorrichtung (51) verbindbar, um die von der Staurohrvorrichtung (51) gelieferten Staurohrdaten zu empfangen, und die Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) ist mit der Statikdruckvorrichtung (52) verbindbar, um die von der Statikdruckvorrichtung (52) gelieferten Statikdruckdaten zu empfangen. Die Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) umfasst ein Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul (2), wobei das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul (2) dazu ausgelegt ist, in Echtzeit die Fluggeschwindigkeit des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs und die Höhe des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs aus Flugdaten zu bestimmen, indem ein Regressor (3) verwendet wird, der durch Training eines künstlichen neuronalen Netzes mit Trainingsdaten erhalten wird. Die Flugdaten umfassen zumindest die Staurohrdaten, die Statikdruckdaten, Vertikalgeschwindigkeitsdaten, die Informationen über eine Vertikalgeschwindigkeit des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten, und Nickwinkeldaten, die Informationen über einen Nickwinkel des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Kalibrierung einer erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung (1).

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Luftdatenanzeigeeinrichtung für ein senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug (VTOL), insbesondere einen Hubschrauber, zur Bereitstellung von Informationen über eine Fluggeschwindigkeit des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs und zur Bereitstellung von Informationen über eine Höhe des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs. Dabei umfasst das senkrecht startende und landende Luftfahrzeug eine Staurohrvorrichtung zum Ermitteln eines Stauluftdrucks an einer Position der Staurohrvorrichtung und zum Bereitstellen von Statikdruckdaten, die Informationen über den Stauluftdruck an der Position der Staurohrvorrichtung enthalten, und eine Statikdruckvorrichtung zum Ermitteln eines statischen Luftdrucks an einer Position der Statikdruckvorrichtung und zum Bereitstellen von Statikdruckdaten, die Informationen über den statischen Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtung enthalten. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Kalibrierung einer solchen Luftdatenanzeigeeinrichtung.

Stand der Technik

[0002] Luftdatenanzeigeeinrichtungen aus dem eingangs genannten technischen Bereich sind bekannt. Sie sind in sogenannten Pitot-Statik-Systemen enthalten, die in senkrecht startenden und landenden (VTOL) Luftfahrzeugen eingesetzt werden. Ein solches Pitot-Statik-System misst mit einer am VTOL-Luftfahrzeug angeordneten Staurohrvorrichtung den Stauluftdruck an einer Position der Staurohrvorrichtung und misst mit einer am VTOL-Luftfahrzeug angeordneten Statikdruckvorrichtung den statischen Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtung. Mit der Luftdatenanzeigeeinrichtung wird die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe des jeweiligen VTOL-Luftfahrzeugs unter Verwendung von Staurohrdaten, die Informationen über den mit der Staurohrvorrichtung an der Position der Staurohrvorrichtung am VTOL-Luftfahrzeug gemessenen Stauluftdruck enthalten, und unter Verwendung von Statikdruckdaten, die Informationen über den mit der Statikdruckvorrichtung an der Position der Statikdruckvorrichtung am VTOL-Luftfahrzeug gemessenen statischen Luftdruck enthalten, bestimmt. Diese Fluggeschwindigkeit und Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs wird dann dem Piloten des VTOL-Luftfahrzeugs angezeigt, oder Daten, die Informationen über diese Fluggeschwindigkeit und Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, werden dann an den Autopiloten des VTOL-Luftfahrzeugs weitergeleitet, um das VTOL-Luftfahrzeug automatisch im Autopilotmodus zu fliegen.

[0003] Diese Pitot-Statik-Systeme sind für die Sicherheit von VTOL-Luftfahrzeugen unerlässlich. Wenn der Pilot die richtige Fluggeschwindigkeit und die richtige Höhe nicht kennt oder sich sogar auf falsche Werte der Fluggeschwindigkeit und der Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs verlässt, könnte der Pilot versuchen, Manöver zu fliegen, die zu einem Absturz des VTOL-Luftfahrzeugs führen. In gleicher Weise kann es zu einem Absturz des VTOL-Luftfahrzeugs kommen, wenn Daten, die Informationen über die falsche Fluggeschwindigkeit und/oder die falsche Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, an den Autopiloten des VTOL-Luftfahrzeugs weitergeleitet werden.

[0004] Aus diesem Grund müssen Pitot-Statik-Systeme dem Piloten die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs zuverlässig und mit einer Genauigkeit anzeigen, die mindestens so genau ist, wie es die gesetzlichen Vorschriften vorschreiben. Um dies zu erreichen, müssen die Luftdatenanzeigeeinrichtungen die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs zuverlässig und mit einer Genauigkeit bestimmen, die mindestens so genau ist, wie es die gesetzlichen Vorschriften vorschreiben. Die Luftdatenanzeigeeinrichtungen müssen korrekte Informationen über die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs liefern.

[0005] Bei VTOL-Luftfahrzeugen hängen jedoch der Stauluftdruck an der Position der Staurohrvorrichtung und der statische Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtung nicht nur von der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit und der tatsächlichen Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs ab, sondern auch von der aktuellen Flugkonfiguration und dem aktuellen Flugzustand des VTOL-Luftfahrzeugs. Genauer gesagt gibt es Luftströmungen und Turbulenzen um das VTOL-Luftfahrzeug herum und damit dort, wo die Staurohrvorrichtung und die Statikdruckvorrichtung am VTOL-Luftfahrzeug angeordnet sind. Diese Luftströmungen und Turbulenzen an der Position der Staurohrvorrichtung und an der Position der Statikdruckvorrichtung ändern sich bei wechselnder Flugkonfiguration und wechselndem Flugzustand des VTOL-Luftfahrzeugs. Daher hängen bei einer bestimmten Fluggeschwindigkeit und Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs der mit der Staurohrvorrichtung gemessene Stauluftdruck und der mit der Statikdruckvorrichtung gemessene statische Luftdruck von der aktuellen Flugkonfiguration und dem aktuellen Flugzustand des VTOL-Luftfahrzeugs ab. Folglich müssen Luftdatenanzeigeeinrichtungen für VTOL-Luftfahrzeuge kalibriert werden, um dem Piloten eines VTOL-Luftfahrzeugs die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe mit einer akzeptablen Genauigkeit mitteilen zu können.

[0006] Verfahren zur Kalibrierung von Luftdatenanzeigeeinrichtungen werden zum Beispiel in dem Artikel „GPS-BASEDAirspeed Calibration for Rotocratt: Generalized Application for All Flight Regimes“ von Denis Hamel and Alex Kolarich in der Vertical Flight Society's 76<th>Annual Forum & Technology Display, Oct. 06-08, 2020, Virtual beschrieben. Dieser Artikel bezieht sich auf die Kalibrierung von Pitot-Statik-Systemen. Gemäß dem Artikel wird das Verfahren der GPS-basierten wahren Fluggeschwindigkeit mit einer angepassten Ausführungs- und Analysetechnik als das praktischste Verfahren für eine vollständige Kalibrierung des Fluggeschwindigkeitssystems in Bezug auf Ausrüstung und Effizienz identifiziert.

[0007] Es ist jedoch kein Kalibrierungsverfahren bekannt, das es ermöglicht, die mit einer Luftdatenanzeigeeinrichtung für ein VTOL-Luftfahrzeug ermittelten Werte der Fluggeschwindigkeit und der Flughöhe für alle Flugkonfigurationen und Flugzustände mit der von den gesetzlichen Vorschriften geforderten Genauigkeit zu korrigieren.

[0008] Neben diesen genannten Kalibrierungsproblemen hängen der Stauluftdruck an der Position der Staurohrvorrichtung und der Statikdruckvorrichtung auch von der Position ab, an der sich die Staurohrvorrichtung und die Statikdruckvorrichtung am VTOL-Luftfahrzeug befinden. So lässt sich beispielsweise allgemein feststellen, dass der mit der Staurohrvorrichtung gemessene Stauluftdruck und der mit der Statikdruckvorrichtung gemessene statische Luftdruck umso stärker von den tatsächlichen Werten des Stauluftdrucks und des statischen Luftdrucks abweichen, je näher die Staurohrvorrichtung und die Statikdruckvorrichtung am Rumpf des VTOL-Luftfahrzeugs angeordnet sind. Nichtsdestotrotz müssen bei der Konstruktion eines neuen Typs eines VTOL-Luftfahrzeug mit Staurohrvorrichtung die Staurohrvorrichtung und die Statikdruckvorrichtung jedoch häufig wiederholt neu positioniert werden, weil die Abweichungen des gemessenen Stauluftdrucks und des statischen Luftdrucks zu stark von den tatsächlichen Werten des Stauluftdrucks und des statischen Luftdrucks abweichen, als dass sie durch Kalibrierung mit der erforderlichen Genauigkeit korrigiert werden könnten. Dies führt oft zu mehreren Auslegungsiterationen, bei denen in jeder Iteration die Luftdatenanzeigeeinrichtung des eingesetzten Pitot-Statik-Systems nach Testflügen mit einem Prototyp des VTOL-Luftfahrzeugs zur Überprüfung der Genauigkeit des Pitot-Statik-Systems neu kalibriert wird, bis eine Auslegung des VTOL-Luftfahrzeugs und eine Anordnung der Staurohrvorrichtung und der Statikdruckvorrichtung am VTOL-Luftfahrzeug gefunden ist, die die Anforderungen der gesetzlichen Vorschriften an das Pitot-Statik-System erfüllt. Da diese Iterationen sehr zeit- und kostenintensiv sind, ist es von Interesse, die Anzahl der erforderlichen Iterationen zu reduzieren. Eine bekannte Möglichkeit, die Anzahl der Iterationen zu reduzieren, besteht darin, die Staurohrvorrichtung und die Statikdruckvorrichtung an Orten mit unkritischen Druckfeldern zu platzieren, insbesondere weit entfernt vom Rumpf des VTOL-Luftfahrzeugs. Dies hat jedoch den Nachteil, dass es teuer ist und Sicherheitsprobleme für das Bodenpersonal mit sich bringt.

Darstellung der Erfindung

[0009] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Luftdatenanzeigeeinrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren zur Kalibrierung einer solchen Luftdatenanzeigeeinrichtung zu schaffen, die es der Luftdatenanzeigeeinrichtung ermöglicht, für alle Flugkonfigurationen und Flugzustände korrekte und entsprechend den gesetzlichen Vorschriften genaue Werte der Fluggeschwindigkeit und der Flughöhe bereitzustellen, und die ein kostengünstigeres und sichereres Auslegungsverfahren für den Entwurf eines VTOL-Luftfahrzeugs ermöglicht.

[0010] Die erfindungsgemäße Lösung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 angegeben. Erfindungsgemäß ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung mit der Staurohrvorrichtung verbindbar, um die von der Staurohrvorrichtung bereitgestellten Staurohrdaten zu empfangen, und die Luftdatenanzeigeeinrichtung ist mit der Statikdruckvorrichtung verbindbar, um die von der Statikdruckvorrichtung bereitgestellten Statikdruckdaten zu empfangen. Dabei umfasst die Luftdatenanzeigeeinrichtung ein Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul, wobei das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul dazu ausgebildet ist, in Echtzeit die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs aus Flugdaten zu bestimmen, indem ein Regressor verwendet wird, der durch Trainieren eines künstlichen neuronalen Netzes mit Trainingsdaten erhalten wird, wobei die Flugdaten zumindest die Staurohrdaten, die Statikdruckdaten, Vertikalgeschwindigkeitsdaten, die Informationen über eine Vertikalgeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, und Nickwinkeldaten, die Informationen über einen Nickwinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, umfassen.

[0011] Erfindungsgemäß ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung für ein senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug (VTOL), insbesondere einen Hubschrauber, vorgesehen. Dabei ist es irrelevant, ob das VTOL-Luftfahrzeug bzw. der Hubschrauber ein bemanntes oder ein unbemanntes Luftfahrzeug ist. Handelt es sich bei dem VTOL-Luftfahrzeug bzw. Hubschrauber um ein bemanntes Luftfahrzeug, so kann sich der Pilot des VTOL-Luftfahrzeugs bzw. Hubschraubers an Bord des VTOL-Luftfahrzeugs bzw. Hubschraubers befinden. Alternativ kann sich der Pilot des VTOL-Luftfahrzeugs bzw. des Hubschraubers am Boden befinden, falls das VTOL-Luftfahrzeug bzw. der Hubschrauber über eine Fernsteuerung fernsteuerbar ist. Für den Fall, dass es sich bei dem VTOL-Luftfahrzeug bzw. Hubschrauber um ein unbemanntes Luftfahrzeug handelt, ist das VTOL-Luftfahrzeug bzw. der Hubschrauber vorteilhafterweise durch eine Fernsteuerung fernsteuerbar. In all diesen Fällen kann das VTOL-Luftfahrzeug bzw. der Hubschrauber auch einen Autopiloten aufweisen, der unter anderem auf ein Pitot-Statik-System mit einer erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung zurückgreift.

