Advancing Aviation Through Innovation

Im Verbundvorhaben AVaSTA (Advanced Variable Stability Training Aircraft) wird ein innovatives Trainingsflugzeug zur Ausbildung von Testpilotinnen und Testpiloten (TP) sowie Flugversuchsingenieurinnen und Flugversuchsingenieuren (FTE) entwickelt. Durch eine experimentelle, elektronische Flugsteuerung können die Flugeigenschaften per Software verändert werden (Variable Stability Aircraft, VSA).

Problemstellung des Verbundvorhabens:

In der Ausbildung von Testpilotinnen und Testpiloten (TP) sowie Flugversuchsingenieurinnen und Flugversuchsingenieuren (FTE) müssen gemäß den EASA-Anforderungen unterschiedliche Flugzeugtypen eingesetzt werden. Dazu gehören Flugzeuge mit Turbinen und Kolbenmotoren. Gründe hierfür sind die unterschiedlichen Flugeigenschaften, auf die sich Testpilotinnen und Testpiloten einstellen können müssen. Besonders wichtig für TP und FTE ist es, diese Eigenschaften qualifiziert bewerten zu können, so dass dies in die Entwicklung neuer Flugzeuge einfließt. Hierfür soll ein innovatives Trainingsflugzeug entwickelt werden. Durch eine experimentelle, elektronische Flugsteuerung sollen die Flugeigenschaften verändert werden können (Variable Stability Aircraft, VSA).

Übergeordnete Projektziele:

Im Verbundvorhaben AVaSTA (Advanced Variable Stability Training Aircraft) wird ein innovatives Trainingsflugzeug zur Ausbildung von Testpilotinnen und Testpiloten (TP) sowie Flugversuchsingenieurinnen und Flugversuchsingenieuren (FTE) entwickelt. Durch eine experimentelle, elektronische Flugsteuerung können die Flugeigenschaften per Software verändert werden (Variable Stability Aircraft, VSA).

Mit dem VSA ist es möglich, zukünftigen TP und FTE unterschiedliche Flugeigenschaften im Flug zu demonstrieren. So können die TP und FTE auch schwer fliegbare Flugzeuge im realen Flug kennenlernen, um so ihre Bewertungskompentenz zu schulen. Auch lassen sich damit moderne Flugreglerkonzepte effizient auf einem Leichtflugzeug demonstrieren, die sonst nur auf großen „Fly-by-wire“ Flugzeugen existieren.

Im Vergleich zu den sonst für diesen Zweck verwendeten Business Jets wird der Einsatz eines Leichtflugzeugs (Remos GX) den Umwelteinfluss erheblich reduzieren und die Betriebskosten senken.

Geplante Durchführung:

Mit der Remos GX betreibt messWERK ein Flugzeug, das bereits über ein experimentelles, zugelassenes Flugsteuersystem verfügt. Das DLR hat für dieses Flugzeug bereits ein hochgenaues Simulationsmodell entwickelt, so dass gezielt an der Weiterentwicklung des Flugreglers gearbeitet werden kann. Zusätzlich soll ein aktiver Steuerknüppel in die Remos integriert werden, um beliebige Steuereigenschaften im Flug darzustellen. Euro Flight Test (EFT) wird als Testpilotenschule und erster Anwender die Anforderungen an das Trainingssystem definieren und die Ergebnisse in einer Praxiserprobung validieren. Die Innovation besteht darin, die Technik in eine neue Flugzeugkategorie zu bringen, einem Kleinflugzeug.

Flugreglersoftware für die In-Flight-Simulation

Das DLR entwickelt die Flugreglersoftware für die In-Flight-Simulation (IFS) sowie die Implementierung der echtzeitfähigen Software auf dem Bordrechner der Remos GX. Basierend auf dem beim DLR vorhandenen Simulationsmodell wird die Flugreglersoftware so weiterentwickelt, dass gezielt die Flugeigenschaften des Flugzeugs verändert werden können. Die Flugreglersoftware beinhaltet die Ansteuerung der Servos für die drei Primärsteuer in der Roll-, Nick- und Gierachse und die Steuerkraftsimulation am Active Stick. Basierend auf den Steuereingaben der Pilotin oder des Piloten und den über die Sensorik gemessenen Flugzeugbewegungen werden die drei Primärsteuer und die Steuerkräfte am Stick so angepasst, dass sich die definierten Flugeigenschaften möglichst genau ergeben.

Zur Erreichung der geforderten Genauigkeit sollen modernste Ansätze der Flugregelung angewendet werden, in diesem Fall die explizite Modellfolgeregelung. Hierzu wird ein genaues mathematisches Modell der Remos GX eingesetzt, das beim DLR zur Verfügung steht. Bei der Modellfolgeregelung wird das Sollverhalten, also die gewünschten Flugeigenschaften, im sogenannten Modellblock umgesetzt. Ein nichtlinearer Modellfolgeregler sorgt dafür, dass sich das Sollverhalten einstellt. Der Versuchspilot steuert das Modell eines virtuellen Flugzeugs.