Die Forschung am Institut für Aeronautical Engineering erstreckt sich über alle Disziplinen der Luftfahrttechnik und darüber hinaus über thematisch verwandte Bereiche. Untenstehend sind für eine Auswahl aktueller Forschungsarbeiten die Themen, Inhalte und Ansprechpartner zu finden.
Am Institut für Aeronautical Engineering werden im Rahmen mehrerer Forschungsarbeiten und des Forschungsprojektes ELAPSED elektrische Fantriebwerke mit einstufigen und mehrstufig gegenläufigen Rotoren entworfen und optimiert. Ziel ist die Entwicklung hochperformanter Propulsoren für das elektrische Fliegen, wobei sowohl der Einsatz in UAV's als auch in bemannten Fluggeräten (mehrere verteilte E-Fans) denkbar ist. Das Fan-Prinzip ermöglicht den Einsatz auch bei höheren Fluggeschwindigkeiten und die Gegenläufigkeit verspricht eine kompakte Bauweise bei gleichzeitiger Effizienzerhöhung durch Reduktion von Drallverlusten.
Die Basisauslegung der innovativen Propulsoren erfolgt zunächst mittels einfacher Rechenverfahren. Im Anschluss daran erfolgt eine Nachrechnung unter Verwendung von CFD-Verfahren (RANS), um zu überprüfen, ob das Auslegungsziel erreicht und weitere Verbesserungspotenziale noch vorhanden sind.
Um zwischen den Forschungsarbeiten und aktuellen Triebwerksentwicklungen eine Vergleichbarkeit sicherzustellen sowie eine Grundlage für Forschung an aktuellen Problemstellungen (z.B. Wärmemanagement und hochdynamisches Verhalten kompakter elektrischer Fantriebwerke) zu schaffen, wurde am Institut ein für das universitäre Umfeld geeignete Herstellungsverfahren von CFK-Fanschaufeln entwickelt und validiert. Dieses wurde in die bereits erwähnten CFD-basierten Auslegungstools integriert und erfolgreich für einen, vollständig am Institut konstruierten und gefertigten, Forschungspropulsor mit einer CFK-Fanbeschaufelung angewendet, der Anfang 2023 in Betrieb genommen wurde. Seitdem steht dieser verschiedenen interdisziplinären Forschungsprojekten zur Verfügung. Für die experimentelle Vermessung werden spezielle Prüfstände sowie ein Göttinger-Windkanal des Instituts, ausgestattet mit einem PIV-System (Particle Image Velocimetry), genutzt.
Ansprechpartner: Sebastian Hawner, Prof. Andreas Hupfer
Veröffentlichungen:
Die Professur für Luftfahrtantriebe betreibt mehrere Prüfstände zur Untersuchung und Optimierung kleiner Turbojet-Triebwerke. Die klassische Bauform als reine Turbojet-Triebwerke erzeugt den Schub ausschließlich durch die kinetische Energie des heißen Abgasstrahls. Die kompakten Triebwerke verfügen über eine hohe Leistungsdichte mit einem Schub-Gewichts-Verhältnis von 10. Damit eignen sich diese Antriebssysteme die Anwendung in kleinen unbemannten Luftfahrtsystemen, sogenannten UAVs. Die Entwicklung der zukünftigen Luftverteidigung misst diesen Luftfahrtsystemen im Verbund mit Kampfjets der nächsten Generation hohe Bedeutung bei.
Für diese Aufgaben müssen die kleinen Triebwerke weiterentwickelt werden. Ziel ist die Reduktion des schubspezifischen Verbrauchs sowie Erhöhung des Schubs bei gleicher Baugröße. Eine Schuberhöhung erfordert entweder eine Steigerung des spezifischen Schubs oder Erhöhung des Massendurchsatzes. Die Steigerung der thermodynamischen Parameter sind jedoch durch materialtechnische und konstruktive Grenzen limitiert.