[0012] Erfindungsgemäß ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung zur Bereitstellung von Informationen über die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und zur Bereitstellung von Informationen über die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs ausgebildet. So ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung vorteilhafterweise dazu angepasst, Informationen über die durch das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul ermittelte Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs bereitzustellen und dazu angepasst, Informationen über die durch das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul ermittelte Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs bereitzustellen. Dabei umfasst die Luftdatenanzeigeeinrichtung in einem Beispiel eine Anzeige zur Anzeige der Fluggeschwindigkeit und der Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs. In diesem Beispiel werden die Informationen über die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Informationen über die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs durch die Luftdatenanzeigeeinrichtung bereitgestellt, indem die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe auf der Anzeige angezeigt werden. In einem anderen Beispiel umfasst die Luftdatenanzeigeeinrichtung einen Ausgabeanschluss zur Ausgabe von Ausgabedaten einschließlich der Informationen über die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und einschließlich der Informationen über die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs. In diesem anderen Beispiel kann der Ausgabeanschluss mit einem Autopiloten des VTOL-Luftfahrzeugs verbindbar sein. Oder der Ausgabeanschluss kann mit einer anderen Vorrichtung verbindbar sein, wie z. B. mit einem Bordcomputer des VTOL-Luftfahrzeugs, um die Ausgabedaten von der Luftdatenanzeigeeinrichtung an den Bordcomputer zu übertragen, damit die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe auf einer vom Bordcomputer gesteuerten Anzeige angezeigt werden. Oder, falls das VTOL-Luftfahrzeug durch eine Fernsteuerung fernsteuerbar ist, kann der Ausgabeanschluss mit der Fernsteuerung des VTOL-Luftfahrzeugs verbunden werden, um die Ausgabedaten von der Luftdatenanzeigeeinrichtung an die Fernsteuerung zu übertragen, damit die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe auf der Fernsteuerung angezeigt werden können. Dabei kann sich die Luftdatenanzeigeeinrichtung z.B. im VTOL-Luftfahrzeug befinden und die Ausgabedaten an die Fernsteuerung übertragen oder sie kann sich z.B. in der Fernsteuerung befinden und die vom VTOL-Luftfahrzeug übertragenen Staurohrdaten und Statikdruckdaten empfangen. In beiden Varianten mit dem Ausgabeanschluss werden die Informationen über die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Informationen über die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs von der Luftdatenanzeigeeinrichtung in Form der Ausgabedaten bereitgestellt.

[0013] Erfindungsgemäß umfasst die Luftdatenanzeigeeinrichtung das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul, wobei das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul dazu angepasst ist, in Echtzeit die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs aus Flugdaten zu bestimmen, indem ein Regressor verwendet wird, der durch Training eines künstlichen neuronalen Netzes mit Trainingsdaten erhalten wird. In einem Beispiel ist das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul ein Computerprogrammprodukt, das auf einer Recheneinheit wie beispielsweise dem Steuerrechner des VTOL-Luftfahrzeugs oder einer anderen, vom Steuerrechner des VTOL-Luftfahrzeugs getrennten Recheneinheit ausgeführt wird. In einem anderen Beispiel ist das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul eine Recheneinheit, die dazu angepasst ist, in Echtzeit die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs aus Flugdaten zu bestimmen, indem sie den Regressor verwendet, der durch Training des künstlichen neuronalen Netzes mit Trainingsdaten erhalten wurde.

[0014] Unabhängig davon, ob es sich bei dem Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul um ein Computerprogrammprodukt oder eine Recheneinheit handelt, ist das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul dazu angepasst, die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs in Echtzeit aus den Flugdaten zu bestimmen, indem der Regressor verwendet wird, der durch Training eines künstlichen neuronalen Netzes mit Trainingsdaten gewonnen wird. Dabei werden im Betrieb des Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmoduls dem Regressor die Flugdaten vorteilhafterweise in Echtzeit zugeführt, um in Echtzeit die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs aus den Flugdaten zu bestimmen. Dabei gibt der Regressor in einem Beispiel die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs aus. In einem anderen Beispiel werden die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs vom Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul aus der Ausgabe des Regressors berechnet. Im letztgenannten Beispiel kann die Ausgabe des Regressors beispielsweise ein korrigierter Stauluftdruck und ein korrigierter statischer Luftdruck sein, aus denen die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs durch das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul berechenbar sind. Erfindungsgemäß umfassen die Flugdaten zumindest die Staurohrdaten, die Statikdruckdaten, Vertikalgeschwindigkeitsdaten, die Informationen über eine Vertikalgeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, und Nickwinkeldaten, die Informationen über einen Nickwinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten.

[0015] Da die Staurohrdaten Informationen über den Staudruck an der Position der Staurohrvorrichtung enthalten, kann es sich bei den Staurohrdaten beispielsweise um den mit der Staurohrvorrichtung gemessenen Staudruck in einer beliebigen von der Staurohrvorrichtung ausgegeben Einheit, um die unkorrigierte Fluggeschwindigkeit, die auf der Grundlage des gemessenen Staudrucks und des gemessenen statischen Luftdrucks berechnet wird, oder um die vorkorrigierte Fluggeschwindigkeit handeln. Diese vorkorrigierte Fluggeschwindigkeit kann zum Beispiel die unkorrigierte Fluggeschwindigkeit sein, die mit einer bekannten Positionskorrektur aus einer Nachschlagetabelle korrigiert wurde.

[0016] Da die Statikdruckdaten Informationen über den statischen Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtung enthalten, kann es sich bei den Statikdruckdaten beispielsweise um den statischen Luftdruck in einer beliebigen von der Statikdruckvorrichtung ausgegebenen Einheit, um die unkorrigierte Höhe, die auf der Grundlage des gemessenen statischen Luftdrucks berechnet wird, oder um die vorkorrigierte Höhe handeln. Diese vorkorrigierte Höhe kann zum Beispiel die unkorrigierte Höhe sein, die mit einer bekannten Positionskorrektur aus einer Nachschlagetabelle korrigiert wurde.

[0017] Da die Vertikalgeschwindigkeitsdaten Informationen über die Vertikalgeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Vertikalgeschwindigkeitsdaten zum Beispiel aus den Statikdruckdaten gewonnen werden, indem die Änderung der Statikdruckdaten über die Zeit verwendet wird. Dies kann beispielsweise die zeitliche Änderung des mit der Statikdruckvorrichtung gemessenen statischen Luftdrucks in einer beliebigen, von der Statikdruckvorrichtung ausgegeben, Einheit sein, die zeitliche Änderung der unkorrigierten und auf der Grundlage des gemessenen statischen Luftdrucks berechneten Höhe sein, oder die zeitliche Änderung der vorkorrigierten Höhe sein. In allen Fällen kann dies die Veränderung pro vordefinierter Zeiteinheit sein.

[0018] Da die Nickwinkeldaten Informationen über den Nickwinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Nickwinkeldaten beispielsweise von einem Fluglage- und Kursreferenzsystem (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere von einem gyroskopischen Fluginstrument oder einem Mikroelektrochemischen System (MEMS)-Gyroskop, bezogen werden. Um die Nickwinkeldaten zu empfangen, ist die Flugdatenanzeigeeinrichtung vorteilhafterweise mit einer Nickwinkeldatenbereitstellungseinheit verbindbar, die die Nickwinkeldaten bereitstellt. Diese Nickwinkeldatenbereitstellungseinheit kann beispielsweise ein gyroskopisches Fluginstrument oder ein MEMS-Gyroskop sein. Bei der Nickwinkeldatenbereitstellungseinheit kann es sich jedoch auch um einen Computer handeln, der die Nickwinkeldaten von einer anderen Einheit oder dem erwähnten gyroskopischen Fluginstrument bzw. dem mikroelektrochemischen System (MEMS-Gyroskop) erhält. Dabei kann die Nickwinkeldatenbereitstellungseinheit zum Beispiel Teil des Fluglage- und Kursreferenzsystems (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs sein.

[0019] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibrierung einer erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung wird das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul der Luftdatenanzeigeeinrichtung dadurch kalibriert, dass der Regressor durch Training des neuronalen Netzes mit Trainingsdaten einschließlich Trainingsdatensätzen gewonnen wird, um die Luftdatenanzeigeeinrichtung zu kalibrieren. Dabei bezieht sich jeder Trainingsdatensatz auf einen Flugzustand und umfasst Flugdaten, die während eines Fluges mit einem VTOL-Luftfahrzeug eines Typs des entsprechenden VTOL-Luftfahrzeugs, für den die Luftdatenanzeigeeinrichtung kalibriert werden soll, insbesondere einem Hubschrauber, in dem jeweiligen Flugzustand gewonnen wurden. Jeder Trainingsdatensatz enthält Referenzausgabedaten, die der gewünschten Ausgabe des Regressors während des Fluges im jeweiligen Flugzustand mit dem VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs entsprechen. Die Flugdaten enthalten zumindest Staurohrdaten, die von der Staurohrvorrichtung des VTOL-Luftfahrzeugs des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs während des Fluges im jeweiligen Flugzustand mit dem VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs gewonnen wurden. Die Flugdaten enthalten zumindest Statikdruckdaten, die von der Statikdruckvorrichtung des VTOL-Luftfahrzeugs des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs während des Flugs im jeweiligen Flugzustand mit dem VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs gewonnen wurden. Die Flugdaten enthalten zumindest Vertikalgeschwindigkeitsdaten, die Informationen über eine Vertikalgeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs während des Flugs in dem jeweiligen Flugzustand mit dem VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, und Nickwinkeldaten, die Informationen über einen Nickwinkel des VTOL-Luftfahrzeugs des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs während des Flugs in dem jeweiligen Flugzustand mit dem VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten.

[0020] Dabei ist es vorteilhaft, dass für jeden Trainingsdatensatz die Flugdaten des jeweiligen Trainingsdatensatzes gleichzeitig gewonnen, vorteilhaft aufgezeichnet, wurden. So wurden vorteilhafterweise für jeden Trainingsdatensatz die Flugdaten des jeweiligen Trainingsdatensatzes während desselben Testfluges mit dem VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs beim Fliegen eines Manövers im jeweiligen Flugzustand gewonnen, vorteilhafterweise aufgezeichnet. Dies hat den Vorteil, dass für jeden Trainingsdatensatz die verschiedenen Datentypen der Flugdaten zusammengehören. Die verschiedenen Trainingsdatensätze der Trainingsdaten können während desselben Testfluges oder während verschiedener Testflüge gewonnen werden. Im letzteren Fall der unterschiedlichen Testflüge werden die unterschiedlichen Trainingsdatensätze der Trainingsdaten vorteilhafterweise mit demselben VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs gewonnen. Die unterschiedlichen Trainingsdatensätze der Trainingsdaten können aber auch bei unterschiedlichen Testflügen mit unterschiedlichen VTOL-Luftfahrzeugen desselben Typs des VTOL-Luftfahrzeugs gewonnen werden.

[0021] Bei all diesen Varianten können für jeden Trainingsdatensatz die Referenzausgabedaten, die der gewünschten Ausgabe des Regressors beim Fliegen im jeweiligen Flugzustand mit dem VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs entsprechen, und die Flugdaten des jeweiligen Trainingsdatensatzes gleichzeitig gewonnen bzw. aufgezeichnet werden. Die Referenzausgabedaten können aber auch durch Berechnung auf Basis der Flugdaten des jeweiligen Trainingsdatensatzes gewonnen werden.

[0022] So können die Flugdaten und die Referenzausgabedaten beispielsweise während eines oder mehrerer Testflüge mit einem VTOL-Luftfahrzeug eines bestimmten Typs eines VTOL-Luftfahrzeugtyp durch Messungen aufgezeichnet werden, woraufhin die aufgezeichneten Flugdaten und die Referenzausgabedaten zur Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung des jeweiligen VTOL-Luftfahrzeugs und zur Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung weiterer VTOL-Luftfahrzeuge des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs verwendet werden können. In einem anderen Beispiel werden die Flugdaten durch Messung aufgezeichnet, während die Referenzausgabedaten aus den Flugdaten berechnet oder durch Messung, während eines oder mehrerer Testflüge zur Zulassung eines bestimmten VTOL-Luftfahrzeugs, aufgezeichnet werden, woraufhin die aufgezeichneten Flugdaten und die aufgezeichneten oder berechneten Referenzausgabedaten zur Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung des jeweiligen VTOL-Luftfahrzeugs verwendet werden.

[0023] Die erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung der erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung haben den Vorteil, dass sie es ermöglichen, schnell eine kalibrierte Luftdatenanzeigeeinrichtung bereitzustellen, die für alle Flugkonfigurationen und Flugzustände korrekte Werte der Fluggeschwindigkeit und der Flughöhe liefert, die auch die von den regulatorischen Vorgaben geforderten Genauigkeit aufweisen. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine erhöhte Sicherheit beim Betrieb des VTOL-Luftfahrzeugs, da sowohl dem Pilot als auch dem Autopilot des VTOL-Luftfahrzeugs in Echtzeit korrekte Werten für die Fluggeschwindigkeit und die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs bereitgestellt werden können. Darüber hinaus ermöglichen die erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung der erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung ein kostengünstigeres und sichereres Konstruktionsverfahren zur Konstruktion eines VTOL-Luftfahrzeugs mit nur wenigen oder gar keinen Iterationen bei der Neuanordnung der Staurohrvorrichtung und der Statikdruckvorrichtung. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung, die Staurohrvorrichtung und die Statikdruckvorrichtung näher am Rumpf des VTOL-Luftfahrzeugs anzuordnen als bei Verwendung einer bekannten Luftdatenanzeigeeinrichtung. Durch die Vermeidung von weit aus dem Rumpf herausragenden Teilen wird die Verletzungsgefahr für das mit dem Flugzeug arbeitende Personal reduziert. Zusätzlich ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine leichte und einfache Implementierung in bestehende VTOL-Luftfahrzeuge unter Verwendung der vorhandenen Staurohrvorrichtung und der vorhandenen Statikdruckvorrichtung des jeweiligen VTOL-Luftfahrzeugs, wobei die Luftdatenanzeigeeinrichtung nach einem Testflug mit dem jeweiligen VTOL-Luftfahrzeug zur Gewinnung der Trainingsdaten und nach dem Training des künstlichen neuronalen Netzes mit den Trainingsdaten leicht kalibriert werden kann.

