Flugmechanik und Flugregelungssysteme

Der Themenschwerpunkt

Dieses Team befasst sich mit dem Themenschwerpunk Flugmechanik und Entwicklung von Flugregelungssystemen.

Kleine Flugzeughersteller verzichten während der Entwicklung neuer Flugzeugtypen auf die Erarbeitung von genauen Flugdynamikmodellen, da dies eine zu grosse finanzielle Hürde darstellen würde. Deshalb müssen allenfalls auftretende problematische Flugverhalten, zum Beispiel bei den Handling Characteristics, im Nachhinein mit Trial & Error-Methoden behoben werden. Im heutigen Markt entwickeln sich aber solche Flugeigenschaften zu treibenden Verkaufsargumenten. Diese Tatsache unterstreicht die Notwendigkeit der Anwendung von durchdachten Vorhersagemöglichkeiten in Form von effizienten Flugdynamikmodellen des zu entwickelnden Flugzeugs. Mit der am Zentrum für Aviatik vorhandenen Erfahrung mit Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt (General Aviation) können hochgesteckte Ziele in der Flugzeugentwicklung, der Entwicklung von Flugkontrollsystemen und Simulationen besser erreicht werden.

Ein weiterer Kompetenzbereich des Zentrums für Aviatik sind unbemannte Flugzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAV). Während schon heute unzählige Anwendungsgebiete für diese Geräte existieren, sind die Sicherheitsbestimmungen noch vage und von Land zu Land unterschiedlich. Hersteller und Aufsichtsbehörden versuchen momentan, ein operationelles Konzept auf die Beine zu stellen, mit welchem einerseits die Vielfältigkeit der Anwendungen von unbemannten Flugzeugen nicht beschnitten wird und aber auch die Sicherheit von Personen am Boden und in der Luft sichergestellt wird. Das Flugmechanik und Flugregelungssysteme-Team befasst sich ebenfalls mit dem Sicherheitsaspekt von unbemannten Fluggeräten und steht Ihnen bei Zertifizierungsprozessen in beratender Form zur Seite.

Dienstleistungen

Der Themenschwerpunkt Flugmechanik und Flugregelungssysteme bietet Ihnen folgende Dienstleistungen:

• Consulting bezüglich Definition, Spezifikation und Entwicklung von Flugkontrollsystemen und Autopiloten für Flächenflugzeuge und Drehflügler (von Systemen mit beschränkter Steuerautorität, bis zu kompletten fly-by-wire Systemen)
• Parameterschätzung (Parameter Estimation) für flugmechanische Modellierungen und Flugsimulationsmodelle
• Echtzeitsimulationen von Flugkontrollsystemen in unserem ReDSim und HiSim
• Entwicklung von komplexen Simulationsmodellen für Off-Line- und Real-Time-Simulationen
• System Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) als externe/r Hörer/In
• Weiterbildungskurs in JARUS Specific Operation Risk Assessment (SORA)

Laboreinrichtungen

Das Flugmechanik- und Flugregelungs-Team ist für die Anwendung, Wartung und Weiterentwicklung der folgenden Laboreinrichtung zuständig:

• ReDSim - Rekonfigurierbarer und flexibler Forschungssimulator
  Forschungssimulator des ZAV zur Simulation von dynamischen Flugzeugmodellen und der Durchführung von Real-Time-Simulationen.
• HiSim - High Fidelity Simulator
  Forschungs- und Entwicklungsflugsimulator mit Bewegungsplattform und Virtual-Reality-Sichtsystem.
• UMARS 2.0 - Unmanned Modular Airborne Research System
  Unbemannte, modulare Forschungsdrohne des Zentrums für Aviatik zur Erhebung von Atmosphärendaten und anderen Anwendungen.

Projektbeispiele

Folgende Projekte werden oder wurden vom Flugmechanik und Flugregelungssysteme-Team bearbeitet:

• HORUS - High Operational Reliability for Unmanned Systems
  Überwachungssystem für unbemannte Fluggeräte zur Verbesserung der operationellen Sicherheit in Hinblick auf zukünftige Regulationen für UAS.
• MODEL-SI - Digital Twin Fallstudie für Sicherheitsstandards in der Luftfahrt
  Erforschung des Einsatzes eines Digital Twins bei der Entwicklung, den Prozessen und dem Betrieb von eVTOLs und Drohnen im Rahmen der Lufttüchtigkeitszulassung.
• WHeSI - White-Box Helicopter System Identification
  Systemidentifizierung eines physikbasierten nichtlinearen Helikopter-Modells im Zeitbereich.
• CATL Collective and Throttle Lever
  Zukunftsweisende Entwicklung von Steuerelementen für Tiltrotors und Compound Helicopters
• Generischer Collision Avoidance Algorithmus
  Ein generischer Algorithmus zur Vermeidung von Kollisionen in dicht belegten Lufträumen.
• Potentielle Master- und Doktorarbeiten
  Mögliche Arbeiten in Zusammenarbeit mit dem ZAV mit Fokus auf Flugmechanik und Flugkontrollsysteme

Weiterbildungskurse

Folgende Weiterbildungsangebote werden vom Flugmechanik- und Flugregelungssysteme-Team angeboten:

• Teilnahme am System Reliability, Availability, Maintainability und Safety (RAMS) Kurs als externer Hörer
  Kurs in RAMS-Prinzipien und deren Anwendung

• Kurs in Specific Operation Risk Assessment (SORA)
  Weiterbildungskurs im JARUS Specific Operation Risk Assessment Prozess und dessen Anwendung.