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TU Berlin

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FlightSim – Flight Simulation of Innovative Movables

Lupe

FlightSim ist ein Forschungsprojekt im von Airbus geführten Verbundsvorhaben MOVE.ON, das im Rahmen des Nationalen Luftfahrtforschungsprogrammes (LuFo IV) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert wird. Ziel ist der Aufbau und die Entwicklung eines rechnergestützten Werkzeugs zur Bewertung von Flugleistungen und Flugeigenschaften von Verkehrsflugzeuge mit neuartigen Hochauftriebssystemen.

Einleitung

Bei Verkehrsflugzeugen werden zum Starten und Landen Hochauftriebshilfen verwendet. Diese werden beim Start ausgefahren, um den Auftriebsbeiwert zu erhöhen und somit die Startstrecke zu verkürzen. Bei der Landung führen hohe Auftriebsbeiwerte zu einer Verringerung der Anflug- sowie Aufsetzgeschwindigkeit und können außerdem die fliegbaren Sinkraten und Bahnwinkel beeinflussen.

Die wesentliche Ursache, die für hohe Auftriebsbeiwerte limitierend ist, ist die Strömungsablösung. Daher werden für zukünftige Verkehrsflugzeuge neue Hochauftriebskonzepte mit passiver oder auch aktiver Strömungskontrolle untersucht, die dafür sorgen sollen, dass Strömungsablösung im Vergleich zu konventionellen Konzepten erst bei höheren Anstellwinkeln und höheren Auftriebsbeiwerten auftritt.

Um die Einflüsse solcher neuen Konzepte auf die Flugdynamik schon frühzeitig untersuchen zu können, wird im Rahmen dieses Forschungsprojekts ein rechnergestütztes Werkzeug (Tool) entwickelt. Mit dieser sollen verschiedene Entwürfe bezüglich der Flugeigenschaften und Flugleistungen verglichen und bewertet werden. Die Ergebnisse sollen bei der Auslegung der Hochauftriebskonfiguration verwendet werden.

Ziele und Vorgehen

Lupe

Ziel des Projektes ist die flugmechanische Bewertung von Flugzeugen mit neuartigen und innovativen Hochauftriebskonzepten mittels eines rechnergestützten Werkzeugs.

In der ersten Projektphase werden Kriterien ermittelt und zusammengestellt, mit denen es möglich ist, ein Flugzeug bereits im Vorentwurf auf seine Flugleistungen und Flugeigenschaften hin untersuchen und bewerten zu können. Diese Kriterien werden in ein Software-Tool integriert, das u.a. eine Flugsimulation als Berechnungsgrundlage der Flugdynamik nutzt. Die gleiche Flugsimulation wird in einem Forschungsflugsimulator implementiert, so dass auch Flugsimulationen mit Piloten möglich sind.

In der zweiten Phase des Projektes werden Pilotenversuche untergenommen, aus denen Kriterien für den Auslegungsprozess abgeleitet werden sollen. Es sollen An- und Abflüge simuliert werden, so dass das Zusammenspiel zwischen geändertem Hochauftriebssystem und üblichen, aber auch neuartigen, An- und Abflugverfahren untersucht und bewertet werden kann.

Aufgaben der TU-Berlin

Aufgaben der TU Berlin beinhalten folgende Punkte:

    • In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wird spezifiziert, welche Anforderungen und Kriterien bei der flugmechanischen Bewertung von Flugleistungen und Flugeigenschaften zu berücksichtigen sind. Desweiteren wird festgelegt, welche Parameter der Hochauftriebskonfigurationen berücksichtigt werden sollen.
    • Ein Tool wird erstellt, welches die zuvor erforschten Kriterien nutzt, um verschiedene Flugzeugentwürfe mit neuartigen Steuerflächen bewerten zu können.
    • In dieses Tool wird eine Flugsimulation eingebunden, mit dem Verhalten des zu untersuchenden Flugzeugs und darauf beruhende Kriterien in Schnellzeit berechnet werden kann.
    • Diese Flugsimulation wird auch am Forschungsflugsimulator SEPHIR für Untersuchungen mit Piloten in Echtzeit implementiert.
    • Das Tool soll um zusätzliche Eingangsparameter wie atmosphärische Störungen, Flugverfahren usw. erweitert werden.
    • Mit dem multikriteriellen Optimierungswerkzeug MOPS (Multi Objective Parameter Synthesis) des DLRs, die Bestandteil des Tools ist, werden Sensitivitätsstudien, Monte-Carlo-Simulationen oder Worse-Case-Szenarien durchführt.

    Arbeitsprogramm

    AP1/2
    Definition der Bewertungskriterien für Flugeigenschaften
    AP3
    Anlegen der Simulationsumgebung/Toolkette und Validierungsversuche
    AP4
    Pilotenversuche und Bewertung der Steuerflächen
    AP5
    Dokumentation

    Projektpartner

    Projektpartner im Projekt FlightSim

    • Airbus Operations GmbH
    • EADS Deutschland GmbH (EADS Innovation Works)
    • Technische Universität Berlin

    Weitere Partner im Verbundsvorhaben MOVE.ON.

    • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. ( Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Braunschweig)
    • GOM mbH; Branschweig
    • Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (LLI)
    • Technische Universität München
    • Universität Stuttgart
    • Wittenstein A&S
    • ZF Luftfahrt

    Zusatzinformationen / Extras

    Direktzugang

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    Ansprechpartner

    Vikram Krishnamurthy M.Sc.
    +49 (0)30 314 79217
    F-Gebäude
    Raum 301

    Weiterführende Links