[0024] Vorzugsweise enthalten die Flugdaten Rolllagewinkeldaten mit Informationen über einen Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung mit dem Verfahren zur Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Da die Rolllagewinkeldaten Informationen über den Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Rolllagewinkeldaten beispielsweise von einem Fluglage- und Kursreferenzsystem (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere von einem gyroskopischen Fluginstrument oder einem MEMS-Gyroskop (Mikroelektrochemisches System), gewonnen werden.

[0025] Alternativ sind aber auch Flugdaten ohne Rolllagewinkeldaten möglich. Dies hat den Vorteil, dass die Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung einfacher ist und weniger Rechenleistung erfordert.

[0026] Vorteilhafterweise enthalten die Flugdaten Schiebewinkeldaten mit Informationen über einen Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung mit dem Verfahren zur Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. In einer Variante, bei der eine noch präzisere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung ermöglicht wird, umfassen die Flugdaten die Rolllagewinkeldaten mit Informationen über den Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs und die Schiebewinkeldaten mit Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs. Da die Schiebewinkeldaten Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Schiebewinkeldaten zum Beispiel von speziellen Sensoren gewonnen werden. Der Schiebewinkel kann zum Beispiel mit Hilfe spezieller Schiebewinkelsensoren berechnet werden, die den Gesamtdruck nutzen, der an zwei weiteren Öffnungen für den statischen Druck gemessen wird, von denen einer vom VTOL-Luftfahrzeug aus nach rechts und einer nach links zeigt.

[0027] Alternativ sind aber auch Flugdaten ohne Schiebewinkeldaten möglich. Dies hat den Vorteil, dass die Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung einfacher ist und weniger Rechenleistung erfordert.

[0028] Vorzugsweise enthalten die Flugdaten Cluerbeschleunigungsdaten mit Informationen über eine Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere einen Betrag der Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung mit dem Verfahren zur Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Da die Cluerbeschleunigungsdaten Informationen über die Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Cluerbeschleunigungsdaten beispielsweise von einem Fluglage- und Kursreferenzsystem (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere von einem oder mehreren Beschleunigungsmessern, bezogen werden.

[0029] In einer ersten Variante, in der eine noch präzisere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung ermöglicht wird, umfassen die Flugdaten die Rolllagewinkeldaten mit Informationen über den Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs und die Cluerbeschleunigungsdaten mit Informationen über die Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere den Betrag der Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs. In einer zweiten Variante, in der auch eine noch genauere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung ermöglicht wird, umfassen die Flugdaten die Cluerbeschleunigungsdaten mit Informationen über die Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere den Betrag der Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, und die Schiebewinkeldaten mit Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs. In einer dritten Variante, bei der eine noch präzisere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung ermöglicht wird, umfassen die Flugdaten die Rolllagewinkeldaten mit Informationen über den Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs, die Schiebewinkeldaten mit Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs und die Cluerbeschleunigungsdaten mit Informationen über die Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere den Betrag der Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs. Alternativ sind aber auch Flugdaten ohne Cluerbeschleunigungsdaten möglich. Dies hat den Vorteil, dass die Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung einfacher ist und weniger Rechenleistung erfordert.

[0030] Vorteilhafterweise umfasst ein Pitot-Statik-System die erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung, die Staurohrvorrichtung und die Statikdruckvorrichtung.

[0031] Vorzugsweise umfasst ein senkrecht startendes und landendes (VTOL) Luftfahrzeug, insbesondere ein Hubschrauber, die erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung. Das VTOL-Luftfahrzeug umfasst vorteilhafterweise zusätzlich die Staurohrvorrichtung und die Statikdruckvorrichtung. In diesem Fall umfasst das VTOL-Luftfahrzeug vorteilhafterweise das zuvor erwähnte Pitot-Statik-System einschließlich der erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung. Alternativ kann das VTOL-Luftfahrzeug aber auch ohne die Staurohrvorrichtung und ohne die Statikdruckvorrichtung auskommen. In beiden Fällen, in denen das VTOL-Luftfahrzeug die erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung umfasst, umfasst das VTOL-Luftfahrzeug vorteilhafterweise zusätzlich eine Anzeige zur Anzeige der Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs aus den von der Luftdatenanzeigeeinrichtung erhaltenen Informationen über die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und zur Anzeige der Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs aus den von der Luftdatenanzeigeeinrichtung erhaltenen Informationen über die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs.

[0032] In einer Alternative zu diesen Varianten ist die erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung jedoch getrennt von dem genannten Pitot-Statik-System und getrennt von dem genannten VTOL-Luftfahrzeug möglich.

[0033] Falls es sich bei dem VTOL-Luftfahrzeug um ein unbemanntes Luftfahrzeug handelt, ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung vorteilhafterweise Teil einer Kombination aus dem VTOL-Luftfahrzeug und einer Fernsteuerung zur Steuerung des VTOL-Luftfahrzeugs. In diesem Fall kann die Luftdatenanzeigeeinrichtung zum Beispiel im VTOL-Luftfahrzeug oder in der Fernsteuerung angeordnet sein. In diesem Fall kann die Luftdatenanzeigeeinrichtung zum Beispiel im VTOL-Luftfahrzeug oder in der Fernsteuerung angeordnet sein. Im letzteren Fall ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung also vom VTOL-Luftfahrzeug getrennt, da sie in der Fernsteuerung angeordnet ist.

[0034] Alternativ kann die Luftdatenanzeigeeinrichtung auch völlig getrennt von dem VTOL-Luftfahrzeug und getrennt von einer Fernsteuerung hergestellt und verkauft werden. Dabei kann die Luftdatenanzeigeeinrichtung beispielsweise dazu angepasst sein, in dem VTOL-Luftfahrzeug oder in der Fernsteuerung angeordnet zu werden.

[0035] Vorzugsweise werden bei dem Verfahren zur Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung in jedem Trainingsdatensatz die Referenzausgabedaten, die der gewünschten Ausgabe des Regressors beim Fliegen im jeweiligen Flugzustand mit dem VTOL-Luftfahrzeug des Typs des VTOL-Luftfahrzeugs entsprechen, von einem oder mehreren Referenzsensoren des VTOL-Luftfahrzeugs des Typs des VTOL-Luftfahrzeugs beim Fliegen im jeweiligen Flugzustand gewonnen. Dies hat den Vorteil, dass die Referenzausgabedaten auf zuverlässige und nachvollziehbare Weise gewonnen werden können. Der eine oder die mehreren Referenzsensoren sind vorteilhafterweise kalibrierte Sensoren, die an dem VTOL-Luftfahrzeug angeordnet sind. Der eine oder die mehreren Referenzsensoren können dabei Sensoren sein, die nur zum Zweck der Gewinnung der Referenzausgabedaten während des Testfluges im jeweiligen Flugzustand am VTOL-Luftfahrzeug angeordnet sind. Nach dem Testflug können der eine oder die mehreren Referenzsensoren von dem VTOL-Luftfahrzeug entfernt werden. In einer Variante sind der oder die Referenzsensoren jedoch permanent am VTOL-Luftfahrzeug installiert.

[0036] Dabei ist es unerheblich, ob die Referenzausgabedaten mit den von dem einen oder den mehreren Referenzsensoren ausgegebenen Daten identisch sind oder ob die Referenzausgabedaten aus den von dem einen oder den mehreren Referenzsensoren ausgegebenen Daten berechnet werden. In beiden Fällen können der oder die Referenzsensoren zum Beispiel an einem Nasenausleger des VTOL-Luftfahrzeugs oder an einer Schleppsonde, die während des Testflugs hinter dem VTOL-Luftfahrzeug hergezogen wird, angeordnet werden, um die Referenzausgabedaten zu erhalten. Sowohl ein solcher Nasenausleger als auch eine solche Schleppsonde ermöglichen es, den einen oder die mehreren Referenzsensoren weit entfernt vom Rumpf des VTOL-Luftfahrzeugs anzuordnen, so dass sie möglichst präzise Daten zur Gewinnung der Referenzausgabedaten liefern. Dabei sind die gewonnenen Daten besonders genau, wenn es sich bei dem einen oder den mehreren Referenzsensoren um kalibrierte Sensoren handelt.

[0037] Je nachdem, was die gewünschte Ausgabe des Regressors während des Fluges im jeweiligen Flugzustand mit dem VTOL-Luftfahrzeug des Typs VTOL-Luftfahrzeug ist, können die Referenzausgabedaten beispielsweise von Fluggeschwindigkeits- und Druckhöhensensoren, die bereits Korrekturen für die Wind- und Turbulenzeffekte enthalten, von Staudruck- und statischen Druckhöhensensoren, die bereits die Korrekturen für die Wind- und Turbulenzeffekte enthalten, von Gesamtdruck- und statischen Druckhöhensensoren, die bereits Korrekturen für die Wind- und Turbulenzeffekte enthalten, oder von Bodengeschwindigkeits- und Steiggeschwindigkeitssensoren wie GPS und Trägheitsgeräten stammen.

[0038] Alternativ können die Referenzausgabedaten jedoch auch durch Berechnung auf der Grundlage der Flugdaten des jeweiligen Trainingsdatensatzes oder auf andere Weise gewonnen werden. beispielsweise können die Referenzausgabedaten durch Korrektur der Flugdaten mit Hilfe eines GPS-Kalibrierungsverfahrens gewonnen werden, wie es in dem Artikel „GPS-BASED Airspeed Calibration for Rotocratt: Generalized Application for All Flight Regimes“ of Denis Hamel and Alex Kolarich presented on the Vertical Flight Society's 76<th>Annual Forum & Technology Display, Oct. 06-08, 2020, Virtual beschreiben wird.

[0039] Vorteilhafterweise enthalten die Trainingsdaten für mindestens einen Flugzustand aus einer Liste von Flugzuständen mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf den jeweiligen Flugzustand bezieht, wobei die Liste von Flugzuständen den Horizontalflug mit einer ersten Horizontalfluggeschwindigkeit, den Steigflug mit einer ersten Steigrate und einer ersten Steigfluggeschwindigkeit und den Sinkflug mit einer ersten Sinkrate und einer ersten Sinkfluggeschwindigkeit umfasst. Dabei ist in einer Variante des vertikalen Steigflugs die erste Steigfluggeschwindigkeit 0 Knoten. Ferner ist bei einer Variante des vertikalen Sinkens die erste Sinkfluggeschwindigkeit 0 Knoten. Vorteilhafterweise enthalten die Trainingsdaten für jeden von mindestens zwei Flugzuständen aus der Liste der Flugzustände mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf den jeweiligen Flugzustand bezieht. Noch vorteilhafterweise enthalten die Trainingsdaten für jeden der mindestens drei Flugzustände aus der Liste der Flugzustände mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf den jeweiligen Flugzustand bezieht. Dabei kann die Luftdatenanzeigeeinrichtung umso genauer kalibriert werden, je mehr verschiedene Flugzustände mindestens ein Trainingsdatensatz aus der Liste der Flugzustände, auf die sich die Trainingsdaten beziehen, enthält.

[0040] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise auch den Horizontalflug mit einer zweiten Horizontalfluggeschwindigkeit, wobei die zweite Horizontalfluggeschwindigkeit größer ist als die erste Horizontalfluggeschwindigkeit. Dabei umfassen die Trainingsdaten vorteilhafterweise mindestens zwei Trainingsdatensätze, von denen sich einer auf den Flugzustand des Horizontalflugs bei einer ersten Horizontalfluggeschwindigkeit bezieht und von denen sich einer auf den Flugzustand des Horizontalflugs bei einer zweiten Horizontalfluggeschwindigkeit bezieht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Diese Genauigkeit kann in dem Fall weiter erhöht werden, wenn die erste Horizontalfluggeschwindigkeit und die zweite Horizontalfluggeschwindigkeit im Wesentlichen gleich weit voneinander beabstandet sind, wie zum Beispiel 100 Knoten und 200 Knoten. Die erste Horizontalfluggeschwindigkeit und die zweite Horizontalfluggeschwindigkeit können jedoch auch unterschiedlich stark voneinander abweichen.

[0041] Alternativ enthält die Liste der Flugzustände keinen Horizontalflug mit einer zweiten Horizontalfluggeschwindigkeit, bei dem die zweite Horizontalfluggeschwindigkeit größer ist als die erste Horizontalfluggeschwindigkeit.

[0042] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise ferner das Steigen mit einer zweiten Steigrate und der ersten Steigfluggeschwindigkeit, wobei die zweite Steigrate größer ist als die erste Steigrate. Dabei umfassen die Trainingsdaten vorteilhafterweise mindestens zwei Trainingsdatensätze, von denen sich einer auf den Flugzustand des Steigens mit der ersten Steigrate bei der ersten Steigfluggeschwindigkeit bezieht und von denen sich einer auf den Flugzustand des Steigens mit der zweiten Steigrate bei der ersten Steigfluggeschwindigkeit bezieht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Diese Genauigkeit kann noch weiter erhöht werden, wenn die erste Steigrate und die zweite Steigrate im Wesentlichen gleichmäßig weit voneinander beabstandet sind, wie z.B. 500 Fuß pro Minute und 1.000 Fuß pro Minute. Die erste Steigrate und die zweite Steigrate können aber auch unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein.