An der Professur für Luftfahrtantriebe wird für Turbojet-Triebwerke bis maximal 1000 N das Konzept der Ejektordüse verfolgt. Diese arbeitet nach dem Venturi-Prinzip und fördert mit Hilfe eines schnell strömenden Primärstrahls ein sekundäres Medium, auch bekannt als Strahlpumpe. Auf diese Weise wird die kinetische Energie des heißen Abgasstrahls (Primärstrahl) durch Einsaugen kalter Umgebungsluft auf eine größere Masse übertragen. Mit dem höheren Massenstrom kann effizienter Schub erzeugt werden. Auf das gleiche Prinzip setzen moderne Turbofan-Triebwerke, welche aufgrund der Komplexität jedoch nicht auf diese Schubklassen miniaturisiert werden können. Weitere Informationen siehe Veröffentlichung "Untersuchungen zu Ejektordüsen an kleinen Fluggasturbinen"
Zur Optimierung der Leistungsfähigkeit der Ejektordüse werden neuartige blütenförmige Primärdüsen entwickelt und getestet. Aufgrund der kompakten Bauweise mit geometrisch komplexen Formen bieten hier vor allem additiv gefertigte Bauteile in Kombination mit neuen Werkstoffen große Verbesserungspotenziale. Am Leistungsprüfstand werden die Temperatur- und Strömungsprofile dieser Düsen vermessen. Weitere Informationen siehe Veröffentlichung "Design and numerical simulation of ejector nozzles for very small turbojet engines"
Im Verbund als Mischer-Ejektordüse konnte bereits eine Schubverstärkung über 10 % nachgewiesen werden. Durch die Mischung des Abgases mit Umgebungsluft im Verhältnis von 1:2 wird zusätzlich die Abgastemperatur gesenkt. Die kühlende Wirkung der Ejektordüse erlaubt die Verwendung von faserverstärktem Kunststoff in direkter Nähe der Düse, was die Integrationsmöglichkeit in die Flugzeugzelle erleichtert. Durch Umformung der Strahlleistung sinken die Geschwindigkeitsgradienten, was zusammen mit der Abschirmung des Abgasstrahls durch den Ejektor zur Reduktion der Lärmemission genutzt werden kann. Weitere Informationen siehe Veröffentlichung "Untersuchung der Lärmemission eines kleinen Turbojet Triebwerks mit unterschiedlichen Düsentypen"
Neben Schubtriebwerken werden auch kleine Wellenleistungstriebwerke untersucht. Zu diesem Zweck wird ein Prüfstand mit bis zu 60 kW Bremsleistung betrieben. Forschungsziel ist die Vermessung und Ermittlung von Kennfeldern um die Eignung dieser Triebwerke für Hybrid-Elektrische Antriebsstränge und Range-Extender zu bewerten.
Ansprechpartner: Ralf Schmidt, Prof. Andreas Hupfer
Experimentelle Untersuchungen am Brennkammerprüfstand bieten die Voraussetzung, detaillierte Informationen zu Verbesserungspotenzialen bei der Brennstoffumsetzung und eine Validierungsbasis für numerische Untersuchungen zu erhalten. Gemessen werden u.a. die Verteilung und die Inhomogenität von Strömungs- und Temperaturwerten am Austrittsprofil der Brennkammer, die Effizienz der Brennstoffumsetzung und die dabei entstehenden Schadstoffemissionen. Darüber hinaus ist es möglich, die Brennstoffzusammensetzung zu variieren und neue Brennstoffe wie z.B. Bio-Fuels unter typischen Triebwerksbedingungen zu untersuchen und detaillierte Emissionsmessungen durchzuführen.
Ansprechpartner: Benedikt Gündling, Marius Rohkamp, Prof. Andreas Hupfer
Die geforderte Effizienz, Sicherheit, Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Betriebsdynamik von Flugtriebwerken erfordern kleinstmögliche Spalte zwischen rotierenden und feststehenden Komponenten. Diese müssen zum einen bei der Montage sinnvoll eingestellt und toleriert werden und zum anderen den Veränderungen aus dem Betrieb heraus angepasst sowie in einigen Fällen im Betrieb passiv bzw. aktiv beeinflusst werden. Der damit verbundene Aufwand und die entstehende Komplexität müssen immer mit den Vorteilen zusätzlicher Maßnahmen für ein verbessertes Spaltverhalten abgewogen werden. Aktuelle Untersuchungen am Institut für Aeronautical Engineering beschäftigen sich mit den verschiedenen Einflussparametern auf Spalthaltung und Spaltwirkung und zeigen mögliche Verbesserungsmaßnahmen bezogen auf das Gesamttriebwerk auf. Durch die Integration funktionaler auxetischer Strukturen ist es möglich, mittels axial aufgebrachter Kräfte den Gehäusedurchmesser und damit den Spalt statisch und dynamisch anzupassen. Aktuelle Forschungsarbeiten beziehen sich auf die Integration auxetischer Strukturen und Identifikation der geometrisch relevanten Einflussparameter. Am Beispiel eines elektrisch angetriebenen Fantriebwerks werden hierzu sowohl numerisch als auch experimentell Untersuchungen durchgeführt.
