Zachern ist die systematische Erprobung von Flugeigenschaften mit einfachen Hilfsmitteln: Neben der Standartinstrumentierung des Flugzeugs werden nur Stoppuhr, Kraft-, Weg- und Winkelmesser verwendet; Die Kunst liegt darin, Steuereingaben so kontrolliert an das Flugzeug weiterzugeben, dass die Ergebnisse vergleichbar und reproduzierbar sind. Auf einem Kniebrett dokumentieren die Pilot:innen parallel die ermittelten Werte und Beobachtungen. Die idaflieg bildet seit Jahrzehnten kompetente Messpilot:innen mithilfe der Zachermethode aus, die später eigenständig Flugversuche durchführen sollen, wie bei der Erprobung von Prototypen.
Die Qualität eines Zacherprotokolls, die Dokumentation der Flugeigenschaften, ist von Natur aus abhängig von den Wetterbedingungen und den Fähigkeiten der Messpilot:innen; Wie exakt können Rollwinkel und Fahrt eingestellt und gehalten werden? Wie gut wurde ein Ruderausschlag abgeschätzt? Oder haben Störeinflüsse wie Turbulenz das Ergebnis verfälscht?
Das Sondermessprojekt „Digitales Zachern“ der Akaflieg Braunschweig beschäftigt sich mit genau diesen Fragen und zielt darauf ab, die Flugmanöver wissenschaftlich auszuwerten und den Pilot:innen Feedback zu ihren Flugleistungen geben. Mit einem Messpod wird der Zacherflug überwacht; Die schriftlichen Zacherprotokolle eignen sich dabei perfekt als Referenzwerte, um die Messdaten auf Plausibilität zu überprüfen. Auf dem Sommertreffen geht’s an den ersten Härtetest: Überlebt die Messsonde den alltäglichen Betrieb und die Studierenden?
Das komplette Zacherprotokoll ist über eine Handy-App aufrufbar und macht das Hinzufügen von Metadaten kinderleicht. So wird der Flug in Abschnitte geteilt, die jeweils durch Flugzeugkonfiguration und das durchgeführte Manöver charakterisiert werden. Während des Fluges dient die App als Primary Flight Display (PFD); Das heißt, Pilot:innen haben direkte Einsicht auf die Live-Daten ihres Steuerkurses, Roll- und Schiebwinkel, die gemessene horizontale und vertikale Geschwindigkeit, ihre Höhe und können von einem künstlichen Horizont Gebrauch machen.
Nach dem Flug dient eine userfreundliche Webanwendung der Datenauswertung. Über einen zentralen Server sind alle Messwerte bequem für die Beteiligten mit Internet aufrufbar. Da Teile der Auswertung im Nachhinein ausgewertet werden können, wird die Arbeitsbelastung während des Fluges zusätzlich reduziert.
Mit dem Kalman-Filter kann hier eine Fehlerminimierte Abschätzung über Position und Lage des Flugzeugs im Raum getroffen werden. Die benötigten Informationen werden mithilfe folgender Sensoren aufgenommen:
- GPS
- Beschleunigung
- Drehbeschleunigung
- Erdmagnetfeld (Hall-Sensor)
Weitere Messeinheiten am Pod sind
- eine Pradtl-Sonde
- ein Temperatursensor
- eine Fünflochsonde
Die Fünflochsonde, eine Oxford Probe, deren Geometrie und Kalibrierung öffentlich zugänglich ist, misst die Strömungsgeschwindigkeit in Richtung und Betrag; So kann u.a. eine präzise Aussage über den Schiebewinkel getroffen werden, der ohne Messsonde für Zachermanöver mit einem transparenten Winkelmesser abgeschätzt wird. Die Daten geben den Pilot:innen wertvolles Feedback, um ihre fliegerischen Fähigkeiten weiter auszubauen. Gleichzeitig kann die Qualität der Messung bei der Auswertung berücksichtigt werden.
Hier soll eine universelle Messplattform für eine breite Nutzerbasis entwickelt werden, mit der man günstig Messungen „einfach mal so machen kann“, sagt Daniel „Detlef“ Hardt, der auf diesem Sommertreffen an der Auswertung und dem Interface arbeitet. In der Zukunft könnte der Messpod für Sondermessprojekte oder für Flugerprobungen genutzt werden, erhofft er sich.
Die Akaflieg Braunschweig unterstützt auf Anfrage gerne bei der Umsetzung eines eigenen Exemplars des aerodynamisch designten Messpods für Messvorhaben; Da der Messpod als ergänzende Musterzulassung (STC) für drei Flugzeugtypen zugelassen ist, könnte jeder Duo Discus, Duo Discus T und Discus damit auf Messflug gehen; Die eingebaute Messtechnik spielt bei der Zulassung keine Rolle, solange Instrumente und Elektronik im Pod Platz finden. Weitere Typen folgen, sobald das notwendige Flatterstatement fertiggestellt wird.
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One thought on “Die Zacher-App mit Messpod”
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