[0043] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise Steigen mit der ersten Steigrate und einer zweiten Steigfluggeschwindigkeit, wobei die zweite Steigfluggeschwindigkeit größer ist als die erste Steigfluggeschwindigkeit. Dabei umfassen die Trainingsdaten vorteilhafterweise mindestens zwei Trainingsdatensätze, von denen sich einer auf den Flugzustand des Steigens mit der ersten Steigrate bei der ersten Steigfluggeschwindigkeit bezieht und von denen sich einer auf den Flugzustand des Steigens mit der ersten Steigrate bei der zweiten Steigfluggeschwindigkeit bezieht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Diese Genauigkeit kann in dem Fall weiter erhöht werden, wenn die erste Steigfluggeschwindigkeit und die zweite Steigfluggeschwindigkeit im Wesentlichen gleich weit voneinander beabstandet sind, wie zum Beispiel 50 Knoten und 100 Knoten. Die erste Steigfluggeschwindigkeit und die zweite Steigfluggeschwindigkeit können aber auch unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein.

[0044] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise auch das Steigen mit der zweiten Steigrate und der zweiten Steigfluggeschwindigkeit. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Diese Genauigkeit kann in dem Fall weiter erhöht werden, wenn die erste Steigfluggeschwindigkeit und die zweite Steigfluggeschwindigkeit im Wesentlichen gleich weit voneinander beabstandet sind, wie zum Beispiel 50 Knoten und 100 Knoten. Die erste Steigfluggeschwindigkeit und die zweite Steigfluggeschwindigkeit können aber auch unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein.

[0045] Alternativ enthält die Liste der Flugzustände kein Steigen mit einer zweiten Steigrate, bei der die zweite Steigrate größer ist als die erste Steigrate.

[0046] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise ferner das Sinken mit einer zweiten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit, wobei die zweite Sinkrate größer ist als die erste Sinkrate. Dabei umfassen die Trainingsdaten vorteilhafterweise mindestens zwei Trainingsdatensätze, von denen sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der ersten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht und von denen sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der zweiten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Diese Genauigkeit kann in dem Fall weiter erhöht werden, wenn die erste Sinkrate und die zweite Sinkrate im Wesentlichen gleich weit voneinander beabstandet sind, wie zum Beispiel 700 Fuß pro Minute und 1'400 Fuß pro Minute. Die erste Sinkrate und die zweite Sinkrate können aber auch unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein.

[0047] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise ferner das Sinken mit einer dritten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit, wobei die dritte Sinkrate größer ist als die zweite Sinkrate. Dabei umfassen die Trainingsdaten vorteilhafterweise mindestens drei Trainingsdatensätze, wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der ersten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht, wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der zweiten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht und wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der dritten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung noch genauer kalibriert werden kann. Diese Genauigkeit kann in dem Fall weiter erhöht werden, wenn die erste Sinkrate, die zweite Sinkrate und die dritte Sinkrate im Wesentlichen gleich weit voneinander beabstandet sind, wie zum Beispiel 700 Fuß pro Minute, 1'400 Fuß pro Minute und 2'100 Fuß pro Minute. Die erste Sinkrate, die zweite Sinkrate und die dritte Sinkrate können aber auch unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein.

[0048] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise ein Sinken mit der ersten Sinkrate und einer zweiten Sinkfluggeschwindigkeit, wobei die zweite Sinkfluggeschwindigkeit größer ist als die erste Sinkfluggeschwindigkeit. Dabei umfassen die Trainingsdaten vorteilhafterweise mindestens zwei Trainingsdatensätze, von denen sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der ersten Sinkrate bei der ersten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht und von denen sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der ersten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Diese Genauigkeit kann in dem Fall weiter erhöht werden, wenn die erste Sinkfluggeschwindigkeit und die zweite Sinkfluggeschwindigkeit im Wesentlichen gleich weit voneinander beabstandet sind, wie zum Beispiel 50 Knoten und 100 Knoten. Die erste Sinkfluggeschwindigkeit und die zweite Sinkfluggeschwindigkeit können aber auch unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein.

[0049] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise auch das Sinken mit der zweiten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann. Diese Genauigkeit kann in dem Fall weiter erhöht werden, wenn die erste Sinkfluggeschwindigkeit und die zweite Sinkfluggeschwindigkeit im Wesentlichen gleich weit voneinander beabstandet sind, wie zum Beispiel 50 Knoten und 100 Knoten. Die erste Sinkfluggeschwindigkeit und die zweite Sinkfluggeschwindigkeit können aber auch unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein.

[0050] Die Liste der Flugzustände umfasst vorteilhafterweise ferner das Sinken mit der dritten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit, wobei die dritte Sinkrate größer ist als die zweite Sinkrate. Dabei umfassen die Trainingsdaten vorteilhafterweise mindestens drei Trainingsdatensätze, wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der ersten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht, wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der zweiten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht und wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinken mit der dritten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung noch genauer kalibriert werden kann.

[0051] Besonders vorteilhafterweise umfassen die Trainingsdaten mindestens sechs Trainingsdatensätze, wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens bei der ersten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht, wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens bei der zweiten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht, wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens bei der dritten Sinkrate und der ersten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht, einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der ersten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit bezogen ist, wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der zweiten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht und wovon sich einer auf den Flugzustand des Sinkens mit der dritten Sinkrate und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit bezieht. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung noch genauer kalibriert werden kann.

[0052] In einer Variante enthält die Liste der Flugzustände jedoch kein Sinken mit der dritten Sinkrate, bei der die dritte Sinkrate größer ist als die zweite Sinkrate.

[0053] Unabhängig von der Sinkfluggeschwindigkeit und im Fall, dass die Liste der Flugzustände einen Sinkflug mit der zweiten Sinkrate oder sogar einen Sinkflug mit der dritten Sinkrate enthält, bezieht sich der Flugzustand, der ein Sinken mit der größten Sinkrate aufweist, vorteilhafterweise auf einen unmotorisierten Sinkflug, der manchmal auch als Autorotations-Sinkflug bezeichnet wird. Der andere oder die anderen Flugzustände, die ein Sinken mit einer Sinkrate aufweisen, beziehen sich auf einen motorisierten Sinkflug.

[0054] Alternativ kann die Liste der Flugzustände keinen Sinkflug mit der zweiten Sinkrate enthalten, bei dem die zweite Sinkrate größer ist als die erste Sinkrate. Weiterhin kann die Liste der Flugzustände ohne einen Sinkflug mit der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit auskommen. Vorteilhafterweise sind die erste Horizontalfluggeschwindigkeit, die zweite Horizontalfluggeschwindigkeit, die erste Steigrate, die zweite Steigrate, die erste Steigfluggeschwindigkeit, die zweite Steigfluggeschwindigkeit, die erste Sinkrate, die zweite Sinkrate und die dritte Sinkrate, die erste Sinkfluggeschwindigkeit und die zweite Sinkfluggeschwindigkeit, wie oben erwähnt, konstant. Wie im Folgenden dargelegt, können jedoch eine oder mehrere der ersten Horizontalfluggeschwindigkeit, der zweiten Horizontalfluggeschwindigkeit, der ersten Steigflugrate, der zweiten Steigflugrate, der ersten Steigfluggeschwindigkeit, der zweiten Steigfluggeschwindigkeit, der ersten Sinkflugrate, der zweiten Sinkflugrate, der dritten Sinkflugrate, der ersten Sinkfluggeschwindigkeit und der zweiten Sinkfluggeschwindigkeit über die Zeit variieren, für den Fall, dass eine Beschleunigung in eine der beiden Richtungen angewendet wird, um eine entsprechende der im Folgenden dargelegten Flugkonfigurationen zu simulieren.

[0055] Vorzugsweise bezieht sich jeder Trainingsdatensatz eine Flugkonfiguration und enthält Flugdaten, die während des Fluges in der jeweiligen Flugkonfiguration und in dem Flugzustand generiert wurden, auf den sich der jeweilige Trainingsdatensatz mit dem VTOL-Luftfahrzeug des jeweiligen Typs des VTOL-Luftfahrzeugs bezieht, für den die Luftdatenanzeigeeinrichtung kalibriert werden soll. Die Trainingsdaten enthalten mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf mindestens eine der folgenden Liste von Flugkonfigurationen bezieht: mittlerer Schwerpunkt, Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn, Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten, Schwerpunkt in Längsrichtung leicht vorn, Schwerpunkt in Längsrichtung leicht hinten.

[0056] Somit bezieht sich jeder Trainingsdatensatz vorteilhafterweise auf einen Flugzustand und eine Flugkonfiguration. Dabei ist der Flugzustand vorteilhafterweise einer aus der oben genannten Liste von Flugzuständen, während die Flugkonfiguration vorteilhafterweise eine aus der oben genannten Liste von Flugkonfigurationen ist.

[0057] Vorteilhafterweise enthalten die Trainingsdaten für jede von mindestens zwei Flugkonfigurationen aus der Liste der Flugkonfigurationen mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf die jeweilige Flugkonfiguration bezieht. Besonders vorteilhaft enthalten die Trainingsdaten für jede von mindestens drei Flugkonfigurationen aus der Liste der Flugkonfigurationen mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf die jeweilige Flugkonfiguration bezieht. Noch vorteilhafter ist es, wenn die Trainingsdaten für jede von mindestens vier Flugkonfigurationen aus der Liste der Flugkonfigurationen mindestens einen Trainingsdatensatz enthalten, der sich auf die jeweilige Flugkonfiguration bezieht. Am vorteilhaftesten enthalten die Trainingsdaten für jede der Flugkonfiguration aus der Liste der Flugkonfigurationen mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf die jeweilige Flugkonfiguration bezieht.

[0058] In einer vorteilhafteren Variante enthalten die Trainingsdaten für jeden Flugzustand und für jede von mindestens zwei Flugkonfigurationen aus der Liste der Flugkonfigurationen mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf den jeweiligen Flugzustand und auf die jeweilige Flugkonfiguration bezieht. Noch vorteilhafter ist es, wenn die Trainingsdaten für jeden Flugzustand und für jede von mindestens drei Flugkonfigurationen aus der Liste der Flugkonfigurationen mindestens einen Trainingsdatensatz enthalten, der sich auf den jeweiligen Flugzustand und auf die jeweilige Flugkonfiguration bezieht. Nochmals vorteilhafter ist es, wenn die Trainingsdaten für jeden Flugzustand und für jede von mindestens vier Flugkonfigurationen aus der Liste der Flugkonfigurationen mindestens einen Trainingsdatensatz enthalten, der sich auf den jeweiligen Flugzustand und auf die jeweilige Flugkonfiguration bezieht. Am vorteilhaftesten enthalten die Trainingsdaten für jeden Flugzustand und für jede der Liste der Flugkonfigurationen mindestens einen Trainingsdatensatz, der sich auf den jeweiligen Flugzustand und auf die jeweilige Konfiguration bezieht.

[0059] Falls die Flugkonfiguration dem mittlere Schwerpunkt entspricht, kann das VTOL-Luftfahrzeug physisch in der mittleren Schwerpunktkonfiguration konfiguriert werden, oder das VTOL-Luftfahrzeug kann physisch in einer anderen Konfiguration konfiguriert werden, z. B. in einer leicht nach hinten gerichteten Schwerpunktkonfiguration, wobei die mittlere Schwerpunktkonfiguration simulieret wird, indem das VTOL-Luftfahrzeug mit einer konstanten Vorwärtsbeschleunigung geflogen wird, so dass der Nickwinkel dem der mittleren Schwerpunktkonfiguration entspricht. Diese Simulation der mittleren Schwerpunktkonfiguration kann in allen Flugzuständen der oben genannten Liste von Flugzuständen erreicht werden.

[0060] Falls die Flugkonfiguration den Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn hat, kann das VTOL-Luftfahrzeug physisch in der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn konfiguriert werden, oder das VTOL-Luftfahrzeug kann physisch in einer anderen Konfiguration, wie der mittleren Schwerpunktskonfiguration, konfiguriert werden, wobei der Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn simuliert wird, indem das VTOL-Luftfahrzeug mit einer konstanten Vorwärtsbeschleunigung geflogen wird, so dass der Nickwinkel dem der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn entspricht. Diese Simulation der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn kann in allen Flugzuständen der oben genannten Liste von Flugzuständen erreicht werden.

[0061] Falls die Flugkonfiguration den Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten hat, kann das VTOL-Luftfahrzeug physisch in der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten konfiguriert werden, oder das VTOL-Luftfahrzeug kann physisch in einer anderen Konfiguration, wie der mittleren Schwerpunktskonfiguration, konfiguriert werden, wobei der Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten simuliert wird, indem das VTOL-Luftfahrzeug mit einer konstanten Rückwärtsbeschleunigung geflogen wird, so dass der Nickwinkel dem der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten entspricht. Diese Simulation der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten kann in allen Flugzuständen der oben genannten Liste von Flugzuständen erreicht werden.

[0062] Falls die Flugkonfiguration den Schwerpunkt in Längsrichtung leicht vorn hat, kann das VTOL-Luftfahrzeug physisch in der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung leicht vorn konfiguriert werden, oder das VTOL-Luftfahrzeug kann physisch in einer anderen Konfiguration, wie der mittleren Schwerpunktskonfiguration, konfiguriert werden, wobei der Schwerpunkt in Längsrichtung leicht vorn simuliert wird, indem das VTOL-Luftfahrzeug mit einer konstanten Vorwärtsbeschleunigung geflogen wird, so dass der Nickwinkel dem der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung leicht vorn entspricht. Diese Simulation der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung leicht vorn kann in allen Flugzuständen der oben genannten Liste von Flugzuständen erreicht werden.

