RTCA DO-160: Leitfaden für Umweltprüfungen an Flugzeugausrüstung

RTCA DO-160 ist der internationale Standard, der die Umgebungsbedingungen und Testverfahren für Bordausrüstung in Flugzeugen. Er ist von der FAA (USA), der EASA (Europa) und Luftfahrtbehörden weltweit anerkannt und die verbindliche Referenz für die Zertifizierung aller elektronischen Komponenten, die für den Einbau in Flugzeuge vorgesehen sind.

In diesem Leitfaden analysieren wir die Struktur der Norm, die Abschnitte zu Klimatests und wie man Tests in einer Klimakammer durchführt.

Was ist RTCA DO-160?

DO-160, mit dem vollständigen Titel „Umgebungsbedingungen und Testverfahren für Bordgeräte“, wird von der RTCA (Radio Technical Commission for Aeronautics) herausgegeben. Die aktuelle Version ist DO-160G, veröffentlicht im Jahr 2010 und weiterhin gültig.

In Europa entspricht dem StandardEUROCAE ED-14Gdieser, der technisch identisch mit dem DO-160G ist.

Der Standard umfasst 26 Testabschnitte, die jeweils einer Kategorie von Umweltbelastungen gewidmet sind, denen ein Gerät während des Fluges, am Boden oder während des Transports ausgesetzt sein kann.

Die 26 Abschnitte von DO-160G

Die Abschnitte sind nach Art der Umweltbelastung gruppiert.

Klimatische Abschnitte (die für Klimakammern am relevantesten sind)

• Abschnitt 4 – Temperatur und Höhe: Der markanteste Test der DO-160. Er kombiniert extreme Temperaturen mit reduziertem Druck, um Bedingungen in großer Höhe zu simulieren. Die Kategorien reichen von A1 (Druckkabine, -15 °C/+55 °C) bis D3 (unbelüftet, -55 °C/+85 °C in 21.300 m Höhe).
• Abschnitt 5 – Temperaturänderung: Thermische Schocks mit Aufheizraten von 2 °C/min bis 10 °C/min und einem Bereich von -55 °C bis +85 °C
• Abschnitt 6 – Luftfeuchtigkeit: 24-Stunden-Zyklen mit einer Temperatur von +30 °C bis +65 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von bis zu 95 % RH, über 10 aufeinanderfolgende Zyklen
• Abschnitt 14 — SalzsprühnebelKorrosionsprüfung mit Salzsprühnebel für Geräte, die einer Meeresumgebung ausgesetzt sind

Mechanische Abschnitte

• Abschnitt 7 – Betriebsschwingungen: Spezifische Schwingungsprofile für Hubschrauber, propellergetriebene Flugzeuge und Jets
• Abschnitt 8 – Vibrationen in der Crashsicherheit: Vibrationen für sicherheitskritische Ausrüstung
• Abschnitt 9 – Mechanischer Stoß: Stöße und Verzögerungen

Elektrotechnische und elektromagnetische Abteilungen

• Abschnitt 15-22: Magnetische Suszeptibilität, Stromversorgung, Überspannungen, Audio-Suszeptibilität, Blitzinduktion, elektromagnetische Verträglichkeit (EMI/EMV)
• Abschnitt 23 — Elektrostatische Entladung (ESD)
• Abschnitt 25 – Auswirkungen von Feuer: Flammenbeständigkeit und Flammenausbreitung

Andere Abschnitte

• Abschnitt 10 – Sand und Staub
• Abschnitt 11 – Pilzbefall
• Abschnitt 12 – Flüssigkeitsverunreinigung: Kraftstoffe, Hydraulikflüssigkeiten, Enteisungsmittel
• Abschnitt 13 – Regenbeständigkeit
• Abschnitt 24 – Eis und gefrierender Regen
• Abschnitt 26 – Explosionsgefährdete Atmosphären

Abschnitt 4: Temperatur und Höhe im Detail

Abschnitt 4 ist der komplexeste und spezifischste Teil von DO-160. Im Gegensatz zu anderen Normen kombiniert er gleichzeitig Temperatur und reduzierten Druck, um reale Bedingungen in der Höhe zu simulieren.

Testkategorien

Der Test wird in drei Phasen:

1. Bodenüberlebensprüfung: Tests zum Überleben am Boden bei extremen Temperaturen und Höhenlagen (nicht betriebsbereit)
2. Kurzzeitbetrieb: Betrieb für 30 Minuten nach Einwirkung extremer Kälte oder Hitze
3. Betriebsfähig: Kontinuierlicher Betrieb bei Betriebstemperatur und -höhe

DO-160 vs. MIL-STD-810: Die Unterschiede

Beide Normen umfassen Umweltprüfungen, jedoch mit unterschiedlichen Schwerpunkten:

In der Praxis müssen viele militärische Avionikkomponenten beide Standards erfüllen.

DO-160 und Drohnen (UAV)

Mit dem Wachstum der Drohnen- und UAV- Industrie (Unbemannte Luftfahrzeuge) wird DO-160 auch zur Referenz für die Zertifizierung von Drohnen-Avioniksystemen, insbesondere für solche, die im regulierten Luftraum operieren sollen.

