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Laserbasierte Optische Luftdatenerfassung
Die laserbasierte optische Luftdatenerfassung bietet ein großes Potenzial für die Flugsicherheit und die Reduktion des Treibstoffverbrauchs. Die Warnung vor Turbulenzen in Reiseflughöhen oder die adaptive Lastreduktion von Flugzeugstrukturen werden durch laserbasierte Sensorik mit einer entsprechend hohen Datenrate ermöglicht. Die Realisierung von Formationsflügen von Flugzeugen zur Treibstoffreduktion auf transatlantischen Strecken kann durch eine entsprechende Sensorik unterstützt werden.
Optical Air Data
FAME Testflug
Piloten benötigen stets zuverlässige Informationen über den Zustand und die Umgebungsbedingungen ihres Flugzeugs. Die Instrumentierung im Flugzeug liefert wichtige Daten, wie Geschwindigkeit, Strömungswinkel, Flughöhe und Außentemperatur. Am Institut für Technische Physik ergänzen wir konventionelle Messmethoden, wie Pitot-Statik-Systeme, durch die Entwicklung und Evaluierung von laserbasierten optischen Sensorsystemen. Diese Systeme zeichnen sich durch eine höhere Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit aus. Zu den untersuchten Techniken gehören die Laser-Doppler-Anemometrie, Lidarverfahren und interferometrische optische Messtechniken.
Für einen modernen, sicheren und immer komplexeren Luftverkehr müssen die Piloten jederzeit absolut zuverlässig über Flugstabilität, Fluglage sowie Flughöhe und Kurs ihres Flugzeugs informiert sein. Die Luftdatensensorik liefert ihnen dabei die grundlegenden Flugparameter, wie:
- Luftdruck,
- Strömungsgeschwindigkeit,
- Anstellwinkel,
- Temperatur.
Daraus erhalten die Piloten neben den Informationen über Flughöhe und Fluggeschwindigkeit vor allem wichtige Warnmeldungen, um einen Strömungsabriss, der den Auftrieb der Tragflächen unterbrechen kann, zu verhindern.
Diese Daten liefern bislang Sensorsysteme, wie Pitot-Rohre (Druckmesser), Anströmwinkelmesser sowie Thermometer, die außen am Flugzeugrumpf angebracht sind. Die Flugsicherheit hängt hierbei entscheidend von der Verlässlichkeit dieser Messdaten ab.
Am Institut für Technische Physik befassen sich Wissenschaftler und Techniker mit der Fragestellung, ob lasergestützte, optische Sensorik in ihrer Zuverlässigkeit und Genauigkeit konventionelle Messsysteme zur Flugdatenerfassung ergänzen oder sogar ersetzen kann. Das Ziel besteht insbesondere darin, Messmethoden zu erproben, die ein Messvolumen besitzen, welches einen deutlich reduzierten Strömungseinfluss durch den Flugzeugrumpf selbst aufweist. Dieser Vorteil optischer Sensorsysteme ist insbesondere durch ihre seitliche Ausrichtung zum Flugzeugrumpf gegeben. Daraus resultiert auch eine höhere Sicherheit gegen Vereisen oder Verschmutzung gegenüber konventionellen, rumpf- oder tragflächennahen Messsonden.
Am Institut werden luftfahrtgeeignete Laser- und Detektorsysteme auf Basis temperatur- und drucksensitiver Absorptionsspektroskopie sowie lasergestützter Doppler-Anemometrie für den Flugeinsatz entwickelt und bewertet.
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Kontakt
Jochen Speiser
Abteilungsleiter
Institut für Technische Physik
Festkörperlaser und Nichtlineare Optik
Tel: +49 711 6862-451