[0063] Falls die Flugkonfiguration den Schwerpunkt in Längsrichtung leicht hinten hat, kann das VTOL-Luftfahrzeug physisch in der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung leicht hinten konfiguriert werden, oder das VTOL-Luftfahrzeug kann physisch in einer anderen Konfiguration, wie der mittleren Schwerpunktskonfiguration, konfiguriert werden, wobei der Schwerpunkt in Längsrichtung leicht hinten simuliert wird, indem das VTOL-Luftfahrzeug mit einer konstanten Rückwärtsbeschleunigung geflogen wird, so dass der Nickwinkel dem der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung leicht hinten entspricht. Diese Simulation der Konfiguration mit dem Schwerpunkt in Längsrichtung leicht hinten kann in allen Flugzuständen der oben genannten Liste von Flugzuständen erreicht werden.

[0064] Die Simulation einer Flugkonfiguration aus der Liste der Flugkonfigurationen, während das VTOL-Luftfahrzeug physisch in einer anderen Flugkonfiguration aus der Liste der Flugkonfigurationen konfiguriert ist, hat den vorteilhaften Umstand, dass die auf beide Flugkonfigurationen bezogenen Trainingsdatensätze in ein und demselben Testflug gesammelt werden können. So werden besonders vorteilhafterweise die Trainingsdaten mit dem VTOL-Luftfahrzeug, das physisch in einer Flugkonfiguration der Liste der Flugkonfigurationen konfiguriert ist, wie z.B. in der mittleren Schwerpunktkonfiguration, erhalten bzw. aufgezeichnet, während die anderen Flugkonfigurationen aus der Liste der Flugkonfigurationen simuliert werden, um die Trainingsdatensätze zu erhalten bzw. aufzuzeichnen, die sich auf eine anderen Flugkonfigurationen aus der Liste der Flugkonfigurationen beziehen, als diejenige, in der das VTOL-Luftfahrzeug physisch konfiguriert ist.

[0065] Alternativ zu diesen Varianten ist es aber auch möglich, dass die Trainingsdaten nur Trainingsdatensätze zu einer Flugkonfiguration, insbesondere zu einer Flugkonfiguration aus der Liste der Flugkonfigurationen, enthalten.

[0066] Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Regressor um einen Regressor eines neuronalen Netzes, insbesondere um einen vollverknüpften Regressor eines neuronalen Netzes, der eine Ausgabeschicht enthält.

[0067] Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Regressor des neuronalen Netzwerks um einen vollständig angeschlossenen Feed-Forward-Regressor des neuronalen Netzwerks. Dies hat den Vorteil, dass der Regressor des neuronalen Netzes einfacher zu handhaben ist, da sich die Informationen im Netz nur vorwärtsbewegen. Alternativ kann der Regressor des neuronalen Netzes jedoch auch ein rekurrenter Regressor sein.

[0068] Vorteilhafterweise hat die Ausgabeschicht eine hyperbolische Tangens-Übertragungsfunktion (tanh). Dies hat den Vorteil, dass die Ausgabe der Übertragungsfunktion Werte zwischen -1 und +1 liefert, was es ermöglicht, dem Knoten eine Strafe aufzuerlegen, anstatt ihn einfach nicht auslösen zu lassen. Dies ergibt einen größeren Ausgabebereich und ermöglicht somit eine genauere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung. Außerdem ist die Ableitung des hyperbolischen Tangens (tanh) einfach zu berechnen.

[0069] Alternativ dazu hat die Ausgabeschicht jedoch eine andere Übertragungsfunktion als den hyperbolischen Tangens (tanh).

[0070] Vorteilhafterweise enthält der Regressor mindestens zwei versteckte Schichten. Dies hat den Vorteil, dass die Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer kalibriert werden kann, als wenn der Regressor nur eine versteckte Schicht oder gar keine versteckte Schicht enthält.

[0071] Alternativ kann der Regressor aber auch nur eine oder keine versteckte Schicht enthalten.

[0072] Vorzugsweise enthalten die mindestens zwei versteckten Schichten jeweils mindestens 32 Neuronen, noch bevorzugter mindestens 60 Neuronen, am meisten bevorzugt mindestens 100 Neuronen. Mit den mindestens zwei versteckten Schichten, die jeweils mindestens 32 Neuronen enthalten, kann eine gute Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung erreicht werden. Je mehr Neuronen jedoch jede der mindestens zwei versteckten Schichten enthält, desto genauer ist die erreichbare Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung. Je mehr Neuronen jedoch jede der mindestens zwei versteckten Schichten enthält, desto mehr Rechenleistung wird für die Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung benötigt. So enthalten die mindestens zwei versteckten Schichten vorteilhafterweise jeweils weniger als 300 Neuronen. Die mindestens zwei versteckten Schichten können jedoch alternativ auch jeweils weniger als 32 Neuronen, 300 Neuronen oder sogar mehr als 300 Neuronen enthalten.

[0073] Vorzugsweise hat die erste der mindestens zwei versteckten Schichten eine Relu-Übertragungsfunktion. Dies hat den Vorteil, dass eine zuverlässige Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung bei vergleichsweise geringer Rechenleistung ermöglicht wird.

[0074] Vorteilhafterweise besitzt jede der versteckten Schichten der mindestens zwei versteckten Schichten, mit Ausnahme der letzten der mindestens zwei versteckten Schichten, eine Relu-Übertragungsfunktion. Dies hat den Vorteil, dass es eine zuverlässige Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung bei vergleichsweise geringer Rechenleistung ermöglicht. Dieser Vorteil ist besonders ausgeprägt, wenn der Regressor mehr als zwei versteckte Schichten umfasst.

[0075] Vorteilhafterweise besitzt jede der mindestens zwei verborgenen Schichten eine Relu-Übertragungsfunktion. Dies hat den Vorteil, dass eine zuverlässige Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung bei vergleichsweise geringer Rechenleistung möglich ist. In einer Variante hat jedoch die letzte der mindestens zwei versteckten Schichten eine kontinuierlich differenzierbare Übertragungsfunktion, insbesondere eine tanh-Übertragungsfunktion. Dies hat den Vorteil, dass eine präzisere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung erreichbar ist.

[0076] In allen oben genannten Varianten mit Relu-Übertragungsfunl<tion kann eine von der Relu-Übertragungsfunktion abweichende Übertragungsfunktion verwendet werden. Zum Beispiel ist in einer Variante der oben genannten Varianten mit der Relu-Übertragungsfunl<tion die Übertragungsfunktion eine Gelu-Übertragungsfunl<tion oder eine SiLu-Übertragungsfunktion anstelle einer Relu-Übertragungsfunktion.

[0077] Vorteilhafterweise ist in jedem Trainingsdatensatz jede Art von Flugdaten (z. B. Staurohrdaten, Statikdruckdaten usw.) ein Wert, der durch Filtern eines Datenstroms der jeweiligen Art von Flugdaten, wie sie im jeweiligen Flugzustand und gegebenenfalls in der jeweiligen Flugkonfiguration gemessen wurden, gewonnen wird. Der Datenstrom wird über eine Länge von mindestens 0,5 Sekunden, besonders vorteilhaft von mindestens 1 Sekunde, noch vorteilhafter von mindestens 2 Sekunden gefiltert. Dies hat den Vorteil, dass jeder Trainingsdatensatz eine zuverlässige und repräsentative Zahl für jede Art von Flugdaten enthält, die den Flugzustand und die Flugkonfiguration repräsentieren, auf die sich der jeweilige Trainingsdatensatz bezieht. In einer bevorzugten Variante dieser Varianten ist in jedem Trainingsdatensatz jede Art von Flugdaten (z. B. Staurohrdaten, Statikdruckdaten usw.) ein Wert, der durch Filtern eines Datenstroms der jeweiligen Art von Flugdaten, wie sie im jeweiligen Flugzustand und gegebenenfalls in der jeweiligen Flugkonfiguration gemessen wurden, über einer Länge von 10 Sekunden oder weniger erhalten wird.

[0078] Wenn der Datenstrom gefiltert wird, um den jeweiligen Wert des jeweiligen Flugdatentyps zu erhalten, ist der angewandte Filter in einem Beispiel der Durchschnittswert des Datenstroms des jeweiligen Flugdatentyps, der über die gefilterte Länge des Datenstroms berechnet wird. In einem anderen Beispiel ist der angewandte Filter ein Tiefpassfilter, der auf den Datenstrom des jeweiligen Flugdatentyps über die gefilterte Länge des Datenstroms angewandt wird, wobei der Ausgangswert des Tiefpassfilters zum Beispiel ein Wert bei 2 Hz ist.

[0079] In einer Alternative sind die Daten jedes Flugdatentyps (z. B. Staurohrdaten, Statikdruckdaten usw.) in jedem Trainingsdatensatz ein Wert, der durch Filtern des Datenstroms des entsprechenden Flugdatentyps, wie er im jeweiligen Flugzustand und gegebenenfalls in der jeweiligen Flugkonfiguration gemessen wurde, über einer Länge von weniger als 0,5 Sekunden oder mehr als 10 Sekunden erhalten wird.

[0080] In einer anderen Alternative enthalten die Trainingsdatensätze nicht jeweils für die Daten jedes Flugdatentyps einen Wert, der durch Filterung des Datenstroms des jeweiligen Flugdatentyps erhalten wurde. In einer anderen Alternative enthalten die Trainingsdatensätze nicht für jeden Flugdatentyp einen Wert, der durch Filterung des Datenstroms des jeweiligen Flugdatentyps gewonnen wurde.

[0081] Vorteilhafterweise wird die Kalibrierung mit weiteren Trainingsdaten verifiziert. Dies hat den Vorteil, dass die Sicherheit der Kalibrierung kontrolliert werden kann. Um dies zu erreichen, werden vorteilhafterweise etwa 80 bis 90 % der Trainingsdaten für die Kalibrierung verwendet, während die restlichen etwa 20 bis 10 % der Trainingsdaten für die Verifizierung verwendet werden.

[0082] Alternativ kommt das Verfahren aber auch ohne eine solche Verifizierung aus.

[0083] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der Gesamtheit der Ansprüche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0084] Die zur Erläuterung der Ausführungsformen verwendeten Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Pitot-Statik-Systems für ein senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug (VTOL), insbesondere einen Hubschrauber, zur Anzeige einer Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und einer Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs für den Piloten des VTOL-Luftfahrzeugs, wobei das Pitot-Statik-System eine erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung enthält, Fig. 2 eine vereinfachte schematische Seitenansicht des Vorderteils eines Hubschraubers als Beispiel für ein VTOL-Luftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung, Fig. 3a, b die bei zwei Testflügen mit dem Hubschrauber aufgezeichneten Daten, aus denen die Trainingsdaten gewonnen wurden, die zur Kalibrierung der erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wurden, Fig. 4 die während eines dritten Testfluges aufgezeichneten Daten zur Überprüfung der Kalibrierung der erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung, und Fig. 5 Detailansichten der Daten während dreier Manöver, die während des dritten Testfluges geflogen wurden, um die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung genauer zu veranschaulichen.

[0085] In den Zeichnungen sind die gleichen Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Bevorzugte Ausführungsformen

[0086] Figur 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Pitot-Statik-Systems 100 für ein senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug (VTOL), insbesondere einen Hubschrauber, zur Anzeige einer Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und einer Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs für den Piloten des VTOL-Luftfahrzeugs. Dieses Pitot-Statik-System 100 umfasst eine Staurohrvorrichtung 51 zur Bestimmung eines Stauluftdrucks an einer Position der Staurohrvorrichtung 51 und zur Bereitstellung von Staurohrdaten einschließlich Informationen über den Stauluftdruck an der Position der Staurohrvorrichtung 51. Darüber hinaus enthält das Pitot-Statik-System 100 eine Statikdruckvorrichtung 52 zum Ermitteln eines statischen Luftdrucks an einer Position der Statikdruckvorrichtung 52 und zum Bereitstellen von Statikdruckdaten einschließlich Informationen über den statischen Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtung 52. Zusätzlich umfasst das Pitot-Statik-System 100 eine erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 für ein VTOL-Luftfahrzeug, insbesondere einen Hubschrauber, zur Bereitstellung von Informationen über die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und zur Bereitstellung von Informationen über die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs. Das Pitot-Statik-System 100 umfasst ferner eine Anzeige 101 zur Anzeige der Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und der Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs und damit zur Angabe der Fluggeschwindigkeit und der Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs für den Piloten des VTOL-Luftfahrzeugs.

[0087] Wenn das Pitot-Statik-System 100 in das VTOL-Luftfahrzeug implementiert ist, ist das Pitot-Statik-System in das Fluglage- und Kursreferenzsystem (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs einbezogen. Dabei sind die Staurohrvorrichtung 51 und die Statikdruckvorrichtung 52 des Pitot-Statik-Systems 100 am VTOL-Luftfahrzeug angebracht und gehören somit zum VTOL-Luftfahrzeug. Ferner ist die Anzeige 101 so angeordnet, dass sie dem Piloten des VTOL-Luftfahrzeugs die Fluggeschwindigkeit und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs anzeigt. Falls der Pilot im Cockpit des VTOL-Luftfahrzeugs sitzen soll, ist die Anzeige 101 im Cockpit des VTOL-Luftfahrzeugs angeordnet und gehört somit zum VTOL-Luftfahrzeug. Im Fall, dass das VTOL-Luftfahrzeug jedoch fernsteuerbar ist, kann die Anzeige 101 in der Fernbedienung zur Steuerung des VTOL-Luftfahrzeugs angeordnet sein. In diesem Fall gehört die Anzeige 101 zur Fernsteuerung.