Die Luftfahrtbehörden weiten die Anforderungen der DO-160 schrittweise auf zertifizierte Drohnenkategorien aus, insbesondere für kritische Komponenten wie:

• Flugsteuerungen und Autopiloten
• C2-Kommunikationssysteme (Führung und Kontrolle)
• Sensoren und Nutzlasten
• Batteriemanagementsystem

Um mehr über dieses Thema zu erfahren, lesen Sie unseren Artikel über Klimatests mit Drohnen und UAVs.

Anforderungen an die Testkammer

Zur Durchführung von Klimatests gemäß DO-160 muss die Instrumentierung Folgendes umfassen:

• Temperaturbereich: -55 °C bis +85 °C
• Höhenkontrolle: Fähigkeit zur Druckreduzierung bis zur Simulation einer Höhe von 21.300 m (gemäß Abschnitt 4)
• Feuchtigkeitsregulierung: Bis zu 95 % RH für Abschnitt 6
• Thermische Rampen: bis zu 10 °C/min für Abschnitt 5
• Programmierbarkeit: 24-Stunden-Automatikzyklen für erweiterte Feuchtigkeitstests

Die Klimakammern von FDM decken einen Bereich von -70 °C bis +180 °C ab und können für alle Klimaprüfungen nach DO-160 (Abschnitte 4, 5 und 6) konfiguriert werden. Für kombinierte Temperatur-/Höhenprüfungen bietet FDM kundenspezifische Lösungen mit integrierter Unterdruckkammer an.

Die FDM-Lösung

Seit über 70 Jahren FDM Environment Makers Partner der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Verteidigungsindustrie im Bereich Umweltsimulation. Unsere Klimakammern werden von Luft- und Raumfahrtunternehmen zur Qualifizierung von Bauteilen gemäß DO-160G und MIL-STD-810 eingesetzt.

Entdecken Sie die Umweltkammern von FDM oder kontaktieren Sie uns für technische Beratung zu DO-160-Prüfungen.

Autoritative Quellen und externe Links

Um mehr über die RTCA DO-160-Verordnung und die damit verbundenen Luftfahrtzertifizierungen zu erfahren:

• RTCA Inc. — Herausgeber von DO-160, dem US-Standard für die Avionikzertifizierung.
• EUROCAE – Herausgeber von ED-14 (harmonisierte europäische Fassung von DO-160), dem regulatorischen Äquivalent für den EU-Markt.
• FAA Technical Standard Orders (TSO) — FAA-Gerätezulassungssystem, das DO-160 als Testmethode verwendet.
• EASA-Zertifizierungsspezifikationen (CS-23, CS-25, CS-27, CS-29) — EASA-Zertifizierungsspezifikationen für Flugzeuge und Hubschrauber, die ED-14/DO-160 zurückrufen.

Häufig gestellte Fragen zu RTCA DO-160

DO-160 und ED-14: Sind sie gleichwertig?

Ja. EUROCAE ED-14 ist die harmonisierte europäische Version von RTCA DO-160und weist im Wesentlichen identische technische Inhalte auf. Prüfungen nach DO-160G werden von der EASA als gleichwertig mit ED-14G anerkannt und umgekehrt. Dies ermöglicht es Herstellern von Avionikgeräten, ein Produkt mit einer einzigen Testkampagne für den US-amerikanischen und europäischen Markt zu zertifizieren.

Wie lange dauert ein vollständiger DO-160-Test?

Ein vollständiger Test aller 26 relevanten Abschnitte erfordert in der Regel 4–8 Wochen Laborzeit, abhängig von der Gerätekategorie und den ausgewählten Abschnitten. Nicht alle Abschnitte sind für jedes Produkt relevant: Ein typisches Avionik-Gehäuse wird in 12–18 Abschnitten getestet (Temperatur, Höhe, Vibration, Stoß, Stromaufnahme, EMV, Flüssigkeiten, Salzsprühnebel).

Gilt DO-160 auch für Drohnen (UAVs)?

Teilweise. Für kommerziell zertifizierte Drohnen (EASA-Kategorien „Specific“ und „Certified“, EU-Verordnung 2019/947) dient DO-160 als Referenz für die Umweltqualifizierung kritischer Systeme. Für Konsumentendrohnen (Kategorie „Open“) ist sie nicht erforderlich. DO -254 (Hardware) und DO-178C (Software) sind ergänzende Normen für sicherheitskritische UAV-Systeme.

Worin besteht der Unterschied zwischen DO-160 und MIL-STD-810?

Beide Standards umfassen Umweltprüfungen, jedoch für unterschiedliche Zwecke: DO-160 ist speziell für zivile kommerzielle Avionik (FAA/EASA) ausgelegt und verwendet Parameter, die auf die Einsatzprofile ziviler Flugzeuge kalibriert sind. MIL-STD-810 ist ein allgemeinerer US-amerikanischer Militärstandard, der für Ausrüstung auf allen Plattformen (Land, Marine, Luft) mit anspruchsvolleren Einsatzszenarien gilt. In der Luft- und Raumfahrt mit dualer Nutzung (zivil und militärisch) werden häufig beide Tests durchgeführt.