Modulare intelligente Datenerfassung

MIND

Innerhalb des 6. Luftfahrtforschungsprogrammes (LuFo VI-1) des BMWK (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz)vwar das Institut für Flugsystemtechnik im Projekt MIND (Modulare intelligente Datenerfassung) beteiligt. Das Verbundprojekt von Safran Data Systems GmbH (Verbundführer), Vectoflow GmbH, edm aerotec GmbH und dem DLR hatte zum Ziel, ein modulares, flugtaugliches Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem inklusive der Erprobung mit unserem DLR-eigenen koaxialen UL-Forschungshubschrauber (UL=Ultraleicht) zu entwickeln und zu verifizieren. Als erster Anwendungsfall für das System dienten Flugversuche für die Optimierung des Heckauslegers, gemeinsam mit dem Hersteller des UL-Hubschraubers edm aerotec.

Die Firma Safran Data Systems GmbH entwickelte im Projekt ein neuartiges, sogenanntes On-Board Processing Modul (OBP) sowie innovative, bidirektionale Softwareeingangs-, und -ausgangsschnittstellen. Die Firma Vectoflow GmbH testete ihre 3D-gedruckten, innovativen Strömungssonden. Das DLR-Institut für Flugsystemtechnik und das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnikentwickelten Anwendungsfunktionen zur intelligenten Datenverarbeitung, validierte die entwickelten Methoden im Flugversuch und führte mit ihren numerischen Simulationsprogrammen die aerodynamische und flugmechanische Optimierung der Leitwerke und des Heckauslegers durch.

Im Rahmen des Projektes wurde in den DLR-Hubschrauber CoAX nicht nur das Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem von Safran eingerüstet, auch ein Nasenmast sowie Strömungs- und Druckmesssonden am Heckleitwerk wurden installiert. Über eine Adapterplatine griff das Datenerfassungssystem in MIND auch auf die zahlreichen Sensoren der DLR-eigenen Instrumentierung zu, u.a. IMU-Daten (Inertial Measurement Unit), DMS (Dehnmessstreifen) zur Erfassung von Heckauslegermomenten und Steuerkräften, Winkelgeber zu Erfassung der Steuerwege usw. Alle erfassten Messdaten (inkl. Strömungsmessdaten, Drücke, Videodaten usw.) wurden mit dem Safran Datenerfassungssystem zeitsynchronisiert aufgezeichnet.

Zusätzlich wurden am Höhenleitwerk Wollfäden aufgeklebt, deren Bewegung mit zwei Kameras im Flug gemessen wurden um Informationen über das Strömungsverhalten am Höhenleitwerk im Flug zu erhalten. Diese Aufnahmen wurden für die Validierung von CFD-Rechnungen (CFD, Computational Fluid Dynamics) verwendet.

Mit Hilfe aeromechanischer Simulationen wurde das Heckleitwerk optimiert und Verbesserungspotenzial aufgezeigt. Außerdem wurden Online-Funktionen zur Strukturüberwachung (Health and Usage Monitoring System) durch das DLR demonstriert. Anomalien in der Heckauslegerschwingung wurden damit online erkannt und darauf basierend eine Warnung ausgelöst. Zusätzlich wurde eine Funktion zur Online-Windschätzung auf der neuartigen Hardware von SAFRAN durch das DLR implementiert und getestet.

Projekt

MIND

Laufzeit

Juli 2020 – Oktober 2024

Forschungsbereich

Luftfahrt

Beteiligte DLR-Institute

Institut für Flugsystemtechnik (Projektleitung)

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik

Einrichtung Flugexperimente

Mitwirkende

SAFRAN Datasystems GmbH

Vectoflow GmbHedm

aerotec GmbH

Finanzierung

LuFo VI-1

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Kilmaschutz

Projektleitung

Daniel Müller

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