Airbus A320-232 D-ATRA

Das größte Flottenmitglied, der Airbus A320-232 "D-ATRA", ist seit Ende 2008 für das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Einsatz. ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) ist eine moderne und flexible Flugversuchsplattform, die nicht nur größenmäßig einen neuen Maßstab für fliegende Versuchsträger in der europäischen Luftfahrtforschung setzt. 

Modifikation

Brennstoffzelleneinsatz zur Notstromversorgung

Gemeinsam mit dem Projektpartner Airbus hat das DLR-Institut für Technische Thermodynamik das Flugzeug mit einem Brennstoffzellensystem von Michelin ausgestattet. Die eingebaute Brennstoffzelle übernimmt für eine Stunde die Notstromversorgung – frei von Kohlendioxid- oder anderen Schadstoffemissionen. Im Rahmen der Notfallversorgung betreibt das System die Pumpe eines von drei Hydrauliksystemen, das bei einem Ausfall der Triebwerke die Steuerflächen bewegt.

Um die 20 Kilowatt-Brennstoffzelle im Frachtraum installieren zu können, wurde das DLR-Forschungsflugzeug zunächst mit einem Frachtladesystem ausgestattet. Anschließend musste das Brennstoffzellensystem an das Flugzeug und dessen Verbraucher angebunden werden. Schwierige Aufgaben hierbei waren neben dem Aufbau der mobilen Infrastruktur zur Versorgung mit Kraftstoff (Wasserstoff und Sauerstoff) auch die Entwicklung und Implementierung der für den Flugversuch zugelassenen Messinstrumente, mit denen das Verhalten des Brennstoffzellen-Systems während des Flugs beobachtet und analysiert wird. Bevor das Flugzeug mit der Brennstoffzelle an Bord zum ersten Testflug abheben konnte, musste das System umfangreiche Abnahmetests am Boden bestehen, um die für den Flugbetrieb erforderliche Sicherheit zu gewährleisten.

Im Laufe der Nutzungsphase wird die Grundausstattung weiterentwickelt und das Einsatzspektrum von ATRA erweitert. Viele zukünftige Ein- und Umbauten am Versuchsträger werden stark an spezifische wissenschaftliche Experimente gekoppelt und damit zum Teil nur temporär sein. Durch Nutzung weit verbreiteter Standards bei der Auswahl der Komponenten und Strukturen sollen die Anforderungen hinsichtlich Modularität, Erweiterbarkeit, Einfachheit sowie Zuverlässigkeit und Langlebigkeit erfüllt werden.

Missionen - Forschungsschwerpunkte

ATRA wird künftig auf folgenden Gebieten eingesetzt:

  • Erprobung von aeroelastischen Messverfahren
  • Untersuchungen zur Innenraumakustik
  • Messungen von Umströmungslärm
  • Messungen von Turbulenzen (Laminarisierung) am Flügel und am Leitwerk
  • Erprobung neuester Messverfahren wie PIV (Particle Image Velocimetry), eine optische Methode zur Messung von Geschwindigkeitsfeldern
  • Vermessung von Wirbelschleppen. Dies sind Luftverwirbelungen, die als Folge des an den Tragflächen erzeugten Auftriebs entstehen 
  • Atmosphären- und Triebwerksmessungen

Des Weiteren wird ATRA über mehrere Cockpitschnittstellen verfügen. Hierzu werden eine experimentelle Ansteuerung der Cockpit-Displays, zusätzliche Datenlinks sowie ein Head-up-Display realisiert. Damit ergeben sich Möglichkeiten für Untersuchungen von:

  • Flugsteuerungskommandos für den Wirbelschleppendurchflug und zur Lastabminderung sowie in den Bereichen autonomes Fliegen, Rollverkehrsführung, Pilotenassistenz und Displaytechnologie
  • Untersuchungen zur Arbeitsbelastung und -verteilung von Piloten
  • Erprobung modernster Navigation- und Kommunikationstechnologien für Flugzeuge und lärmarmen An- und Abflugverfahren

Wirbelschleppenforschung mit ATRA

Luftwirbel hinter Flugzeugen entstehen als Folge des an den Tragflächen erzeugten Auftriebs; sie können sich als unsichtbare Wirbelschleppen noch längere Zeit entlang der Flugbahn halten. Daher sind für die zivile Luftfahrt genaue Sicherheitsabstände vorgeschrieben, die die Start- und Landefrequenzen auf großen Flughäfen bestimmen und bei hohem Verkehrsaufkommen zu Kapazitätsengpässen führen können. Die unangenehme, bei Passagieren und Airlines gleichermaßen unerwünschte Folge sind Warteschleifen und Verspätungen. 

Das DLR verfolgt hierzu zwei unterschiedliche Ansätze: Zum einen kann ATRA mit Hilfe der Lasermesstechnik LIDAR (Light Detection and Ranging) das Geschwindigkeitsfeld des Wirbels eines vorausfliegenden Flugzeugs messen. Zum anderen messen Anströmsensoren die Parameter für Wirbelmodelle wie Intensität und Alterungsverhalten. Dieser Ansatz bietet den Vorteil, dass gleichzeitig die Reaktion des einfliegenden Flugzeugs auf die Wirbelströmung im Zusammenhang mit den aktuellen Wirbelschleppeneigenschaften modelliert und bewertet werden. Ziel der Versuche ist, durch eine genauere Berechnung der Ausbreitung und des Abbaus der Wirbelschleppen die möglichen Staffelungsabstände zwischen hintereinander an- oder abfliegenden Flugzeugen zu verringern.

