DLR simuliert Absetzen von unbemannten Luftfahrzeugen aus fliegendem A400M
9. März 2021 | Kooperation mit Airbus
DLR simuliert Absetzen von unbemannten Luftfahrzeugen aus fliegendem A400M
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
The development of the UAV Launcher project has been performed in a non-traditional way in only half a year in a close cooperation between Airbus, DLR, Geradts GmbH and SFL GmbH. It included concept, development and production of a UAV Launcher prototype for the A400M.
Bild: 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.
