ULTRA - Unmanned Low-Cost Testing Research Aircraft

ULTRA - Unmanned Low-Cost Testing Research Aircraft

Entwicklung von unbemannten skalierten Flugversuchsträgern zur Erprobung von innovativen Konzepten und Methoden des hoch- automatisierten Fliegens

 

Fachgebiet:

Flug- und Systemautomation

Mitarbeiter:

M. Krings

Die zunehmende Automatisierung von Flugzeugsystemen führt auf eine Reihe komplexer Fragestellungen rund um die Systemtechnik zukünftiger Flugzeuge. Dieser Tatsache wird am Institut für Flugzeug-Systemtechnik im Rahmen des Projekts ULTRA (Unmanned Low-cost Testing Research Aircraft) Rechnung getragen. Mit dem Aufbau einer skalierten Flugversuchsfähigkeit wird eine grundlegende Entwicklungs- und Testinfrastruktur geschaffen, welche in vergleichbarer Form auch in Industrieprojekten zum Einsatz kommt. Dazu zählt die Möglichkeit des Flugversuchs mit Versuchsträgern wie dem kostengünstigen skalierten ULTRA-Motorsegler oder dem bemannten Ultraleicht-Flugzeug SPRINT, aber auch eine entsprechende Labor-Infrastruktur mit der Möglichkeit zur Software-In-The-Loop (SITL) und Hardware-In-The-Loop (HITL) Simulation. Sowohl zur flugmechanischen Analyse der in realen und virtuellen Flugversuchen generierten Daten als auch zur Systemidentifikation und zur Bewertung struktureller Lasten stehen entsprechende Toolketten zur Verfügung. Damit ist das ULTRA-Projekt eine ideale Plattform für die Erprobung neuer Technologien (Hardware und Software) im Bereich der Luftfahrttechnik. Neben dem Aufbau von Flugversuchsfähigkeiten, der Entwicklung und Erprobung von Methoden und Algorithmen zur Systemidentifikation werden im Rahmen des Projekts ULTRA neue Konzepte zur Systemautomation verfolgt. Schwerpunkt bilden hier Fragestellungen rund um das Thema "Hochautomatisierten Fliegen". Neben fortschrittlichen Methoden und Algorithmen zur Flugregelung und Bahnplanung werden neue gesamtheitliche Konzepte im Bereich der Flugsteuerung und -konfiguration untersucht, wobei auch über die Grenzen der Envelope bemannter Flugzeuge Flugzustände erflogen werden können.

Die Versuchsträger

Als Versuchsträger werden eine HK36R Super Dimona und eine Extra 300 im Maßstab 1:3 eingesetzt. Hierbei handelt es sich um einen Motorsegler in Tiefdeckerkonfiguration sowie ein Kunstflugzeug. Neben einer Anlage zur Erfassung der flugmechanischen Zustandsgrößen umfassen diese Versuchsplattformen dSPACE Echtzeitsysteme für einen hoch automatisierten Betrieb. Zusätzlich ist Sensorik zur Erfassung der Luftdaten, des Bodenabstands und des Bodenkontakts integriert.

Die mobile Bodenstation

Die Bodenstation bietet Platz für bis zu drei Arbeitsplätze und eine Infrastruktur, welche es ermöglicht, den Flugversuch zu steuern, zu überwachen und die über ein drahtloses Netzwerk empfangenen Daten zu analysieren.
Zudem werden zusätzliche Informationen wie das aktuelle Wetter und GPS-Korrekturdaten für die Flugversuchskampagnen zur Verfügung gestellt.

Die Labor-Infrastruktur

Die Labor-Infrastruktur stellt eine Umgebung zur Verfügung, die es erlaubt innerhalb eines Rapid-Prototyping-Prozesses schnell und zuverlässig neue Technologien in den Bereichen Flugregelung, Systemautomation und Missionsmanagment in den Flugversuch zu bringen. Aufgrund des strukturellen Aufbaus besteht zudem die Möglichkeit, Methoden der verteilten Echtzeit-Simulation zu erproben.

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