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Projektbericht Luftfahrt | T&M Lösungen

Luftstrommessung im elektrischen Privatflugzeug

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Das Elektroflugzeug Silverwing der TU-Delft verfügt über einen Strömungssensor, bestehend aus einer 5-Loch-Staudrucksonde und einer bordeigenen Messeinheit. Strömungsparameter wie Fluggeschwindigkeit, Anstellwinkel und Side-Slip-Winkel sorgen dafür, dass das Flugzeug stabil und effizient fliegen kann.

Im Juni 2018 begann eine kleine Gruppe von Studenten der TU Delft mit dem Entwurf eines elektrischen Privatflugzeugs für den Boeing GoFly-Wettbewerb. Der GoFly-Preis wurde initiiert, um Innovationen in der Luftfahrtindustrie zu beschleunigen. Im Mittelpunkt steht hierbei die Entwicklung der persönlichen Luftverkehrs-Mobilität. Nachdem die Gruppe der TU Delft die erste Phase des Wettbewerbs mit ihrem Konzeptentwurf gewonnen hatte, wuchs "Silverwing" schnell zu einem Team von 34 Studenten mit unterschiedlichem Hintergrund und unterschiedlicher Nationalität heran.

Durch die sorgfältige Validierung der konzeptionellen Entscheidungen und die weitere Detaillierung des Silverwing-Designs gewann dieses neue Team auch den zweiten Teil des Wettbewerbs. Der dritte und letzte Teil war der ultimative Test: Das Team musste sein Flugzeug in den USA bauen, testen und schließlich vorführen.

Das endgültige Design von Silverwing, die S1, ist ein Heckstarter mit einem festen Hauptflügel, zwei Düsenpropellern - angetrieben von zwei Elektromotoren - und einer verstellbaren Tragfläche vorne. Dadurch kann das Flugzeug vertikal starten und landen und benötigt nur den Platz eines geparkten Autos. Nach dem Start neigt sich das Flugzeug um 90 Grad nach vorne und fliegt mit seiner effizienten Tragflächenkonstruktion zum Zielort. Die Landung erfolgt dann wieder in der senkrechten Position.

Aeroprobe Staudrucksonde und Micro Airdata Computer

Bei einer durchschnittlichen Reisegeschwindigkeit von 140km/h im Horizontalflug spielt die Aerodynamik eine entscheidende Rolle für das dynamische Flugverhalten der S1. Aus diesem Grund verfügt das Flugzeug über ein spezielles Mehrzweck-Luftstrom-Messgerät, das von Althen Sensors and Controls und Aeroprobe bereitgestellt wird. Der Strömungssensor besteht aus einer 5-Loch-Staudrucksonde, die am Rumpf des Flugzeugs montiert ist, und einer bordeigenen Messeinheit "Serenity", die aus den gemessenen statischen und dynamischen Luftdrücken Strömungsparameter ableitet (u.a. Fluggeschwindigkeit, Anstellwinkel und Side-Slip-Winkel). All dies sind wichtige Informationen, um sicherzustellen, dass die S1 stabil und effizient fliegen kann.

Aufgrund ihrer geringen Größe konnte die Staudrucksonde leicht in die enge Flugzeugkonstruktion integriert werden. Die Kombination aus Staudrucksonde und Micro Airdata Computer "Serenity" wurde ab Werk vollständig kalibriert geliefert.

Die Kommunikation zwischen dem DAQ und dem Flugcomputer an Bord erfolgt komfortabel über das universelle RS-232-Kommunikationsprotokoll.

Team Silverwing Fly-Off Ergebnisse

Im Februar 2020 reiste das Team in die Vereinigten Staaten, um die S1 zu präsentieren. Obwohl es noch nicht in der Lage war, vollständige Betriebstests durchzuführen und das Flugzeug komplett horizontal zu steuern, konnten bei starkem Wind steile Anstiegswinkel geflogen und so die Staudrucksonde auf die Probe gestellt werden.

Die Suche und Beschaffung eines Sensors, der genau den technischen Anforderungen und dem finanziellen Budget entspricht, kann eine schwierige Aufgabe sein. Dank Althens Engagement, das Team bei dem komplexen Projekt zu unterstützen, war diese Herausforderunge keine Hürde mehr für das Team. Die Studenten von Silverwing sind stolz darauf, Althen Sensors and Control als einen seiner führenden Partner bezeichnen zu können.

Silverwing: "Bei Innovation geht es darum, die Grenzen des Möglichen zu finden". Wir sind sehr stolz auf das, was das Team in diesem Jahr erreicht hat

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