19. Februar 2021
100 Jahre nach Flugboot Dornier „Wal“

DLR führt Stand­schwin­gungs­ver­such an Am­phi­bi­en­flug­zeug Dor­nier Sea­star durch

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Standschwingungsversuch der Donier Seastar
Stand­schwin­gungs­ver­such der Do­ni­er Sea­star
Bild 1/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Standschwingungsversuch der Donier Seastar

Wis­sen­schaft­ler des DLR Göt­tin­gen führ­ten an der Dor­nier Sea­star in Ober­pfaf­fen­ho­fen ei­nen für die Zu­las­sung not­wen­di­gen Stand­schwin­gungs­ver­such durch.
Halle voller Messtechni
Hal­le vol­ler Mess­tech­nik
Bild 2/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Halle voller Messtechnik

Die Ver­su­che fan­den in ei­nem Han­gar in Ober­pfaf­fen­ho­fen statt.
Schwingender Flügel
Schwin­gen­der Flü­gel
Bild 3/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Schwingender Flügel

Die DLR-For­scher ver­setz­ten das Flug­zeug in Schwin­gung, um Be­las­tun­gen im Flug zu si­mu­lie­ren – er­kenn­bar an der Un­schär­fe des Flü­gels.
Erkenntnis durch Schwingungsverhalten
Er­kennt­nis durch Schwin­gungs­ver­hal­ten
Bild 4/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Erkenntnis durch Schwingungsverhalten

So­ge­nann­te Schwin­gungs­er­re­ger ver­setz­ten die Dor­nier Sea­star in Schwin­gung. Hier An­re­gung ei­nes der bei­den Trieb­wer­ke mit Hil­fe ei­nes Krans und Spe­zi­al­ge­stell des DLR-Test­team.
Sensortechnik
Sen­sor­tech­nik
Bild 5/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Sensortechnik

Zahl­rei­che Sen­so­ren auf der Flug­zeu­go­ber­flä­che er­fass­ten das Schwin­gungs­ver­hal­ten des Flug­zeugs.
Huckepack-Propeller
Hucke­pack-Pro­pel­ler
Bild 6/11, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Huckepack-Propeller

Be­son­de­re Her­aus­for­de­rung ist die für Flug­boo­te ty­pi­sche An­ord­nung der Pro­pel­ler auf der Flug­zeu­g­ober­sei­te.
Gruppenfoto DLR und Dornier Seawings Testteam
Grup­pen­fo­to DLR und Dor­nier Sea­wings Test­team
Bild 7/11, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Gruppenfoto DLR und Dornier Seawings Testteam

Grup­pen­fo­to DLR und Dor­nier Sea­wings Test­team
Forschung vor 100 Jahren
For­schung vor 100 Jah­ren
Bild 8/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Forschung vor 100 Jahren

Be­reits vor 100 Jah­ren wur­den im Vor­läu­fer des DLR in Göt­tin­gen die ers­ten Flug­boo­te von Dor­nier er­forscht. Hier ein Mo­dell ei­ner Dor­nier Wal im Wind­ka­nal.
Ähnlichkeiten zur Seastar
Ähn­lich­kei­ten zur Sea­star
Bild 9/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Ähnlichkeiten zur Seastar

Die Ähn­lich­kei­ten mit den frü­hen Flug­boo­ten wei­sen die­se als Ahn­her­ren der mo­der­nen Dor­nier Sea­star aus.
Luxus-Flugboot Dornier X
Lu­xus-Flug­boot Dor­nier X
Bild 10/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Luxus-Flugboot Dornier X

Das wohl be­kann­tes­te Flug­boot von Dor­nier war die Do X.
Riesenflugboot als Mini-Modell im Windkanal
Rie­sen­flug­boot als Mi­ni-Mo­dell im Wind­ka­nal
Bild 11/11, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Riesenflugboot als Mini-Modell im Windkanal

Auch die Dor­nier X wur­de als Mo­dell im Vor­läu­fer des DLR in Göt­tin­gen un­ter­sucht.

Ein Team von Forschern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Göttingen hat das Flugboot Dornier Seastar mit einem sogenannten Standschwingungsversuch geprüft. Der Test ist Teil des Zulassungsverfahrens, das alle Flugzeuge durchlaufen müssen.

Die Versuche fanden im Auftrag der Dornier Seawings GmbH in Oberpfaffenhofen statt. Standschwingungsversuche sind ein Schlüsselelement des Versuchsprogramms für jedes neue Flugzeug zur Erlangung der zertifizierten Flugtauglichkeit. Die anhand der Standschwingungsversuche ermittelten experimentellen Versuchsdaten dienen sowohl der Anpassung und Verbesserung des mathematischen Strukturmodells des Flugzeugs, als auch der Vorhersage von Schwingungsamplituden im Betrieb bis hin zum Ausschluss von Flatterrisiken in der Flugcharakteristik. Wie eine Fahne im Wind schwingen auch Flugzeuge im Flug. Dabei dürfen kritische Bereiche nicht überschritten werden.

