Airbus A320-232 D-ATRA

ATRA A320 in der Luft
ATRA A320 bei Wirbelschleppenversuchen
Bild 1/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

ATRA A320 bei Wirbelschleppenversuchen

Wenn Flugzeuge fliegen, entstehen hinter ihnen Luftverwirbelungen, so genannte Wirbelschleppen. Diese können Auswirkungen auf den nachfolgenden Flugverkehr haben. Das DLR erprobt in Flugversuchen im letzten Jahr ein Wirbelschleppenwarnsystem mit den Forschungsflugzeugen ATRA und Falcon.

DLR-Forschungsflugzeug ATRA auf dem Rollfeld
DLR-Forschungsflugzeug ATRA (Advanced Technologie Research Aircraft)
Bild 2/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

DLR-Forschungsflugzeug ATRA (Advanced Technologie Research Aircraft)

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

Der ATRA im Landeanflug
Der ATRA im Landeanflug
Bild 3/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Der ATRA im Landeanflug

Unter anderem werden mit dem Forschungsflieger aerolastische Messverfahren erprobt und Atmosphären- und Triebwerksmessungen vorgenommen.

Der ATRA in der Luft
Der ATRA bei Flugversuchen in Cochstedt
Bild 4/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Der ATRA bei Flugversuchen in Cochstedt

Mit eingezogenem Fahrwerk fliegt das DLR-Forschungsflugzeug ATRA in rund 15 Meter Höhe über dem Flughafengelände von Cochstedt. Das Ziel: Möglichst viele Insekten sammeln, um neuartige Klappensysteme zu testen. Noch stellen Insektenverunreinigungen zwar kein Problem dar, für zukünftige ultraglatte Hightechflügel bedeuten Insekten aber einen höheren Treibstoffverbrauch.

Vorderansicht von ATRA
Vorderansicht von ATRA
Bild 5/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

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.

DLR-Forschungsflugzeug Airbus A320 "D-ATRA" bei einer Landung
DLR-Forschungsflugzeug Airbus A320 "D-ATRA"
Bild 6/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

DLR-Forschungsflugzeug Airbus A320 "D-ATRA"

Das DLR-Forschungsflugzeug Airbus A320 "D-ATRA" bei einer Landung am DLR-Standort Braunschweig.

Außenansicht von ATRA
Außenansicht von ATRA
Bild 7/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

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.

Landeklappenkonzept des Airbus A320-232 "D-ATRA"
Das Hochauftriebssystem des Airbus A320-232 "D-ATRA"
Bild 8/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

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

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.

ATRA wird auf den Namen Otto Lilienthal getauft.
ATRA wird getauft
Bild 9/9, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

ATRA wird getauft

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

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

Basis FTI

Basis Messanlage zur Erfassung der experiment-relevanten Flugzeugdaten und Weitergabe an die Experimentalsysteme der Nutzer.

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 auf folgenden Gebieten eingesetzt:

  • Erprobung von aeroelastischen Messverfahren
  • Untersuchungen zur Innenraumakustik
  • Erforschung neuartiger Kabinenbelüftungskonzepte
  • Messungen von Umströmungslärm
  • Aerodynamische Messungen am Flügel und am Leitwerk mit dem Ziel der Kraftstoffersparnis
  • Erprobung neuester Messverfahren wie IPCT (Image Pattern Correlation Technique) eine Methode zur Messung von Strukturverformung der Flügelbiegung und Inflight PIV (Particle Image Velocimetry) zur Visualisierung der Flugzeugumströmung
  • Vermessung von Wirbelschleppen. Dies sind Luftverwirbelungen, die als Folge des an den Tragflächen erzeugten Auftriebs entstehen
  • Prognose von Wirbelschleppen und Untersuchung von Ausweichalgorithmen
  • Triebwerksmessungen
  • Erprobung modernster Navigation- und Kommunikationstechnologien für Flugzeuge
  • Erforschung lärmarmer Anflugverfahren basierend auf hochgenauen Satelliten-Navigationsverfahren
  • Messung und Identifikation von Einzelschallquellen am Flugzeug und Erforschung von geeigneten Maßnahmen zur Reduzierung der Schallemission des gesamten Flugzeugs
  • Durchführung unterschiedlicher Flugversuchsprojekte als Vorbereitung auf zukünftige Laminarkonzepte bei Verkehrsflugzeugen

Künftig 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


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 nicht nur in der Luft, sondern insbesondere in Bodennähe beim Start- und Landevorgang genaue Sicherheitsabstände vorgeschrieben. Diese bestimmen die Start- und Landefrequenzen auf großen Flughäfen und können bei hohem Verkehrsaufkommen zu Kapazitätsengpässen führen. Die unangenehme, bei Passagieren und Airlines gleichermaßen unerwünschte Folge sind Warteschleifen und Verspätungen.

Zur Vermeidung von Einflügen in Wirbelschleppen entwickelt das DLR ein System für die taktische, flugzeuggestützte Wirbelschleppenwarnung und -vermeidung für alle Flugphasen: Airborne Wake Encounter Avoidance and Advisory System (WEAA). Auf Basis von Wetter und Flugdaten werden das Wirbelverhalten und mögliche Konflikte ermittelt. Im Cockpit werden Warnungen und Ausweichempfehlungen für die Piloten ausgegeben. Erste Tests im Flugversuch von ATRA gemeinsam mit dem DLR Forschungsflugzeug Falcon 20E-5 waren bereits erfolgreich und demonstrieren die Tragfähigkeit des Konzepts.

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 6:30 Stunden
Tankkapazität:23.858 Liter
Ursprüngliche Nutzung:Zivile Nutzung - Passagierflugzeug
DLR-Flugbetrieb:Braunschweig

Kontakt
  • Martin Gestwa
    Leiter Forschungsflugabteilung Braunschweig
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Flugexperimente
    Telefon: +49 531 295-2240
    Lilienthalplatz  7
    38108 Braunschweig
    Kontaktieren

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