Flie­gen­der Hub­schrau­ber-Si­mu­la­tor ACT/FHS

Fliegender Hubschrauber Simulator (ACT/FHS)
Flie­gen­der Hub­schrau­ber Si­mu­la­tor (ACT/FHS) mit Fly-by-Light- und Fly-by-Wi­re-Steue­rung
Bild 1/6, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Fliegender Hubschrauber Simulator (ACT/FHS) mit Fly-by-Light- und Fly-by-Wire-Steuerung

Durch sein op­ti­sches und elek­tro­ni­sches Steue­rungs­sys­tem kann der FHS das Flug­ver­hal­ten an­de­rer Hub­schrau­ber si­mu­lie­ren.
FHS im Flug
FHS bei ei­nem Flug in Braun­schweig
Bild 2/6, Credit: DLR/Marek Kruszewski.

FHS bei einem Flug in Braunschweig

Der "Flie­gen­de Hub­schrau­ber-Si­mu­la­tor" ACT/FHS des Deut­schen Zen­trums für Luft- und Raum­fahrt (DLR) bei ei­nem Flug im Ok­to­ber 2009.
Der Forschungshubschrauber FHS
Kurz vor dem Start
Bild 3/6, Credit: DLR/Marek Kruszewski.

Kurz vor dem Start

Der For­schungs­hub­schrau­ber FHS des DLR.
Ian Phillis und Uwe Göhmann im Cockpit des FHS
Im Cock­pit
Bild 4/6, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Im Cockpit

Ian Phil­lis von der Em­pi­re Test Pi­lot School (links) und Uwe Göh­mann vom DLR sind be­reit für den Flug.
Modulares Experimentalsystem im Innern des DLR-Forschungshubschraubers FHS
Mo­du­la­res Ex­pe­ri­men­tal­sys­tem im In­nern des DLR-For­schungs­hub­schrau­bers FHS
Bild 5/6, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Modulares Experimentalsystem im Innern des DLR-Forschungshubschraubers FHS

FHS (Flie­gen­der Hub­schrau­ber Si­mu­la­tor) ist mit ei­nem mo­du­la­ren Ex­pe­ri­men­tal­sys­tem aus­ge­stat­tet. Das Sys­tem be­steht ne­ben dem Bordrech­ner aus ei­ner um­fang­rei­chen Sen­so­raus­rüs­tung.
Cockpit des Fliegenden Hubschrauber Simulator EC 135 ACT/FHS
Cock­pit des Flie­gen­den Hub­schrau­ber Si­mu­la­tor EC 135 ACT/FHS
Bild 6/6, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Cockpit des Fliegenden Hubschrauber Simulator EC 135 ACT/FHS

Das Cock­pit wur­de für die Ar­beitsplät­ze ei­nes Si­cher­heits­pi­lo­ten (links) und ei­nes Ver­such­spi­lo­ten (rechts) mo­di­fi­ziert.Das me­cha­ni­sche Steue­rungs­sys­tem wur­de durch ein elek­tri­sches und op­ti­sches (Fly-by-Wi­re/Fly-by-Light) Pri­mär­steu­er­sys­tem er­setzt, das höchs­te Si­cher­heits­an­for­de­run­gen er­füllt. Zu­sätz­lich ist noch ein me­cha­ni­sches Not­steu­er­sys­tem vor­han­den.

Der "Fliegende Hubschrauber-Simulator" ACT/FHS des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) basiert auf einem Serienhubschrauber des Typs Eurocopter EC 135, der für die Verwendung als Forschungs- und Versuchsgerät erheblich modifiziert wurde. Die mechanische Steuerung wurde zum Beispiel durch eine Fly-by-Wire-/Fly-by-Light-Steuerung (FBW/FBL) ersetzt. Statt Steuerstangen übertragen nun elektrische Kabel und Glasfaser-Lichtleitkabel die Steuerkommandos.

Das Einsatzspektrum des FHS umfasst die Ausbildung von Piloten, die Erprobung neuer Steuerungs- und Reglungssysteme bis hin zur Simulation des Flugverhaltens anderer Hubschrauber unter realen Umgebungsbedingungen. Serienmäßig ist der FHS mit zwei Triebwerken, einem lagerlosen Hauptrotor und einem Fenestron-Heckrotor ausgestattet; er zeichnet sich durch einen besonders leisen Betrieb, hohe Beweglichkeit und Sicherheit aus.

Die Fly-by-Light-Steuerung ist ein bahnbrechend neues System, bei dem im Gegensatz zu Fly-by-Wire die Steuersignale zwischen den Bedienelementen, dem Flugführungsrechner und den Stellantrieben für die Rotorblattsteuerung nicht elektrisch, sondern optisch über Lichtwellenleiter übertragen werden.

