9. März 2021
Kooperation mit Airbus

DLR si­mu­liert Ab­set­zen von un­be­mann­ten Luft­fahr­zeu­gen aus flie­gen­dem A400M

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Luftverwirbelungen hinter einem Flugzeug beim Absetzvorgang eines UAV
Her­aus­for­de­rung Luft­ver­wir­be­lun­gen
Bild 1/2, Credit: Airbus

Herausforderung Luftverwirbelungen

Hin­ter je­dem Flug­zeug kommt es zu Luft­ver­wir­be­lun­gen. Die Her­aus­for­de­rung der DLR-For­scher be­stand dar­in, den Ab­setz­vor­gang des UAV so zu si­mu­lie­ren, dass es nicht mit dem Flug­zeug kol­li­diert.
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A400M UAV Laun­cher
Video 2/2, Credit: Airbus
  • Simulation von Absetzen eines UAV aus fliegendem A400M.
  • Von Idee bis Prototyp in sechs Monaten.
  • Kooperation von DLR, Airbus, Geradts und SFL.
  • Schwerpunkte: Luftfahrt, Sicherheit

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat sich mittels Computersimulationen an Entwurf und Entwicklung eines neuartigen Mechanismus beteiligt, der das gezielte Absetzen von unbemannten Flugzeugen (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) von der Heckrampe eines fliegenden Transportflugzeugs ermöglicht. Das Projekt wurde in Kooperation mit Airbus, der Geradts GmbH und der SFL GmbH durchgeführt.

Anhand eines agilen Design- und Entwicklungsansatzes erfolgte in nur sechs Monaten, ausgehend von der Ideenfindung über die Computersimulation, die Entwicklung und die Fertigstellung eines Prototyps, dessen Flugtestzulassung beantragt wurde.

Das so entwickelte System ermöglicht es, unbemannte Luftfahrzeuge in Gebieten einzusetzen, die sie nicht selbstständig erreichen können. Im Flug werden die UAV mittels des entwickelten Mechanismus aus dem Heck des Transportflugzeugs abgesetzt, um beispielsweise gezielt Aufklärungsarbeit aus der Luft zu leisten.

Hauptaufgabe der Forschenden des DLR war es, mit Hilfe von numerischen Simulationen Bedingungen zu ermitteln, die ein sicheres Absetzen des UAV vom Transportflugzeug gewährleisten. Das Entstehen großer Auftriebskräfte am aerodynamisch geformten UAV muss ausgeschlossen werden, um eine Kollision zwischen Transportflugzeug und UAV zu verhindern. Diese Herausforderung besteht insbesondere hinter dem Transportflugzeug, wo es zu Luftverwirbelungen kommt. Gleichzeigt soll das UAV nach dem Absetzten in der Lage sein umgehend einen stabilen Flugzustand einzunehmen.

Zu diesem Zweck wurde der Einfluss verschiedener Variablen, wie die Lage des Transportflugzeuges oder die Geschwindigkeit und Lage des UAV relativ zum Transportflugzeug, in aufwendigen numerischen Simulationen untersucht. Da nicht allein die aerodynamischen Kräfte, sondern auch das Antwortverhalten des UAV auf diese Kräfte für ein sicheres Absetzen entscheidend sind, wurden multidisziplinäre Simulationen durchgeführt bei denen der Strömungslöser mit einem Flugmechanikwerkzeug gekoppelt wurde. Zum Einsatz kamen hierbei bewährte DLR-eigene Simulationsmethoden zur Strömungs- und Flugmechanik.

Alle Partner wirkten bereichsübergreifend im Projekt mit. Die Leitung des Projekts sowie die Bereitstellung einer A400M-Laderampe in Originalgröße zur Implementierung des Absetzmechanismus erfolgte durch Airbus, die Firma Geradts GmbH war verantwortlich für den Detailentwurf sowie den Bau des Prototyps des Mechanismus und die Firma SFL GmbH war zuständig für die projektspezifische Modifikation des UAV.

Das Projekt ist Teil der Initiative „Innovationen für FCAS“ (I4 FCAS) mit dem Ziel, deutsche nicht-traditionelle Verteidigungsunternehmen (sogn. non-traditional defence players), die Startups, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) und Forschungsinstitute abdecken, in die Entwicklung des Future Combat Air System (FCAS) einzubeziehen. Diese im April 2020 eingeleitete Initiative wurde vom deutschen Verteidigungsministerium finanziert.

Kontakt
  • Andreas Schütz
    Lei­tung Me­dia|Re­la­ti­ons, Pres­se­spre­cher
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Telefon: +49 2203 601-2474
    Fax: +49 2203 601-3249
    Linder Höhe
    51147 Köln
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