Die aktuellen Forschungsarbeiten sind eingebettet in das Projekt Electric Aircraft Propulsion - safe, efficienct, digitally linked (ELAPSED) innerhalb von dtec.bw - Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr.
Veröffentlichung: Herter, N., and A. Hupfer. "Anwendung einer innovativen Spalthaltungsmaßnahme an einem elektrischen Fantriebwerk."
Ansprechpartner: Niels Herter, Prof. Andreas Hupfer
Abbildung: Integrationskonzept in ein elektrisch angetriebenes Fantriebwerk
Die Professur für Luftfahrtantriebe betreibt einen Gebläseprüfstand für die Bestimmung von Drossellinien und Leistungsmessung von Ventilatoren nach internationaler Norm (ISO 5801). Durch die intensive Instrumentierung des Prüfstandes sind darüber hinaus auch Parametervariationen und Detailuntersuchungen bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen möglich.
Ansprechpartner: Prof. Andreas Hupfer
Ein Forschungsschwerpunkt am Institut für Aeronautical Engineering widmet sich den Herausforderungen einer Elektrifizierung des Luftverkehrs. Eine wichtige Fragestellung ist dabei, welche besonderen Anforderungen werden an elektrische Flugzeuge – und hierbei insbesondere an deren elektrische Antriebssysteme – gestellt. Durch ihre geringere Reichweite und ihr vergleichsweise geringes Gewicht sind Commuter- und Regionalflugzeuge für eine Elektrifizierung besonders interessant. Mit den Eigenschaften verfügbarer elektrischer Systeme und Energiespeicher sind diese absehbar realisierbar. Außerdem sind die bisher eingesetzten Flugantriebe konventioneller Art bei Kleinflugzeugen durch einige Limitationen geprägt. Elektrische Flugantriebe haben das Potential, einige dieser Limitationen zu beheben.
Die aktuellen Arbeiten beziehen sich vor allem auf die Identifikation und Beschreibung von Anforderungen auf Basis von technischen und ökonomischen Analysen sowie Simulationen. Ziel ist es diese Anforderungen im Kontext existierende und erwartbare technischen Einschränkungen zu bewerten und das Design elektrischer Kleinflugzeuge und deren Antriebe maßgeblich zu verbessern. Dies erfolgt auch in Anbetracht späterer Implikationen auf den gesamten Luftverkehr und der resultierenden Emissionsauswirkungen.
Die aktuellen Forschungsarbeiten werden durchgeführt in Kooperation mit der Professur für eAviation an der TU München (Prof. Dr. Sophie Armanini).
Veröffentlichungen:
Ansprechpartner: Fabian Helmchen M.Sc., Prof. Andreas Hupfer
Für Forschung und Lehre wurde ein einfaches Flugphysik-Rechenprogramm für Hubschrauber entwickelt. Nach Festlegung der Hubschrauberparameter ermöglicht das Programm die Durchführung von Trimmrechnungen, Zeitverlaufsrechnungen (Längs- und Seitenbewegung entkoppelt) sowie Stabilitätsrechnungen in der Längs- und Seitenbewegung.
Über die Berechnung von Flugleistungen hinaus ist das Programm zusätzlich in der Lage, die wichtigsten Fluglasten gemäß den Zulassungsvorschriften für Hubschrauber abzuschätzen und automatisiert auszuwerten. Die zur Modellbildung erforderlichen aerodynamischen Daten (Polaren der Hubschrauberzelle) können bei Bedarf am institutseigenen Göttinger-Windkanal ermittelt werden.
Ansprechpartner: Prof. Markus Dietz
Der Göttinger-Windkanal der Professur verfügt über Messausrüstung zur Durchführung von Polarenmessungen. Dabei können sowohl der Anstellwinkel des Modells als auch dessen Schiebewinkel motorisch verstellt werden. Die aerodynamischen Lasten werden mittels einer 6-Komponenten-Kraftmessdose gemessen. Zu diesem Zweck stehen mehrere Messdosen mit unterschiedlichem Messbereich zur Verfügung.
Bei Bedarf kann die Umströmung des Modells zusätzlich mittels eines Hitzdraht-CTA-Systems untersucht und durch Nebel sichtbar gemacht werden. Für Druckmessungen steht ein 24-Kanal Druckscanner zur Verfügung.