Die Vorteile gegenüber der elektrischen Datenübertragung liegen in der hohen Übertragungsbandbreite, der großen Betriebszuverlässigkeit sowie in einem geringen Gewicht. Das Fly-by-Light-Steuerungssystem besteht aus einem vierfach redundanten Rechner und ist so ausgelegt, dass die hohen Sicherheitskriterien der europäischen Luftfahrtbehörden voll erfüllt werden.

FHS ist weltweit der erste Hubschrauber mit diesem Steuerungssystem. Die Cockpitgestaltung sieht Plätze für einen Sicherheitspiloten, den Versuchspiloten und den Flugversuchsingenieur vor. Eine umfangreiche Ausrüstung mit Sensoren und Anlagen zur Datenaufzeichnung und -verarbeitung an Bord dient der Aufzeichnung der Daten aus den Flugversuchen. Diese stehen den Nutzern und Ingenieuren für die Analyse sowohl an Bord als auch - über Telemetrie - am Boden zur Verfügung.

Modifikationen

Der FHS unterscheidet sich vom Standard Eurocopter EC 135 Hubschrauber durch folgende Modifikationen:

  • Optische und elektronische FBW/FBL-Steuerung
  • Bordseitiges Rechnersystem, mit dem sich die Flugeigenschaften von anderen - real existierenden oder virtuellen - Fluggeräten simulieren lassen. Somit liefert es bereits in einem sehr frühen Stadium der Entwicklung wichtige Hinweise für die operationelle Bewertung eines Hubschraubers. Diese Fähigkeiten werden auch in der Grundlagenforschung zu Flugeigenschaften genutzt.
  • Modulares Experimental-System: Das System besteht aus Flugreglungsrechnern, Datenmess- und Aufbereitungssystemen, Displays und zusätzlichen Ausrüstungs- und Bedienelementen im Cockpit. Zu dem System gehören auch eine Datenauswertestation und eine Simulationsanlage zur Versuchsvorbereitung.

Der Umbau zum ACT/FHS wurde in enger Kooperation von Eurocopter Deutschland (ECD), Liebherr Aerospace Lindenberg (LLI), dem Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB) sowie dem DLR geplant und realisiert.

Missionen - Forschungsschwerpunkte

Der leistungsfähige Hubschrauber ACT/FHS wird für folgende Forschungsversuche und Anwendungen genutzt:

Entwicklung einer Flugsteuerungssoftware, die die Arbeitsbelastung des Piloten in schwierigen Flugsituationen deutlich verringert und gleichzeitig eine intuitive Steuerung des Hubschraubers beibehält. Insbesondere liegt der Fokus auf Flug, Start und Landung unter erschwerten Bedingungen, wie Start- und Landeplätze mit Hindernissen und eingeschränkten Sichtverhältnissen. Dabei steuert der Versuchspilot den Hubschrauber über das vom DLR entwickelte Experimental-System, während der Sicherheitspilot die Manöver überwacht.

Das Experimentalsystem ist ein modular aufgebautes Mehrzwecksystem, dessen Sicherheitskonzept so aufgebaut ist, dass neue, auch nicht voll ausgetestete Technologien überprüft und ausgewertet werden können, bevor ihre Entwicklung abgeschlossen ist.

Weitere Einsatzgebiete sind:

  • Implementierung und Erprobung von aktiven Steuerorganen (Sidesticks)
  • Erprobung von Pilotenassistenzsystemen
  • Integration und Erprobung von Sensoren und Sichtsystemen
  • Flugeigenschaftsvermessung
  • Ausbildung von Testpiloten und Flugversuchsingenieuren
Technische DatenEurocopter EC 135 ACT/FHS
Rumpflänge:12,20 Meter
Länge über Rotor:12,20 Meter
Höhe:3,51 Meter
Rotordurchmesser:10,20 Meter
Sitzplätze:3
Gewicht:maximal 2835 Kilogramm
Zuladung:bis zu 740 Kilogramm
Antrieb:zwei Turbomeca Arrius 2B1 Triebwerke, je 415 Kilowatt Leistung
Flughöhe:bis zu 6000 Meter
Reichweite (Meereshöhe):bis zu 440 Kilometer
Geschwindigkeit:maximal 254 Kilometer pro Stunde
Flugdauer:bis zu 2:30 Stunden
Kraftstoffmenge:615 Liter
Ursprüngliche Nutzung:Anwendung für staatliche Aufgaben wie: Zivilschutz, Rettungsflüge, Polizei, Bundeswehr
DLR-Flugbetrieb:Braunschweig
Kontakt
  • Martin Gestwa
    Lei­ter For­schungs­flug­ab­tei­lung Braun­schweig
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    Lei­tungs­be­reich
    Telefon: +49 531 295-2240
    Lilienthalplatz 7
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