[0088] Wenn das Pitot-Statik-System 100 im VTOL-Luftfahrzeug implementiert ist, ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 mit der Staurohrvorrichtung 51 verbunden, um die von der Staurohrvorrichtung 51 gelieferten Staurohrdaten zu empfangen, und ist mit der Statikdruckvorrichtung 52 verbunden, um die von der Statikdruckvorrichtung 52 gelieferten Statikdruckdaten zu empfangen. Ferner ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 mit der Anzeige 101 verbunden, um die Informationen über die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Informationen über die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs an die Anzeige 101 zu liefern, damit sie dem Piloten von der Anzeige 101 angezeigt werden. Dabei kann die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 beispielsweise im VTOL-Luftfahrzeug angeordnet und somit Teil des VTOL-Luftfahrzeugs sein, oder, falls das VTOL-Luftfahrzeug fernsteuerbar ist, kann die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 in der Fernsteuerung angeordnet sein. In jedem Fall ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 mit einem Autopiloten verbunden, falls das VTOL-Luftfahrzeug einen Autopiloten zum automatischen Fliegen des VTOL-Luftfahrzeugs aufweist, um die Informationen über die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Informationen über die Flughöhe des VTOL-Luftfahrzeugs für den Autopiloten des VTOL-Luftfahrzeugs bereitzustellen.

[0089] Die erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 kann getrennt von dem VTOL-Luftfahrzeug und getrennt von dem Pitot-Statik-System 100 hergestellt und vertrieben werden. Da die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 jedoch Teil des VTOL-Luftfahrzeugs und Teil des Pitot-Statik-Systems 100 sein kann, wie oben beschrieben, ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 mit der Staurohrvorrichtung 51 verbindbar, um die von der Staurohrvorrichtung 51 bereitgestellten Statikdruckdaten zu empfangen. Die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 ist mit der Statikdruckvorrichtung 52 verbindbar, um die von der Statikdruckvorrichtung 52 bereitgestellten Statikdruckdaten zu empfangen.

[0090] Erfindungsgemäß umfasst die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 ein Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul 2. Dieses Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul 2 ist dazu angepasst, die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs in Echtzeit aus Flugdaten zu bestimmen, indem ein Regressor 3 verwendet wird, der durch Training eines künstlichen neuronalen Netzes mit Trainingsdaten gewonnen wird. In einem Beispiel ist das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul 2 ein Computerprogrammprodukt, das auf einer Recheneinheit wie beispielsweise dem Steuerrechner des VTOL-Luftfahrzeugs oder einer anderen, vom Steuerrechner des VTOL-Luftfahrzeugs getrennten Recheneinheit ausgeführt wird. In einem anderen Beispiel ist das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul 2 eine Recheneinheit wie ein Computer an Bord des VTOL-Luftfahrzeugs oder ein in eine Fernsteuerung integrierter Computer, wobei die Recheneinheit dazu angepasst ist, die Fluggeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs und die Höhe des VTOL-Luftfahrzeugs in Echtzeit aus Flugdaten zu bestimmen, indem der Regressor 3 verwendet wird, der durch Training des künstlichen neuronalen Netzes mit Trainingsdaten erhalten wird.

[0091] Die Flugdaten umfassen zumindest die Staurohrdaten, die Statikdruckdaten, Vertikalgeschwindigkeitsdaten, die Informationen über die Vertikalgeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, und Nickwinkeldaten, die Informationen über den Nickwinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten.

[0092] Da die Staurohrdaten Informationen über den Staudruck an der Position der Staurohrvorrichtung 51 enthalten, kann es sich bei den Staurohrdaten beispielsweise um den mit der Staurohrvorrichtung 51 gemessenen Staudruck in einer beliebigen, von der Staurohrvorrichtung 51 ausgegeben, Einheit, um die unkorrigierte Fluggeschwindigkeit, die auf der Grundlage des gemessenen Staudrucks und des gemessenen statischen Luftdrucks berechnet wird, oder um die vorkorrigierte Fluggeschwindigkeit handeln. Diese vorkorrigierte Fluggeschwindigkeit kann zum Beispiel die unkorrigierte Fluggeschwindigkeit sein, die mit einer bekannten Positionskorrektur aus einer Nachschlagetabelle korrigiert wurde.

[0093] Da die Statikdruckdaten Informationen über den statischen Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtung 52 enthalten, kann es sich bei den Statikdruckdaten beispielsweise um den mit der Statikdruckvorrichtung 52 gemessenen statischen Luftdruck in einer beliebigen, von der Statikdruckvorrichtung 52 ausgegeben, Einheit, um die unkorrigierte Höhe, die auf der Grundlage des gemessenen statischen Luftdrucks berechnet wird, oder um die vorkorrigierte Höhe handeln. Diese vorkorrigierte Höhe kann zum Beispiel die unkorrigierte Höhe sein, die mit einer bekannten Positionskorrektur aus einer Nachschlagetabelle korrigiert wurde.

[0094] Da die Vertikalgeschwindigkeitsdaten Informationen über die Vertikalgeschwindigkeit des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Vertikalgeschwindigkeitsdaten z. B. aus den Statikdruckdaten gewonnen werden, indem die Änderung der Statikdruckdaten über die Zeit verwendet wird. Dies kann beispielsweise die zeitliche Änderung des mit der Statikdruckvorrichtung gemessenen statischen Luftdrucks in einer beliebigen, von der Statikdruckvorrichtung ausgegeben, Einheit sein, die zeitliche Änderung der unkorrigierten und auf der Grundlage des gemessenen statischen Luftdrucks berechneten Höhe sein, oder die zeitliche Änderung der vorkorrigierten Höhe sein. In jedem Fall kann dies eine Änderung pro vordefinierter Zeiteinheit sein.

[0095] Da die Nickwinkeldaten Informationen über den Nickwinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Nickwinkeldaten beispielsweise aus dem Fluglage- und Kursreferenzsystem (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs gewonnen werden, insbesondere aus einem gyroskopischen Fluginstrument oder einem MEMS-Gyroskop (Mikroelektrochemisches System). Um die Nickwinkeldaten zu empfangen, ist die Flugdatenanzeigeanordnung 1 vorteilhafterweise mit einer Nickwinkeldatenbereitstellungseinheit verbindbar, die die Nickwinkeldaten bereitstellt. Bei dieser Nickwinkeldatenbereitstellungseinheit kann es sich beispielsweise um ein gyroskopisches Fluginstrument oder einen MEMS-Gyroskop handeln. Bei der Nickwinkeldatenbereitstellungseinheit kann es sich aber auch um einen Computer handeln, der die Nickwinkeldaten von einer anderen Einheit oder dem genannten gyroskopischen Fluginstrument bzw. dem mikroelektrochemischen Systemkreisel (MEMS) empfängt. Dabei kann die Nickwinkeldatenbereitstellungseinheit zum Beispiel Teil des Fluglage- und Kursreferenzsystems (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs sein.

[0096] In einer Variante umfassen die Flugdaten außerdem Rolllagewinkeldaten, die Informationen über einen Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten. Da die Rolllagewinkeldaten Informationen über den Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Rolllagewinkeldaten beispielsweise von einem Fluglage- und Kursreferenzsystem (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere von einem gyroskopischen Fluginstrument oder einem mikroelektrochemischen Systemkreisel (MEMS), bezogen werden. Um die Rolllagewinkeldaten zu empfangen, ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung vorteilhafterweise mit einer Rolllagewinkeldatenbereitstellungseinheit verbindbar, die die Rolllagewinkeldaten bereitstellt. Dabei kann die Rolllagewinkeldatenbereitstellungseinheit dieselbe Einheit sein wie die zuvor erwähnte Nicklagewinkeldatenbereitstellungseinheit oder sie kann von der zuvor erwähnten Nicklagewinkeldatenbereitstellungseinheit getrennt sein. Die Rolllagewinkeldatenbereitstellungseinheit kann beispielsweise ein gyroskopisches Fluginstrument oder ein mikroelektrochemischer Systemkreisel (MEMS) sein. Bei der Rolllagewinkeldatenbereitstellungseinheit kann es sich aber auch um einen Computer handeln, der die Rolllagewinkeldaten von einer anderen Einheit oder dem genannten gyroskopischen Fluginstrument bzw. mikroelektrochemischen Systemkreisel (MEMS) empfängt. Dabei kann die Rolllagewinkeldatenbereitstellungseinheit zum Beispiel Teil des Fluglage- und Kursreferenzsystems (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs sein.

[0097] In einer weiteren Variante umfassen die Flugdaten außerdem Schiebewinkeldaten, die Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten. In einer Variante, bei der eine noch präzisere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung möglich ist, umfassen die Flugdaten die Rolllagewinkeldaten mit Informationen über den Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs und die Schiebewinkeldaten mit Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs. Da die Schiebewinkeldaten Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Schiebewinkeldaten zum Beispiel von speziellen Sensoren gewonnen werden. Da die Schiebewinkeldaten Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Schiebewinkeldaten zum Beispiel von speziellen Sensoren gewonnen werden. Der Schiebewinkel kann zum Beispiel mit Hilfe spezieller Schiebewinkelsensoren berechnet werden, die den Gesamtdruck nutzen, der an zwei weiteren Öffnungen für den statischen Druck gemessen wird, von denen einer vom VTOL-Luftfahrzeug aus nach rechts und einer nach links zeigt.

[0098] In einer weiteren Variante umfassen die Flugdaten ferner Cluerbeschleunigungsdaten, die Informationen über eine Cluerbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, insbesondere einen Betrag der Cluerbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs. Da die Cluerbeschleunigungsdaten Informationen über die Cluerbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs enthalten, können die Cluerbeschleunigungsdaten zum Beispiel von einem Fluglage- und Kursreferenzsystem (ADAHRS) des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere von einem oder mehreren Beschleunigungsmessern, erhalten werden. Um die Cluerbeschleunigungsdaten zu erhalten, ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung vorteilhafterweise mit einer Cluerbeschleunigungsdatenbereitstellungseinheit verbindbar ist, die die Cluerbeschleunigungsdaten bereitstellt.

[0099] In einer Variante, in der eine noch präzisere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung ermöglicht wird, umfassen die Flugdaten die Rolllagewinkeldaten mit Informationen über den Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs und die Cluerbeschleunigungsdaten mit Informationen über die Cluerbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere den Betrag der Cluerbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs. In einer weiteren Variante, in der auch eine noch genauere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung ermöglicht wird, umfassen die Flugdaten die Cluerbeschleunigungsdaten mit Informationen über die Cluerbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere den Betrag der Cluerbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, und die Schiebewinkeldaten mit Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs. In einer dritten Variante, bei der eine noch genauere Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung ermöglicht wird, umfassen die Flugdaten die Rolllagewinkeldaten mit Informationen über den Rolllagewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs, die Schiebewinkeldaten mit Informationen über den Schiebewinkel des VTOL-Luftfahrzeugs und die Cluerbeschleunigungsdaten mit Informationen über die Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs, insbesondere den Betrag der Querbeschleunigung des VTOL-Luftfahrzeugs.

[0100] Figur 2 zeigt eine vereinfachte schematische Seitenansicht des Vorderteils eines Hubschraubers 50 als Beispiel für ein VTOL-Luftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Luftdatenanzeigeeinrichtung 1. Dieser Hubschrauber 50 hat das Pitot-Statik-System 100 installiert und weist somit die erfindungsgemäße Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 auf. Dabei ist die Staurohrvorrichtung 51 auf der rechten Seite des Vorderteils des Hubschraubers 50 installiert, während auf jeder Seite des Vorderteils des Hubschraubers eine Statikdruckvorrichtung 52 installiert ist. Diese Statikdruckvorrichtungen 52 sind miteinander verbunden. Sowohl die Staurohrvorrichtung 51 als auch die Statikdruckvorrichtungen 52 sind so angeordnet und positioniert, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Die Staurohrvorrichtung 51 dient zur Bestimmung des Staudrucks an der Position der Staurohrvorrichtung 51 und zur Bereitstellung von Staurohrdaten einschließlich Informationen über den Staudruck an der Position der Staurohrvorrichtung 51. Die miteinander verbundenen Statikdruckvorrichtungen 52 dienen zur Bestimmung des statischen Luftdrucks an einer Position der Statikdruckvorrichtungen 52 und zur Bereitstellung von Statikdruckdaten einschließlich Informationen über den statischen Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtungen 52. Die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 ist mit der Staurohrvorrichtung 51 verbunden, um die von der Staurohrvorrichtung 51 gelieferten Staurohrdaten zu empfangen. Die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 ist mit den Statikdruckvorrichtungen 52 verbunden, um die von den Statikdruckvorrichtungen 52 gelieferten Statikdruckdaten zu empfangen. Darüber hinaus ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 dazu angepasst, die Vertikalgeschwindigkeitsdaten einschließlich der Informationen über die Vertikalgeschwindigkeit des Hubschraubers aus den Statikdruckdaten zu gewinnen, indem die zeitliche Veränderung der Statikdruckdaten bestimmt wird.

[0101] Der Hubschrauber 50 umfasst ferner ein Fluglage- und Kursreferenzsystem (ADAHRS) 56, wie es aus der Technik bekannt ist. Die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 ist mit dieser ADAHRS 56 verbunden, um die von der ADAHRS 56 ermittelten und bereitgestellten Nickwinkeldaten zu empfangen.

[0102] In dem Hubschrauber 50 ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 mit der (in Figur 2 nicht dargestellten) Anzeige 101 des Pitot-Statik-Systems 100 verbunden, um die Informationen über die Fluggeschwindigkeit und die Informationen über die Höhe des Hubschraubers 50 für die Anzeige 101 bereitzustellen, damit dem Piloten des Hubschraubers 50 die Fluggeschwindigkeit und die Höhe auf der Anzeige 101 angezeigt werden. Ferner ist die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 mit dem Autopiloten des Hubschraubers 50 verbunden, um die Informationen über die Fluggeschwindigkeit und die Informationen über die Höhe des Hubschraubers 50 an den Autopiloten zu übermitteln. Der in Figur 2 dargestellte Hubschrauber 50 kann somit mit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibrierten Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 sowohl durch den Piloten als auch durch den Autopiloten geflogen werden.

