direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

LAPAZ - Luft-Arbeits-Plattform für die Allgemeine Zivilluftfahrt

STEMME S6 beim Erstflug im November 2006
Lupe

LAPAZ ist ein für dreieinhalb Jahre (01.01.2007 - 31.08.2010) angelegtes und im Rahmen des nationalen Luftfahrtforschungsprogramms (LUFO IV) gefördertes Projekt zur Entwicklung eines automatischen Flugsteuerungssystems für Luftarbeitsflugzeuge.

Einleitung

Für vielfältige Aufgaben in Geoexploration, Umwelt-, Katastrophenschutz, Fischerei-, Küsten- und Grenzüberwachung besteht weltweit Bedarf an leistungsfähigen, effizienten und kostengünstigen Luftarbeitsflugzeugen. Sie müssen vorgegebene Flugprofile hochpräzise abfliegen und in Boden- oder Hindernisnähe sicher manövrieren können. Typische Nutzlasten liegen bei 150 - 300 kg.

Problem heutiger Arbeitsflugzeuge ist deren Größe, die oft mehrköpfige Besatzung und die damit verbundenen Kosten. Besser geeignet sind speziell entwickelte, einmotorige Arbeitsflugzeuge mit ca. 1 t Abfluggewicht. Das Luftfahrtunternehmen STEMME entwickelt solche Flugzeuge, aber die für die Luftarbeit benötigten, hoch zuverlässigen, automatischen Flugsteuerungssysteme sind noch zu entwickeln. Regelungssysteme von Geschäfts-, Verkehrs- und Militärflugzeugen verfügen entweder nicht über die erforderlichen Funktionalitäten, oder sind zu schwer und zu teuer. Kommerzielle Autopiloten für kleine Sportflugzeuge erfüllen die Forderungen an Dynamik, Funktionalität, Zuverlässigkeit und Präzision bei weitem nicht.

Ziele

Ziel des Forschungvorhabens ist die Entwicklung und Demonstration eines zuverlässigen und hochpräzisen Regelungssystems. Dieses wird modular aufgebaut, fehlertolerant und skalierbar sein, so dass es an neuartige Aufgaben leicht anpassbar ist. Zudem sollen die Anforderungen an ein sicherheitskritisches System zu marktgerechten Kosten erfüllt werden.

Projektplan

AP1000
Anforderungen
Definition der "High Level Spezifikationen". Dies beinhaltet die Anforderungen an das Luftarbeitsflugzeug bzgl. Funktionsumfang, Sicherheitsanforderungen und Missionsprektrum sowie Festlegung der Anforderungen an die einzelnen Systemkomponenten wie Sensorik, Aktuatorik, etc.
AP2000
Flugzeugentwicklung & Messflüge
Integration relevanter Systemkomponenten wie erweiterter Messsensorik in das Demonstrationsflugzeug. Durchführung von erforderlichen Messflügen zur Identifikation des Systems STEMME S6.
AP3000
Flugregelungs- & Flugführungsgesetze
Parameteridentifikation und Entwicklung von flugmechanischen Modellen des Demonstrationsflugzeugs. Entwurf der Flugregelungsstruktur und Entwicklung der Flugregelungssoftware.
AP4000
Rechnerplattform
Hardware- und Software-Entwicklung sowie Verifikation der Rechnerplattform für die Flugregelung.
AP5000
Verifikation von Soft- und Hardware
Integration der unter AP3000 entwickelten Regelungssoftware in die unter AP4000 entworfenen Rechnerplattform. Verifikation der Funktionalität der Gesamtplattform mittels entsprechender Testumgebungen.
AP6000
Integration & Flugversuch
Integration der Flugregelungsplattform in das Demonstrationsflugzeug sowie Durchführung von Testflügen für die Zulassung.
AP7000
Auswertung
Abschließende Auswertung von Versuchsergebnissen bzgl. der Flugeigenschaften und des Verhaltens der integrierten Hardware.

Aufgaben der TU Berlin

Die Aufgabe der TU Berlin ist die Entwicklung und Umsetzung der Flugregelungssoftware. Dazu ist sie vor allem an den Projektbereichen AP1000, AP3000, AP5000, AP6000 und AP7000 beteiligt. Neben der Festlegung von Top Level Spezifikationen für das Flugregelungssystem und die entsprechende Sensorik werden vom Fachgebiet auf Basis der Versuchsdaten aus AP2000 flugmechanische Modelle entwickelt, die als Basis für den Entwurf der Reglerstruktur und der Regelgesetze dienen.

Im Hinblick auf eine spätere Umsetzung z.B. als OPV (optionally piloted vehicle) wird der Prozess der Softwareentwicklung so nah wie möglich an den Richtlinien RTCA/DO-178 für Software in sicherheitskritischen Anwendungen durchgeführt. Die entworfenen Regelalgorithmen werden entsprechend in Rechnercode umgesetzt und die unter AP1000 definierten Spezifikationen mittels einer Echtzeit-Simulationsumgebung verifiziert.

Ergebnisse

Mit der Flugerprobung des neuartigen automatischen Flugsteuerungssystems LAPAZ für Luftarbeitsflugzeuge endet das dreijährige durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Rahmen des 4. Luftfahrtforschungsprogramms geförderte Technologieprojekt LAPAZ äußerst erfolgreich. Für die Entwicklung der Reglerfunktionen und die hierfür benötigte flugmechanische Modellierung war die TU Berlin verantwortlich. Nach sorgfältiger Erprobung der Regelgesetze im Simulator und im Labor und der Integration des Systems in eine modifizierte Stemme S15 wurde das Flugregelsystem einem umfangreichen Versuchsprogramm (ca. 40 Stunden Flugversuch) unterzogen. Eine detaillierte Beschreibung der Ergebnisse ist unserer Pressemitteilung (PDF, 369,6 KB) zu entnehmen.

Projektpartner

     

  • STEMME AG
  • Institut für Luftfahrtsysteme (ILS) der Universität Stuttgart
  • Institut für Luft- und Raumfahrttechnik (ILR) der TU Berlin
  •  

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe

Ansprechpartner/in

Dipl.-Ing. Wolfram Meyer-Brügel
+49 (0)30 314-21248
F-Gebäude
Raum 335

Weiterführende Links