Hochauftriebsforschung mit ATRA für leistungsfähige Start- und Landephasen

Der Luftverkehr steht vor vielfältigen Herausforderungen. Durch den weltweiten Anstieg des Luftverkehrsaufkommens wird eine Steigerung der aerodynamischen Leistungsfähigkeit während der Start- und Landephase gemeinsam mit einer Reduktion des Fluglärms noch wichtiger werden. Das DLR arbeitet in diversen nationalen und europäischen Forschungsprojekten an diesen Herausforderungen.

Die Konzeption und Entwicklung komplexer Klappen- und Übertragungssysteme, die weit reichende Auswirkungen auf die Start- und Landeeigenschaften sowie auf die Lärmemission der Flugzeuge haben, stellt deshalb einen Kernforschungsbereich des DLR dar. In Kooperation mit dem Bereich High-Lift-Systeme der Firma Airbus in Bremen forscht das DLR an aktuellen Fragestellungen.

Technische Daten

Airbus A320 "D-ATRA"

Länge: 37,57 Meter
Höhe: 11,76 Meter
Spannweite: 34,10 Meter
Kabinenlänge: 29,10 Meter
Kabinenbreite: 3,7 Meter
Kabinenhöhe: 2,4 Meter
Sitzplätze: maximal 179
Leergewicht: 42,3 Tonnen
Gesamtgewicht: maximal 75,5 Tonnen
Antrieb: zwei Triebwerke von International Aero Engine V2500
Schub: je 111 Kilonewton
Reichweite: 4800 Kilometer bis 5700 Kilometer
Flughöhe: maximal 11.800 Meter (39.000 Fuß)
Geschwindigkeit: maximal 840 Kilometer pro Stunde
Flugdauer: Für Testbetriebe bis zu 2:30 Stunden
Tankkapazität: 23.858 Liter
Ursprüngliche Nutzung: Zivile Nutzung - Passagierflugzeug
DLR-Flugbetrieb: Braunschweig

 

Zuletzt geändert am: 09.07.2012 14:29:33 Uhr

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DLR-Forschungsflugzeug ATRA

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Das größte Flottenmitglied, der Airbus A320-232 "D-ATRA", ist seit Ende 2008 für das DLR im Einsatz.

ATRA im Landeanflug

ATRA im Landeanflug

ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) wird ein unverzichtbarer Bestandteil der deutschen und europäischen Luftfahrtforschung werden.

Vorderansicht von ATRA

Vorderansicht von ATRA

Der Airbus A320 "D-ATRA" hat eine Länge von 37,57 Metern und ist 11,76 Meter hoch. Seine Spannweite beträgt 34,10 Meter.

ATRA wird getauft

ATRA wird getauft

Im April 2010 wurde das DLR-Forschungsflugzeug ATRA auf den Namen Otto Lilienthal getauft.

DLR-Forschungsflugzeug Airbus A320 "D-ATRA"

DLR%2dForschungsflugzeug Airbus A320 "D%2dATRA"

Das DLR-Forschungsflugzeug Airbus A320 "D-ATRA" (Advanced Technology Research Aircraft) bei einer Landung am DLR-Standort Braunschweig.

Außenansicht von ATRA

Außenansicht von ATRA

ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) ist eine moderne und flexible Flugversuchsplattform, die nicht nur größenmäßig einen neuen Maßstab für fliegende Versuchsträger in der europäischen Luftfahrtforschung setzt.

Das Hochauftriebssystem des Airbus A320-232 "D-ATRA"

Das Hochauftriebssystem des Airbus A320%2d232 "D%2dATRA"

Die Grafik zeigt das leistungsfähige und Lärm reduzierende Landeklappenkonzept. Einen wichtigen Beitrag zur Reduktion des Systemaufwands stellen die in Entwicklung befindlichen Einzelklappenantriebe dar. Der klassische Stellantrieb verfügt über einen zentral im Rumpf des Flugzeugs angebrachte Hydraulikmotor, dessen Leistung über zwei sich in die Flügelhälften erstreckende Wellenstränge und so genannte "Rotary Actuators" an einen Hebelmechanismus übertragen wird. Dieser bewegt dann die daran befestigte Klappe. Durch den zentralen Antrieb fahren alle Klappenelemente des Flügels gleichmäßig aus. Bei dem Konzept der Einzelklappenantriebe erfolgt der Antrieb der Klappen dagegen dezentral über elektromechanische Aktuatoren. Sie bestehen aus einem Elektromotor, dessen Drehbewegung über eineKugelumlaufspindel direkt in die Ausfahrbewegung der Klappe umgesetzt wird.

Links

  • DLR Flugexperimente
    (http://www.dlr.de/fb/)
  • DLR-Flugabteilung Braunschweig
    (http://www.dlr.de/fb/desktopdefault.aspx/tabid-3686/)
  • DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
    (http://www.dlr.de/as)
  • DLR-Institut für Flugführung
    (http://www.dlr.de/fl/)
  • DLR-Institut für Technische Thermodynamik
    (http://www.dlr.de/tt)
  • Airbus
    (http://www.airbus.com)
  • Lufthansa Technik
    (http://www.lufthansa-technik.com/applications/portal/lhtportal/index2.jsp?action=initial&requestednode=home)

Downloads

  • Take-off in eine neue Liga - ATRA (3,57 MB)
    (http://www.dlr.de/dlr/Portaldata/1/Resources/documents/takeof.pdf)
  • Particle Image Velocimetry (PIV) (0,22 MB)
    (http://www.dlr.de/dlr/Portaldata/1/Resources/documents/PIV.pdf)