[0103] Um die Referenzausgabedaten der Trainingsdaten während der Testflüge zu erhalten, hatte der Hubschrauber 50 einen Nasenausleger 53 installiert, wie in Abbildung 2 dargestellt. An der Spitze dieses Nasenauslegers 53 wurden eine Referenz-Staurohrvorrichtung 54 und eine Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 installiert. Aufgrund des Nasenauslegers 53 wurden die Referenz-Staurohrvorrichtung 54 und die Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 weit entfernt vom Rumpf des Hubschraubers 50 in unkritischen Druckfeldern installiert, um Effekte von Windströmungen und Turbulenzen um den Hubschrauber 50 herum zu minimieren, die den mit der Referenz-Staurohrvorrichtung 54 gemessenen Stauluftdruck und den mit der Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 gemessenen statischen Luftdruck verfälschen. Aus den von der Referenz-Staurohrvorrichtung 54 und der Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 erhaltenen Daten wurde die korrigierte Referenz-Fluggeschwindigkeit in bekannter Weise berechnet, während aus den von der Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 erhaltenen Daten der korrigierte statische Referenz-Luftdruck in bekannter Weise berechnet wurde. Sowohl die korrigierte Referenz-Fluggeschwindigkeit als auch der korrigierte statische Luftdruck werden also in bekannter Weise kalibriert. Da die Referenz-Staurohrvorrichtung 54 und die Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 an der Spitze des Nasenauslegers 53 angeordnet waren und in bekannter Weise kalibriert wurden, war bekannt, dass sie für alle Flugkonfigurationen und Flugzustände Werte liefern, die weit innerhalb der von den gesetzlichen Vorschriften geforderten Genauigkeit liegen. Anstatt die Referenz-Staurohrvorrichtung 54 und die Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 an der Spitze des Nasenauslegers 53 anzuordnen, hätten sie auch in einer Schleppsonde installiert werden können, um die Referenzausgabedaten zu erhalten. Auch dies hätte Referenzausgabedaten mit der in den gesetzlichen Vorschriften geforderten Genauigkeit geliefert.

[0104] Die Trainingsdaten für das Training des neuronalen Netzes zur Gewinnung des Regressors 3, um die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 zu kalibrieren, wurden mit dem Hubschrauber 50 gewonnen, indem mit dem Hubschrauber 50 zwei Testflüge geflogen wurden. Die während dieser beiden Testflüge aufgezeichneten Daten sind in den Figuren 3a und 3b dargestellt. Die Flugdaten der Trainingsdaten umfassen die Staurohrdaten, die Statikdruckdaten, die Vertikalgeschwindigkeitsdaten, welche Informationen über die Vertikalgeschwindigkeit des Hubschraubers 50 enthalten, und die Nickwinkeldaten, welche Informationen über den Nickwinkel des Hubschraubers 50 enthalten. Diese Flugdaten wurden wie bereits beschrieben von der Staurohrvorrichtung 51, den Statikdruckvorrichtungen 52 und dem ADAHRS 56 gewonnen. In der hier gezeigten Ausführungsform enthalten die Flugdaten keine Rolllagewinkeldaten, keine Schiebewinkeldaten und keine Cluerbeschleunigungsdaten. Wenn den Flugdaten eine, zwei oder alle drei Rolllagewinkeldaten, die Schiebewinkeldaten und die Cluerbeschleunigungsdaten hinzugefügt werden, wird die Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 noch präziser als im vorliegenden Beispiel.

[0105] Abbildung 3a zeigt die während des ersten der beiden Testflüge mit dem Hubschrauber 50 aufgezeichneten Daten, während Abbildung 3b die während des zweiten der beiden Testflüge mit dem Hubschrauber 50 aufgezeichneten Daten zeigt. Aus den aufgezeichneten Daten wurden die Trainingsdaten gewonnen. In den beiden Abbildungen 3a und 3b zeigen die sechs Diagramme die während des jeweiligen Testflugs aufgezeichneten Daten in Abhängigkeit von der Zeit in Sekunden des jeweiligen Testflugs.

[0106] In den beiden Abbildungen 3a und 3b zeigt das obere Diagramm die unkorrigierte Fluggeschwindigkeit in Knoten, die aus den Staurohrdaten und den Statikdruckvorrichtungen 51 und 52 gemäß der nachfolgenden Formel berechnet wurde

[0107] Dabei ist IAS die in der Darstellung angegebene unkorrigierte Fluggeschwindigkeit, während pSSLder Standarddruck auf Meereshöhe pSSL= 101325 Pa, pSSLdie Standarddichte der Luft auf Meereshöhe pSSL= 1.225 kg/m<3>, y der Isentropenkoeffizient der Luft y = 1.4, pt_eder unkorrigierte Stauluftdruck, der von der Staurohrvorrichtung 51 ermittelt wird, und ps_eder unkorrigierte statische Luftdruck ist, der von den Statikdruckvorrichtungen 52 ermittelt wird.

[0108] In beiden Abbildungen3a und 3b zeigt das zweite Diagramm die aus dem unkorrigierten statischen Luftdruck berechnete Vertikalgeschwindigkeit in Fuß pro Minute. Darüber hinaus zeigt das dritte Diagramm in beiden Abbildungen die Nickwinkeldaten, die vom ADAHRS 56 ermittelt wurden, während das vierte Diagramm die unkorrigierte Höhe in Fuß zeigt, die aus dem von den Statikdruckvorrichtungen 52 ermittelten statischen Luftdruck berechnet wurde. Dabei wurde die unkorrigierte Höhe aus dem von den Statikdruckvorrichtungen 52 ermittelten statischen Luftdruck ps_e, gemäß der folgenden Formel berechnet wobei pSSLwieder der Standarddruck auf Meereshöhe pSSL= 101325 Pa ist, während a der Standardtemperaturgradient auf Meereshöhe a= 0.001982 K/ft, gc= 32.17 Ibm/slug, gdie Gravitationsbeschleunigung g = 31.174049 ft/sec<2>, und R = 96.0340 (ft·Ibf)/(Ibm·K) ist.

[0109] In den beiden Abbildungen 3a und 3b zeigen die beiden untersten Diagramme die korrigierte Fluggeschwindigkeit in Knoten und die korrigierte Referenzhöhe in Fuß. Die korrigierte Referenzhöhe wurde von der Referenz-Staurohrvorrichtung 54 bzw. der Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 am Nasenausleger 53 des Hubschraubers 50 ermittelt. Dabei wurden die korrigierte Referenzfluggeschwindigkeit und die korrigierte Referenzhöhe durch ein bekanntes GPS-Kalibrierungsverfahren verifiziert. Bei diesem GPS-Kalibrierungsverfahren werden idealerweise nur GPS-Daten als kalibrierte Bezugsgrößen verwendet, die bei einem Flug bei Windstille aufgezeichnet, und anhand der Luftdichte zusammen mit der Vertikalgeschwindigkeit korrigiert wurden. Im vorliegenden Fall wurde jedoch bei Wind das quasistatische GPS-Verfahren für Gegen- und Rückenwind (quasistatisches GPS) angewendet, um die Auswirkungen des Windes zu beseitigen. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der eingangs erwähnten Veröffentlichung „GPS-BASED Airspeed Calibration for Rotocratt: Generalized Application for All Flight Regimes“ von Denis Hamel and Alex Kolarich in der Vertical Flight Society's 76<th>Annual Forum & Technology Display, Oct. 06-08, 2020, Virtual beschrieben.

[0110] Bei beiden Testflügen befand sich der Hubschrauber 50 in der mittleren Schwerpunktkonfiguration. Während der Testflüge wurden verschiedene Manöver wie Horizontalflug mit verschiedenen konstanten Fluggeschwindigkeiten, Steigflug mit verschiedenen konstanten Steigraten, Sinken mit verschiedenen Sinkraten bis hin zu einem Sinkflug ohne Motorantrieb in Autorotation geflogen. Darüber hinaus wurden diese Manöver mit unterschiedlichen Vorwärts- und Rückwärtsbeschleunigungen geflogen, um verschiedene Flugkonfigurationen mit unterschiedlichen Schwerpunkten zu simulieren, bis hin zur Flugkonfiguration mit Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn und zur Flugkonfiguration mit Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten. Auf diese Weise wurde der gesamte Bereich der Flugzustände und Flugkonfigurationen durchflogen. Es wurde darauf geachtet, dass mindestens zwei gleich weit entfernte Steigraten und mindestens drei gleich weit entfernte Sinkraten abgedeckt wurden, wobei die schnellste Sinkrate die Autorotation ist, während die langsameren Sinkraten im Motorflug geflogen wurden.

[0111] Aus den in den Abbildungen 3a und 3b dargestellten Daten wurden insgesamt 6400 Trainingsdatensätze automatisch extrahiert. Für jeden Trainingsdatensatz wurden die Flugdaten und die entsprechenden Referenzausgabedaten extrahiert, indem für jede Art von Daten der Datenstrom über eine Länge von 2 Sekunden gemittelt wurde. Somit entspricht in jedem Trainingsdatensatz jede Art von Flugdaten (d.h. die Pitotrohrdaten, die Statikdruckdaten, die Vertikalgeschwindigkeitsdaten und die Nickwinkeldaten) sowie jede Art von Referenzausgabedaten (d.h. die Referenzluftgeschwindigkeit und der statische Referenzdruck) einem Wert, der durch Filterung und durch Mittelwertbildung über eine Länge von 2 Sekunden des Datenstroms der jeweiligen, im jeweiligen Flugzustand und in der jeweiligen Flugkonfiguration gemessen, Art von Flugdaten ermittelt wurde. Dabei überlappen sich die Zeitfenster mit der Länge von 2 Sekunden benachbarter Trainingsdatensätze um 50%. Alternativ zu diesem Beispiel kann das Zeitfenster, über das der Datenstrom jeder Datenart durch Mittelwertbildung gefiltert wurde, auch anders als 2 Sekunden gewählt werden. Beispielsweise kann dieses Zeitfenster auf 0,5 Sekunden, 5 Sekunden oder 10 Sekunden gewählt werden. Darüber hinaus kann anstelle der Filterung des Datenstroms jeder Datenart durch Mittelwertbildung auch eine andere Filterungsmethode wie zum Beispiel eine Tiefpassfilterung eingesetzt werden.

[0112] Um die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 zu kalibrieren, wurde der Regressor 3 mit den beschriebenen Trainingsdaten trainiert, so dass auch das Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul 2 kalibriert wird. Der Regressor 3 ist ein vollständig verbundener neuronaler Netzwerkregressor mit zwei verborgenen Schichten und einer Ausgabeschicht. Die Übertragungsfunktion der beiden verborgenen Schichten ist eine Relu-Übertragungsfunktion, während die Übertragungsfunktion der Ausgabeschicht eine hyperbolische Tangensfunktion (tanh) ist. Jede der beiden versteckten Schichten besteht aus 256 Neuronen. Der Regressor 3, der zur Berechnung der korrigierten Fluggeschwindigkeit (CAS) verwendet wird, lässt sich durch folgende Formel darstellen CAS= tanh(C3·relu(C2·relu(C2·X+I1) + I2) + I3),wobei C1, C2und C3Matrizen mit den jeweiligen Gewichten für die erste verborgene Schicht, die zweite verborgene Schicht und die Ausgabeschicht sind, und I1I2und I3die jeweiligen Konstantenvektoren der ersten verborgenen Schicht, der zweiten verborgenen Schicht bzw. der Ausgabeschicht sind.

[0113] Nachdem die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 wie beschrieben kalibriert wurde, indem der Regressor 3 mit den Trainingsdaten trainiert wurde, wurde ein dritter Testflug mit dem Hubschrauber 50 zur Überprüfung der Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 durchgeführt. Dabei befand sich der Hubschrauber 50 physikalisch wieder in der mittleren Schwerpunktskonfiguration. Während des Testflugs wurden verschiedene Manöver wie Horizontalflug mit verschiedenen konstanten Fluggeschwindigkeiten, Steigflug mit verschiedenen konstanten Steigraten, Sinken mit verschiedenen Sinkraten bis hin zum unmotorisierten Sinken in Autorotation geflogen. Darüber hinaus wurden diese Manöver mit unterschiedlichen Vorwärts- und Rückwärtsbeschleunigungen geflogen, um verschiedene Flugkonfigurationen mit unterschiedlichen Schwerpunkten zu simulieren, bis hin zur Flugkonfiguration mit Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn und zur Flugkonfiguration mit Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten. Auf diese Weise wurde das gesamte Spektrum der Flugzustände und Flugkonfigurationen durchflogen.

[0114] Die während dieses dritten Testfluges aufgezeichneten Daten sind in Abbildung 4 dargestellt. Dabei zeigt Abbildung 4 sechs Diagramme, in denen die während des dritten Testflugs aufgezeichneten Daten in Abhängigkeit von der Zeit in Sekunden des dritten Testflugs dargestellt sind. Die sechs Diagramme sind in einer ähnlichen Anordnung wie in den Abbildungen 3a und 3b für die ersten beiden Testflüge dargestellt. Das obere Diagramm zeigt die unkorrigierte Fluggeschwindigkeit in Knoten, die in der gleichen Weise - wie in den Abbildungen 3a und 3b -aus den Staurohrdaten und den Statikdruckdaten der Staurohrvorrichtung 51 und den Statikdruckvorrichtungen 52 berechnet wurde. Außerdem zeigt das zweite Diagramm die aus dem unkorrigierten statischen Luftdruck berechnete Vertikalgeschwindigkeit in Fuß pro Minute, während das dritte Diagramm die aus dem ADAHRS 56 gewonnenen Nickwinkeldaten zeigt. Das vierte Diagramm zeigt die aus dem statischen Luftdruck berechnete unkorrigierte Flughöhe in Fuß, welche in derselben Weise der Abbildungen 3a und 3b aus den Statikdruckvorrichtungen 52 ermittelt wurde.