Weitere Informationen zum Windkanal und zur Instrumentierung finden Sie hier.
Ansprechpartner: Prof. Markus Dietz
Entwicklung, Fertigung und Test eines skalierbaren Hochdrucktanks aus Kohlefaserverbundwerkstoff für die kryogene Speicherung von Helium in kosteneffizienter, linerloser Technologie (Typ V)
Das Verbundvorhaben CHiLL in Kooperation mit der Blackwave GmbH hat das Entwicklungs-ziel einen vollständig aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehenden Tank (Typ V) für die Speicherung von Helium bei kryogenen Tiefsttemperaturen und hohen Drücken zu entwickeln, zu fertigen und zu testen. Neben der grundsätzlichen Auslegung solcher Tanks soll auch die Ableitung geeigneter Qualifikationsstrategien, Konstruktions- und Berechnungs-richtlinien erfolgen, welche ein modulares und skalierbares Tankfamilienkonzept unter Ein-beziehung von Qualifikationsmethoden wie beispielsweise der Qualification-by-Similarity erlauben. Ferner ist die wissenschaftliche Aufarbeitung von gezielter Funktionsintegration eines Typ V CFK-Tanks unter zusätzlicher Integration von Sensoren zur Prozess-, Schadens- und Füllstandsüberwachung darzustellen. Durch ihren Einsatz in Trägerraketen müssen diese Tanks sehr anspruchsvolle Anforderungen hinsichtlich Masse, Volumen sowie thermischen und mechanischen Eigenschaften genügen. Die Motivation ist eine Technologiereife dieses kosten- und masseeffizeinten Tankkonzeptes zu erreichen, welche es zukünftig erlaubt die herkömmlichen Typ III und Typ IV Tanks abzulösen, da diese durch ein vergleichsweise hohes Gewicht die wirtschaftliche Nutzung von Trägerraketen einschränken.
Ansprechpartner: Gerrit Rehs
Entwicklung und Qualifikation von kryogenen Niederdruck-Wasserstofftanks aus Faser-Kunststoff-Verbund mit Funktionsintegration in tragende Rumpfstrukturen und Sensoreinbettung zur Prozess-, Schadens- und Füllstandsüberwachung für elektrifizierte bemannte und unbemannte
Flugzeugkonzepte
Das Verbundvorhaben CryoFuselage in Kooperation mit der Universität Bayreuth hat das Entwicklungsziel kryogene Niederdruck-Wasserstofftanks aus Faser-Kunststoff-Verbunden zu entwickeln und mittels einer Funktionsintegration in tragenden Rumpfstrukturen von elektrifizierten bemannten und unbemannten Flugzeugkonzepten zu integrieren. Im Rahmen der Qualitätssicherung und Flugsicherheit sollen die Tanks darüber hinaus durch die Einbettung von Sensoren die Prozess-, Schadens- und Füllstandsüberwachung für diese elektrifizierten Flugzeugkonzepte ermöglichen. Die Motivation ist die effiziente Gestaltung der Speicherung von Wasserstoff und funktionale Nutzung eines Wasserstofftanks integriert in die Struktur des Luftfahrzeugs.
Ansprechpartner: Andreas Scherer
Entwicklung, Fertigung und Zulassung eines Hochdrucktanks aus Kohlefaserverbundwerkstoff für die Speicherung von Wasserstoff in kosteneffizienter, linerloser Technologie (Typ V) zur Anwendung in der
Automobilindustrie
Das Verbundvorhaben DigiTain in Kooperation mit zahlreichen industriellen und wissenschaftlichen Partnern verfolgt das Entwicklungsziel der Schaffung eines innovovativen nachhaltigen Fahrzeugsystems auf Wasserstoffbasis. Ziel der Universität der Bundeswehr München in diesem Projekt ist die Entwicklung, Fertigung und Zulassung eines vollständig aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehenden Tank (Typ V) für die Speicherung von hochbedrücktem Wasserstoff.
