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Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastizität Lehrveranstaltungen

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Lehrveranstaltungen

Das Fachgebiet Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastizität vermittelt die methodischen Grundlagen zur Steuerung und Regelung von Luftfahrzeugen. Es befasst sich schwerpunktmäßig mit den Flugleistungen, Flugdynamik und Flugeigenschaften. Dabei stellt die Regelungstechnik einen integralen Bestandteil dar, durch deren Einsatz die Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit des Systems Pilot-Flugzeug gesteigert werden kann.

Übersicht

Flugmechanik

Die Flugmechanik unterteilt sich klassischerweise in die Betrachtung der Flugleistungen, Flugdynamik und der Flugeigenschaften. Aufgabe der Flugmechanik ist es, die Leistungen, Dynamik und die Eigenschaften des Gesamtsystems Pilot-Flugzeug zu bestimmen, zu bewerten und ggf. zu verbessern. In den Grundvorlesungen zur Flugmechanik werden die Bewegungsgleichungen für die Starrkörperbewegung von Luftfahrzeugen hergeleitet und stationäre Flugzustände sowie dynamische Bewegungsvorgänge analysiert:

Flugmechanik 1 (Flugleistungen) - (SS)
Flugmechanik 2 (Flugdynamik) - (WS)

In den Vertiefungsfächern zur Flugmechanik werden die Flugeigenschaften ermittelt und eine Einführung in die experimentelle Flugmechanik gegeben:

Flugmechanik 3 (Flugeigenschaften) - (SS)
Experimentelle Flugmechanik (1. Teil WS/ 2. Teil SS)

In der Blockveranstaltung Flugversuchspraktikum werden folgende Lerninhalte theoretisch vermittelt und in Flugversuchen mit Versuchsflugzeugen des DLRs in Oberpfaffenhofen vertieft:
- Flugmesstechnik (Messanlage Sensoren Datenaufzeichnung),
- Planung und Durchführung von Flugversuchen,
- Experimentelle Ermittlung von Flugleistungen und Flugeigenschaften,
- Sicherheitsaspekte bei Flugversuchen,
- Auswertung und Dokumentation von Flugversuchsdaten.

Flugversuchspraktikum (SS)

Flugregelung

Wegen des zunehmenden Wunsches nach Automatisierung und dem Zwang effiziente und zugleich sichere Fluggeräten zu bauen, hat die Flugregelung eine erhebliche Bedeutung im Entwurfsprozess ziviler Transportflugzeuge gewonnen. Die Lehrveranstaltungen auf dem Gebiet der Flugregelung vermitteln in der Grundvorlesung Methoden der Regelungstechnik die Grundlagen der Regelungstechnik. Die hierbei behandelten Lösungen für regelungstechnische Aufgabenstellungen lassen sich auch außerhalb der Luft- und Raumfahrt anwenden. Die darauf aufbauende Lehrveranstaltung Flugregelung befasst sich mit dem Entwurf von Regelungssystemen für Luftfahrzeuge. Zu diesem Zweck werden die typischen Strukturen von Flugreglern behandelt und ausgewählte Flugregelungssysteme analysiert.

Das Vorlesungsangebot zu diesem Themengebiet besteht aus:

Aeroelastik

Die Aeroelastik beschreibt die Wechselwirkungen zwischen dem elastischem Flugzeug und den aerodynamischen Kräften. Einen Überblick über die Vielfalt der aeroelastischen Problemstellungen und die Grundlagen zu deren analytischer Behandlung geben die Vorlesungen:

Aeroelastik I (WS)
Aeroelastik II (SS)

Im Modul Aeroelastisches Praktikum werden verschiedene numerische und experimentelle Methoden in der Aeroelastik vermittelt und praktisch umgesetzt.

Aeroelastisches Praktikum (SS)

Flugunfallanalyse

Sicherheitsaspekte und Grundlagen der Flugunfalluntersuchung werden in der Veranstaltung Flugunfallanalyse behandelt. Diese hat außerdem das Ziel Präsentationsfähigkeiten zu vermitteln, indem die Studenten zu jeweils einem Flugunfall einen Vortrag halten.

Software- und Informationstechnik

In der integrierten Veranstaltung Einführung in die Informationstechnik für Ingenieure werden die Lerninhalte
- Rechnerarchitektur, Zahlendarstellung, Betriebssystem,
- Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe von Rechenprogrammen,
- Elemente der Programmiersprache C und
- Elemente der Programmierumgebung MATLAB
theoretisch vermittelt und ausgiebig in Übungen anhand von Anwendungsbeispielen, die typisch für die Luft- und Raumfahrttechnik sind, vertieft.

In der integrierten Veranstaltung Projekt Avionik-Software wird nach einer theoretischen Einführung der Lerninhalte
- Zertifizierungs- und Zulassungsaspekte,
- Methodischer Entwurf von Avionik-Software,
- Flugregelungssoftware,
- Avionik-Busse sowie
- Flugzeugsensoren, Sensordatenverarbeitung
semesterbegleitend ein praxisbezogenes Projekt in Kleingruppen bearbeitet. Die Studierenden erarbeiten hierbei selbständig Lösungsansätze einer Aufgabenstellung aus dem Bereich Flugregelungssystem, z.B. Sensordatenverarbeitung, Aktuatorsteuerung oder Reglerfunktionen. Die Softwaremodule werden in einer Desktopsimulationsumgebung entwickelt und getestet. Anschließend erfolgen die Implementierung und der Test in der Hardware-in-the-Loop (HIL) Simulation. Je nach Möglichkeit und Projektfortschritt werden die entwickelten Systeme abschließend auf den Versuchsträger Alexis übertragen und unter realen Bedingungen am Boden oder im Flugversuch erprobt.

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