Simulations - Tool sagt Absetzverhalten von Fallschirmlasten voraus
Militärische Transportflugzeuge spielen eine Schlüsselrolle, wenn es darum geht, Truppen und Material in abgelegene Gebiete zu verlegen. Ebenso bringen sie schnell Hilfe bei Naturkatastrophen. Abgesetzte Fallschirmlasten sollen die Landezone am Boden möglichst zielgenau erreichen und das Aufsetzen unbeschädigt überstehen. Die damit einhergehenden Herausforderungen werden durch die Sicherheitsforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) adressiert. Spezialisierte Simulationswerkzeuge des DLR-Instituts für Flugsystemtechnik ermöglichen es Fallschirmabsetzungen zu optimieren und weitreichend vorherzusagen. Damit kann die Planung und Durchführung solcher Missionen erheblich unterstützt werden. Neue Absetzverfahren werden zudem mit Hilfe der nun erzielten Ergebnisse entwickelt und erprobt.
Die im DLR entwickelte Lastabsetzsimulation PARALAB (Parachute Laboratory) ermöglicht es, die Flugeigenschaften auch komplexer Konfigurationen wie mehrstufige Schirme und Fallschirm-Trauben mit ihren Gurtsystemen zu simulieren. Die experimentelle Validierung mit Messdaten aus realen Flugversuchen erfolgte im November 2016 und Januar 2017 im Vorhaben PARAVAL (PARALAB Validation) mit maßgeblicher Unterstützung der Wehrtechnischen Dienststelle für Luftfahrzeuge und Luftfahrtgerät der Bundeswehr (WTD-61) im bayrischen Manching.
Insgesamt wurden mit der C-160 Transall zwölf Absetzversuche mit vier verschiedenen Lastkonfigurationen und zwei unterschiedlichen Absetzverfahren (Schwerkraftverfahren, Ausziehverfahren niedrige Höhe) durchgeführt. Diese Absetzversuche gehören zu den am besten instrumentierten und dokumentierten Absetzungen weltweit. Die Flugbahnen wurden durch zwei spezielle Geräte der WTD-61 aufgezeichnet, mit Hilfe derer sich die Flugwege von Last und Fallschirmen hochgenau rekonstruieren lassen. Weiterhin waren zwei GoPro-Kameras auf der Last und weitere zwei in der Transall montiert, um den Absetzvorgang aus verschiedenen Blickwinkeln zu dokumentieren.
Die Lastbewegung wurde über die im DLR-Institut für Flugsystemtechnik entwickelte Messanlage mFDAS (miniature Flight Data Acquisition System) gemessen und aufgezeichnet. Schließlich wurde jeder Versuch vom Boden aus durch Foto- und Videoaufnahmen festgehalten. Zurzeit erfolgt die Aufbereitung der umfangreichen Daten für die Validierung. Ziel ist es anhand der Daten zuverlässigere Modelle für die Lastabsetzsimulation zu entwickeln. Dies beinhaltet auch Simulationsaussagen für den Endnutzer relevanter Größen, wie beispielsweise die Beanspruchung des Materials durch Kräfte und Beschleunigungen.
In der DLR-Sicherheitsforschung werden die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten mit verteidigungs- und sicherheitsrelevantem Bezug in Abstimmung mit den Partnern in Staat, Wissenschaft und Industrie sowie Internationalen Organisationen geplant und gesteuert. Der Querschnittsbereich Sicherheitsforschung verknüpft dabei die Kernkompetenzen aus den etablierten DLR-Programmen der Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und des Verkehrs. Insgesamt mehr als 20 DLR-Institute und -Einrichtungen liefern im Rahmen ihrer sicherheitsrelevanten Arbeiten Beiträge zur Entwicklung, Erprobung und Bewertung von Technologien, Systemen und Konzepten sowie zur Analyse- und Bewertungsfähigkeit hinsichtlich sicherheitsrelevanter Anwendungen.