Besonderer Fokus seitens der Universität der Bundeswehr liegt hier auf der Optimierung der simulativen Ansätze zur Tankauslegung, welche durch Testkampagnen und dem Einsatz von Sensorsystemen zur Produktions- und Zustandsüberwachung erzieht werden. Daraus ergibt sich eine verbesserte Materialnutzung, wodurch eine Gewichtsreduktion erzieht werden kann. Zudem werden fertigungstechnische Herausforderungen wie die Herstellung von Bossteilen aus Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) und der Verarbeitung von ThinPly-Laminaten im Wickelverfahren behandelt. Neben den mechanischen Herausforderungen gilt es auch die Anforderungen an die Gasdichtheit der Tankwand zu erfüllen. Daraus ergeben sich notwendige praktische Untersuchungen an FKV und geeigneten Materialien für Permeationsbarriereschichten Des Weiteren wird geprüft, ob der Tank auch strukturlasten übernehmen kann, um so eine versteifende Wirkung auf die Karosserie zu bewirken oder weiteren Sekundärleichtbau zu erreichen.
Aufgrund des automobile Umfeld ist eine stete Bewertung der Anwendbarkeit der entwicklenden Lösungen, bedingt durch den branchenüblichen Preisdruck, durchzuführen. Die Motivation dieses Projekts ist neben der Gewichtsreduzierung, die Reduzierung der Abweichung zwischen Simulation und Bauteilbeschaffenheit sowie die Entwicklung eines für die Automobilindustrie zulässigen und geeigneten Typ-V Tanks.
Innovatives Flüssigwasserstoff Tankkonzept
Das Projekt INTAKT in Kooperation mit Airbus Defence and Space GmbH / Airbus Central R&T, der Universität Bayreuth und der Technischen Universität München verfolgt das Ziel der Entwicklung, Fertigung und Validierung eines linerlosen Tankkonzeptes aus Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) zur Speicherung kryogenen Wasserstoffs. Die Besonderheit dieses Konzeptes liegt im mehrschichtigen funktionalen Tankwandaufbau, welcher eine kontrollierte H2 Permeation durch die innere Tankwand zulässt und eine Zuführung der Leckage an den Endverbaucher ermöglicht. Zudem stellen eingebettete Sensoren Prozess-, Schadens- und Füllstandsdaten bereit, mit dessen Hilfe eine Vorhersage der Lebensdauer des Tanks getroffen werden kann. Die Motivation dieses Projekts ist die Entwicklung eines effizienten Flüssigwasserstoff-Speichers mit hoher, vorhersehbarer Nutzungsdauer, welcher durch intelligente Sensorik und multipler Funktionsschichten zu einem wirtschaflichen Einsatz von Wasserstoff als Energieträger in der Luftfahrt beiträgt.
Ansprechpartner: Maximilian Korff
Aufbau eines neuentwickelten, modularen LOX-Prüfstands samt Infrastruktur zur Untersuchung der äußeren Einflüsse und des Reaktionsmechanismus in flüssigem Sauerstoff
Im Rahmen des Projekts MODULOX wird ein LOX-Prüfstand (Liquid Oxygen) an der UniBw M aufgebaut, der die vorherrschenden Einflussparameter auf die LOX-Kompatibilität von Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff anhand der vorgegebenen Norm identifiziert. Die Abläufe der LOX-Kompatibilitätsprüfungen sind genausten in der Norm ASTM G86 definiert. Allerdings sind bisher unbekannte Einflussparameter und Reaktionsmechanismen für stark abweichende Ergebnisse der Untersuchungen verantwortlich. Zwar ist der Ablauf genaustens definiert, die Versuchsbedingungen sind es allerdings nicht. Ziel ist es einen Prüfstand aufzubauen, der mögliche Umwelteinflüsse/Umgebungseinflüsse und sonstige Einflussparameter auf den Reaktionsprozess identifiziert und somit ein erweitertes Verständnis über den Prüfprozess und Reaktionen des CFK-Materials mit LOX ermöglicht. Ziel ist reproduzierbare Versuchsabläufe und Umgebungseinflüsse zu definieren und die Reaktionsmechanismen zu untersuchen.
Der Aufbau des LOX-Prüfstandes wird dabei modular gestaltet und mit umfangreicher Messtechnik ausgerüstst, um das Verständnis über den Reaktionsprozess einer CFK-Probe im flüssigen Sauerstoff zu erweitern. Mithilfe des Prüfstands sollen äußeren Bedingungen und deren Einflüsse klar definiert werden . Nur so lassen sich vergleichbare und reproduzierbare Versuchsparameter definieren.
Ansprechpartner: Philipp Marin
An der Professur für Flugmechanik und Flugregelung des Instituts für Aeronautical Engineering wird im Rahmen des Forschungsprojekts ELAPSED eine Systemsimulation für einen elektrisch angetriebenen, hocheffizienten Motorsegler aufgebaut und damit Untersuchungen zu Flug- und Missionsleistungen durchgeführt.