Die während des Versuchs aufgezeichneten Daten wurden sofort vom DLR-Testteam weiterverarbeitet, ausgewertet und dem Kunden nahezu in Echtzeit bereitgestellt, sodass dieser immer den vollen Überblick über den Fortschritt des Tests hatte und die Versuchsdaten unmittelbar mit dem Simulationsmodell vergleichen konnte.

„Bei der Dornier Seastar bestand eine Herausforderung darin, dass auf der Rumpfoberseite liegende Triebwerk mit sogenannten Schwingungserregern zu erreichen und mit diesen ausreichend in Schwingung zu versetzen“, sagt Versuchsleiter Julian Sinske vom DLR-Institut für Aeroelastik. Die Anregung der Triebwerke geschah mit Hilfe eines Krans und eines speziellen Gestells, mit dem der Schwingungserreger in Position gebracht wurde. Insgesamt 180 Sensoren maßen die Auswirkung der in Schwingung versetzten Bauteile des Flugboots. Daraus lassen sich Aussagen über das Flugverhalten treffen.

Warum Flugzeuge elastisch sind
Das Video geht auf der Frage auf den Grund, warum Flugzeugflügel elastisch und trotzdem sicher sind.

Die Göttinger Aeroelastik-Forscher sind internationale Experten auf dem Gebiet von Standschwingungsversuchen. So führten sie bereits die entsprechenden Tests am Airbus 350 oder dem Airbus Beluga XL durch.

Dornier Seastar

Die Dornier Seastar ist ein zweimotoriges Amphibienflugzeug, das bereits in den frühen 1980er Jahren entwickelt wurde. Spezialität sollte der Einsatz von Graspisten sowie Wasser-, Schnee- und Eisflächen aus ohne Spezialausrüstung sein. Die Musterzulassung für die Dornier Seastar in ihrer damaligen Konfiguration wurde Anfang der 1990er Jahre erteilt und ein Vorserienflugzeug gebaut. Nach der Gründung der Dornier Seawings GmbH in 2013 erfolgte am 28. März 2020 der erfolgreiche Erstflug der neuen Generation „next generation“ der Dornier Seastar mit der Registrierung D-IDSW am Flugplatz Oberpfaffenhofen.

Untersuchungen am Ahnherrn der Flugboote – der Dornier „Wal“

Die aktuellen Versuche der Göttinger DLR-Forscher fanden fast genau 100 Jahre nach den ersten Forschungen zu Flugbooten von Dornier statt. Dornier galt als Pionier auf dem Gebiet der Flugboote und entwickelte die ersten kommerziell erfolgreichen Typen. Wichtige Untersuchungen dazu fanden in den Windkanälen des DLR-Vorgängers AVA (Aerodynamische Versuchsanstalt) in den 1920er und 1930er Jahren in Göttingen statt. Die AVA hatte als älteste Luftfahrtforschungseinrichtung in Deutschland die meiste Erfahrung mit Windkanalversuchen. Untersucht wurden damals die Typen Dornier X, seiner Zeit das größte Flugzeug der Welt. Und zuvor die Dornier „Wal“, der Urvater vieler künftiger Wasserflugzeuge und auch der Ahnherr der heutigen Seastar.

Bei den Versuchen an der Do X, die im Jahr 1929 durchgeführt wurden, hat man verschiedenartige Gondelausführungen für wassergekühlte Motoren untersucht. Außerdem wurden in weiteren Messungen Auftrieb, Widerstand und Höhenmoment des Do X-Flügels mit Motorengondeln und Gondelunterbauten ermittelt. In einem weiteren Versuch hat man die an einem schwimmenden Flugzeug angreifenden Luftkräfte untersucht. In gewisser Weise gab es eine Parallele zu den heutigen Versuchen, denn schon damals interessierte man sich für die optimale Anbringung der Motorengondeln auf den Tragflächen.

„Die Do Wal war ein sehr zuverlässiges Flugboot, das für verschiedene Zwecke eingesetzt wurde. Es wurde als Passagierflugzeug, für den Postflug und als Expeditionsflugzeug verwendet. Dadurch, dass die Do Wal vielseitig einsetzbar war und nicht nur vom Land, sondern auch vom Wasser aus starten konnte, war es ein beliebtes „Hybridflugzeug“ und konnte sich daher auch als neue Kategorie durchsetzen“, sagt Jessika Wichner, Leiterin des Zentralen Archivs im DLR.

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    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

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