[0115] Im Gegensatz zu den Abbildungen 3a und 3b zeigt Abbildung 4 jedoch in den beiden untersten Diagrammen einen Vergleich der jeweils auf unterschiedliche Weise ermittelten Fluggeschwindigkeit in Knoten und den Vergleich der jeweils auf unterschiedliche Weise ermittelten Höhe in Fuß. Dabei zeigen die gestrichelten Linien jeweils die korrigierte Referenzfluggeschwindigkeit und die korrigierte Referenzhöhe in Fuß, die in bekannter Weise von der Referenz-Staurohrvorrichtung 54 und der Referenz-Statikdruckvorrichtung 55 am Nasenausleger 53 des Hubschraubers 50 ermittelt wurden. Diese gestrichelten Linien entsprechen daher den Referenzausgabedaten des dritten Testflugs. Es ist bekannt, dass die Werte dieser gestrichelten Linien weit innerhalb der von den gesetzlichen Vorschriften geforderten Genauigkeit liegen. Bei den gepunkteten Linien handelt es sich jeweils um die Fluggeschwindigkeit, korrigiert mit einer klassischen und aus dem Stand der Technik bekannten GPS-basierten Korrekturmethode, und um die Höhe, korrigiert mit einer klassischen und aus dem Stand der Technik bekannten GPS-basierten Korrekturmethode, wobei beide aus den Staurohrdaten der Staurohrvorrichtung 51 und den Statikdruckdaten der Statikdruckvorrichtungen 52 berechnet wurden und mit einer Nachschlagetabelle korrigiert wurden. Dabei wurde eine Korrektur gemäß dem GPS-basierten Kalibrierungsverfahren, das in der eingangs erwähnten Veröffentlichung „GPS-BASED Airspeed Calibration for Rotocratt: Generalized Application for All Flight Regimes“ von Denis Hamel and Alex Kolarich in der Vertical Flight Society's 76<th>Annual Forum & Technology Display, Oct. 06-08, 2020, Virtual genutzt. Die gepunkteten Linien dienen also dem Vergleich mit bekannten klassischen Korrekturmethoden. Die durchgezogenen Linien sind die mit der kalibrierten Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 ermittelte und daher mit Hilfe des trainierten Regressors 3 bestimmte Fluggeschwindigkeit und die mit der kalibrierten Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 ermittelte Höhe. Die durchgezogenen Linien wurden also wie oben beschrieben aus den Flugdaten einschließlich der Staurohrdaten der Staurohrvorrichtung 51, den Statikdruckdaten der Statikdruckvorrichtungen 52, den Vertikalgeschwindigkeitsdaten und den Nickwinkeldaten und mit Hilfe des trainierten Regressors 3 ermittelt.

[0116] Wie aus Abbildung 4 ersichtlich, stimmen in den beiden untersten Diagrammen die durchgezogenen Linien (aus den kalibrierten Luftdatenanzeigeeinrichtungen 1) und die gestrichelten Linien (Referenzausgabedaten) sehr gut überein, während die gepunkteten Linien (aus der klassischen Korrektur) am meisten von den beiden anderen abweichen. Die Restfehler bei der Fluggeschwindigkeit liegen im Allgemeinen nahe bei Null und erreichen bei extremen Flugzuständen und Drehflügler-Konfigurationen in den schlimmsten Fällen +-2 Knoten. Dies zeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung der Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 sehr gut funktioniert. Insbesondere, da der dritte Testflug das gesamte Spektrum der Flugzustände und Flugkonfigurationen abdeckte. Nach der beschriebenen Ermittlung des Regressors 3 kann somit der Nasenausleger 53 vom Hubschrauber 50 abmontiert werden, da die Luftdatenanzeigeeinrichtung 1, die auf den Staurohrdaten der Staurohrvorrichtung 51 und den Statikdruckdaten der Statikdruckvorrichtung 52 basiert, ohne den Nasenausleger 53 zur Ermittlung der Fluggeschwindigkeit und der Höhe des Hubschraubers 50 betrieben werden kann. Darüber hinaus kann der Regressor 3 auch in der Luftdatenanzeigeeinrichtung in anderen Hubschraubern desselben Hubschraubertyps wie dem Hubschrauber 50 verwendet werden, in denen die Staurohrvorrichtung 51 und die Statikdruckvorrichtung 52 installiert sind.

[0117] Um die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Luftdatenanzeigeeinrichtung 1 näher zu veranschaulichen, zeigt Abbildung 5 Detailansichten der Daten während drei Manöver, die während des dritten Testfluges geflogen wurden. Diese Diagramme zeigen vergrößerte Ausschnitte der in Abbildung 4 dargestellten Daten. Die sechs Diagramme auf der linken Seite von Abbildung 5 zeigen einen Sinkflug mit Motorantrieb in der Konfiguration mit Schwerpunkt ganz vorn, während die sechs Diagramme in der Mitte von Abbildung 5 die Daten während eines Sinkflugs in Autorotation in der Konfiguration mit Schwerpunkt ganz vorn zeigen. Darüber hinaus zeigen die sechs Diagramme auf der rechten Seite von Abbildung 5 einen Steigflug zunächst in der Konfiguration mit Schwerpunkt ganz vorn und dann in der Konfiguration mit Schwerpunkt ganz hinten.

[0118] Zusammenfassend ist festzuhalten, dass eine Luftdatenanzeigeeinrichtung des eingangs genannten technischen Gebietes und ein Verfahren zur Kalibrierung einer solchen Luftdatenanzeigeeinrichtung bereitgestellt wird, die die Luftdatenanzeigeeinrichtung in die Lage versetzt, für alle Flugkonfigurationen und Flugzustände korrekte Werte der Fluggeschwindigkeit und der Flughöhe mit der von den gesetzlichen Vorschriften geforderten Genauigkeit zu liefern und die ein kostengünstigeres und sichereres Auslegungsverfahren für den Entwurf eines VTOL-Luftfahrzeuges ermöglicht.

Claims (15)

1. Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) für ein senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug, insbesondere einen Hubschrauber (50), zur Bereitstellung von Informationen über eine Fluggeschwindigkeit des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs und zur Bereitstellung von Informationen über eine Höhe des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs, wobei das senkrecht startende und landende Luftfahrzeug umfasst – eine Staurohrvorrichtung (51) zum Bestimmen eines Stauluftdrucks an einer Position der Staurohrvorrichtung (51) und zum Bereitstellen von Staurohrdaten, die Informationen über den Stauluftdruck an der Position der Staurohrvorrichtung (51) enthalten, und – eine Statikdruckvorrichtung (52) zur Bestimmung eines statischen Luftdrucks an einer Position der Statikdruckvorrichtung (52) und zur Bereitstellung von Statikdruckdaten, die Informationen über den statischen Luftdruck an der Position der Statikdruckvorrichtung (52) enthalten, wobei die Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) mit der Staurohrvorrichtung (51) verbindbar ist, um die von der Staurohrvorrichtung (51) gelieferten Staurohrdaten zu empfangen, und wobei die Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) mit der Statikdruckvorrichtung (52) verbindbar ist, um die von der Statikdruckvorrichtung (52) gelieferten Statikdruckdaten zu empfangen, wobei die Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) ein Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul (2) enthält, das dazu ausgebildet ist, in Echtzeit – die Fluggeschwindigkeit des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs und – die Höhe des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs unter Verwendung eines Regressors (3) aus Flugdaten zu bestimmen, wobei der Regressors (3) durch Training eines künstlichen neuronalen Netzes mit Trainingsdaten erhalten wird, und die Flugdaten zumindest Folgendes umfassen a) die Staurohrdaten, b) die Statikdruckdaten, c) Vertikalgeschwindigkeitsdaten, die Informationen über die Vertikalgeschwindigkeit des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten, und d) Nickwinkeldaten, die Informationen über einen Nickwinkel des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten.

2. Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dassdie Flugdaten Rolllagewinkeldaten enthalten, die Informationen über einen Rolllagewinkel des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten.

3. Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,dadurchgekennzeichnet,dassdie Flugdaten Schiebewinkeldaten enthalten, die Informationen über einen Schiebewinkel des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten.

4. Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurchgekennzeichnet,dassdie Flugdaten Cluerbeschleunigungsdaten enthalten, die Informationen über eine Querbeschleunigung des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten, insbesondere einen Betrag der Querbeschleunigung des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs.

5. Ein senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug, insbesondere ein Hubschrauber (50), mit einer Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Verfahren zur Kalibrierung einer Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet,dassdas Fluggeschwindigkeits- und Höhenbestimmungsmodul (2) der Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) dadurch kalibriert wird, dass der Regressor (3) durch Training des neuronalen Netzes mit Trainingsdaten einschließlich Trainingsdatensätzen erhalten wird, wobei sich jeder Trainingsdatensatz auf einen Flugzustand bezieht und Flugdaten enthält, die während eines Fluges in dem jeweiligen Flugzustand mit einem senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeug des Typs von senkrecht startendem und landendem Luftfahrzeug, insbesondere einem Hubschrauber (50), erhalten wurden, für den die Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) zu kalibrieren ist, wobei jeder Trainingsdatensatz Referenzausgabedaten enthält, die dem gewünschten Ausgabewert des Regressors (3) während des Fluges in der jeweiligen Flugbedingung mit dem senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeug des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs entsprechen, wobei die Flugdaten mindestens Folgendes enthalten a) Staurohrdaten, die von der Staurohrvorrichtung (51) des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs während des Flugs im jeweiligen Flugzustand mit dem Typ des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs erhalten werden, b) Statikdruckdaten, die von der Statikdruckvorrichtung (52) des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs während des Flugs im jeweiligen Flugzustand mit dem senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeug des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs erhalten werden, c) Vertikalgeschwindigkeitsdaten, die Informationen über die Vertikalgeschwindigkeit des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs während des Fluges in dem jeweiligen Flugzustand mit dem senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeug des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten und d) Nickwinkeldaten, die Informationen über einen Nickwinkel des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs während des Flugs im jeweiligen Flugzustand mit dem senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeug des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs enthalten.

7. Verfahren nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet,dassin jedem Trainingsdatensatz die Referenzausgabedaten, die der gewünschten Ausgabe des Regressors (3) während des Fluges im jeweiligen Flugzustand mit dem senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeug des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs entsprechen, von einem oder mehreren Referenzsensoren (54, 55) des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeug während des Fluges im jeweiligen Flugzustand erhalten werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,dadurch gekennzeichnet,dassdie Trainingsdaten für mindestens einen Flugzustand aus einer Liste von Flugzuständen mindestens einen Trainingsdatensatz enthalten, der sich auf den jeweiligen Flugzustand bezieht, wobei die Liste von Flugzuständen Folgendes enthält: a) Horizontalflug mit einer ersten Horizontalfluggeschwindigkeit, b) Steigen mit einer ersten Steigrate und einer ersten Steigfluggeschwindigkeit und c) Sinken mit einer ersten Sinkrate und einer ersten Sinkfluggeschwindigkeit.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,dadurch gekennzeichnet,dassjeder Trainingsdatensatz sich auf eine Flugkonfiguration bezieht und Flugdaten enthält, die während des Fluges in der jeweiligen Flugkonfiguration und in dem Flugzustand erhalten wurden, auf den sich der jeweilige Trainingsdatensatz mit dem senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeug des Typs des senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugs bezieht, für den die Luftdatenanzeigeeinrichtung (1) zu kalibrieren ist, wobei die Trainingsdaten mindestens einen Trainingsdatensatz enthalten, der sich auf mindestens eine der folgenden Liste von Flugkonfigurationen bezieht: a) mittlerer Schwerpunkt, b) Schwerpunkt in Längsrichtung ganz vorn, c) Schwerpunkt in Längsrichtung ganz hinten, d) Schwerpunkt in Längsrichtung leicht vorn, e) Schwerpunkt in Längsrichtung leicht hinten.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9,dadurch gekennzeichnet,dassder Regressor (3) ein Regressor eines neuronalen Netzes ist, insbesondere ein vollständig verbundener Regressor eines neuronalen Netzes ist, der eine Ausgabeschicht enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet,dassdie Ausgabeschicht eine hyperbolische Tangenten-Übertragungsfunktion (tanh) aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,dadurch gekennzeichnet,dassder Regressor mindestens zwei versteckte Schichten umfasst.

13. Verfahren nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet,dassdie mindestens zwei versteckten Schichten jeweils mindestens 32 Neuronen, vorzugsweise mindestens 60 Neuronen, noch bevorzugter mindestens 100 Neuronen enthalten

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,dadurch gekennzeichnet,dassdie erste der mindestens zwei versteckten Schichten eine Relu-Übertragungsfunl<tion aufweist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14,dadurch gekennzeichnet,dassin jedem Trainingsdatensatz die Daten jedes Typs der Flugdaten ein Wert ist, der durch Filtern eines Datenstroms des jeweiligen Typs der Flugdaten, wie er im jeweiligen Flugzustand gemessen wird, über einer Länge von mindestens 0,5 Sekunden erhalten wird.