Dabei werden automatisierte Missionen, Pilot-In-The-Loop Simulationen sowie vernetzte Hardware-In-The-Loop Prüfstände zur Verifikation und Validierung von Anforderungen genutzt.
Die Modellierung und Echtzeit-Simulation von Systemkomponenten wie Batterie (inkl. BMS) oder Motor stellt ebenso einen Fokus dieser Forschung dar.
Ansprechpartner: M. Sc. Luca Hein, Prof. Dr.-Ing. Stephan Myschik
Schlüsselwörter: Künstliche Intelligenz, Modellbasierte fehlertolerante Regelung, Rekonfiguration, Machine Learning, Selbstheilende Systeme
Im Rahmen des dtec.bw Forschungsprojekts (K)ISS - Künstliche Intelligenz auf der ISS - erforschen wir an Professur für Flugmechanik und Flugregelung die Anwendung von Rekonfigurationsalgorithmen zur Steigerung der Verfügbarkeit und Sicherheit des Lebenserhaltungssystems (ECLSS) an der ISS.
Die Rekonfiguration einer Regelung beschreibt den Prozess der Anpassung oder Neuauslegung eines Reglers, nachdem ein kritischer Fehler (Aktuator-, Strecken- oder Sensorfehler) aufgetreten ist. Dazu werden implizite und explizite Redundanzen des Systems genutzt.
Die Algorithmen sind teils der mathematischen Logik (Satisfiability Problem, automatisiertes logisches Schlussfolgern) als auch dem Bereich der fehlertoleranten Regelung (Pseudo-Inverse Methode, Markov Parameter Ansatz) entlehnt. Die notwendigen Modelle der hybriden dynamischen Systeme werden aus Sensordaten automatisiert gelernt (Machine Learning)
Neben dem Lebenserhaltungssystem betrachten wir auch weitere komplexe, hochdynamische Systeme, wie z.B. Multirotoren (Quadrocopter etc.), um ein Transfer der Forschungsergebnisse auf Flugregelungsapplikationen zu erreichen.
Ansprechpartner: M. Sc. Benjamin Kelm, Prof. Stephan Myschik
Im Rahmen des ELAPSED-Forschungsprojekts wird eine modulare Softwareentwicklung für sicherheitskritische Systeme gemäß den Normen DO-178C und DO-331 durchgeführt. Hierbei wird Software für einen Batteriecontroller in Verbindung mit einem neuartigen Batteriemanagementsystem auf Basis der Multilevel-Technologie sowie für einen Motorcontroller entwickelt. Für den Softwareentwicklungsprozess wird ein Build-Tool implementiert.
Die entwickelte modellbasierte Software wird anschließend in einem Hardware-in-the-Loop (HIL)-Teststand getestet. Darüber hinaus werden diese Komponenten in naher Zukunft in das fliegende Testfahrzeug integriert.
Weiterführend wird zur automatisierten Verifizierung und Validierung ein Continuous Integration Server eingerichtet.
Ansprechpartner: M. Sc. Purav Panchal, Prof. Stephan Myschik
An der Professur Flugmechanik und Flugregelung des Instituts für Aeronautical Engineering wird an neusten nichtlinearen Flugregelungen für elektrisch angetriebene Transitionsvehikel in Simulationen und Realflugversuchen geforscht.
Die Besonderheit dieser Transitionsvehikel bzw. eVTOLs (engl. Electronical Vertical Take-Off-and-Landing-Vehicles) sind die verschiedenen Flugphasen, bestehend aus Schwebeflug (Hover), aerodynamischer Flug (Wingborne) und der Transitionsphase. Ein solches Transitionsvehikel wurde an der Professur entwickelt. Es ist als Starrflügler-Konzept mit Impellern und Schubvektorsteuerung ausgelegt. Es soll mit einer thermalen und optischen Kamera Brandherde identifizieren und beobachten.
Das eVTOL soll zunächst als Versuchsträger für Realflugversuche dienen. Durch den Einsatz der nichtlinearen Regelungsstrategien, wie etwa der inkrementellen nichtlinearen dynamischen Inversion (INDI) soll das Luftfahrzeug primär stabil und gleichzeitig hochdynamisch ohne diskrete Umschaltvorgänge durch alle Flugphasen gesteuert werden.
Ansprechpartner: Hptm. M. Sc. Denis Surmann, Prof. Dr.-Ing. Stephan Myschik