{"id":1247,"date":"2020-11-01T16:22:16","date_gmt":"2020-11-01T16:22:16","guid":{"rendered":"https:\/\/idaflieg.de\/?p=1247"},"modified":"2020-11-04T12:10:54","modified_gmt":"2020-11-04T12:10:54","slug":"flugerprobung-fva29","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/idaflieg.de\/?p=1247","title":{"rendered":"Flugerprobung FVA29"},"content":{"rendered":"\n

Auf dem Sommertreffen 2019 konnte erstmals mit der Flugerprobung der FVA 29 begonnen werden. F\u00fcr die FVA und besonders das Projektteam ein Erfolg, so arbeiten wir Studierende doch intensiv an dem Projekt seit nunmehr \u00fcber sechs Jahren. <\/p>\n\n\n\n

In der Folge der Flugerprobung im vergangenen Jahr konnten einige Ergebnisse f\u00fcr die kommende Werkstattarbeit abgeleitet werden. Das gesamte System wurde insbesondere im Bereich der Sensorik an Stellen wie den Anschlagschaltern robuster ausgelegt und die Verkabelung optimiert. Die ber\u00fchmten letzten 10% kosteten auch hier wieder \u00fcberproportional viele Arbeitsstunden, stellten sich im Endeffekt aber als wertvoll f\u00fcr die Vorbereitung der Flugerprobung auf dem Sommertreffen 2020 heraus.<\/p>\n\n\n\n

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Die FVA29 ist eine modifizierte ASW28, bei der eine Elektro-Heimkehrhilfe nachger\u00fcstet wurde. Hier mit ausgefahrenem Motormast auf dem Sommertreffen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Nicht unerw\u00e4hnt bleiben soll die sehr intensive Arbeit an der Antriebsbatterie. F\u00fcr Demonstrationsfl\u00fcge mit angetriebenem Motor greifen wir aktuell auf unsere in Bodenversuchen eingesetzte und neu konfektionierte Laborbatterie als \u201e\u00dcbergangsbatterie\u201c zur\u00fcck. In Absprache mit dem Luftfahrt-Bundesamt (LBA) sind die f\u00fcr die Zulassung geforderten Tests bestimmt worden. Mittelfristig soll die Durchf\u00fchrung erfolgen. Das Projekt Batteriebau ist in jeder Hinsicht der komplexeste Entwicklungsschritt. Einerseits ist der gewonnene Erfahrungsschatz sehr bedeutsam, andererseits wartet unser funktionierendes Gesamtsystem auf seine Energiequelle.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcberblick Flugerprobung bisher<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Das Ziel des dreiw\u00f6chigen Sommertreffens 2019 waren allgemeine Systemtest zum Aus- und Einfahren des Mastes. Dazu wurde die FVA 29 ohne Antriebsbatterie und dadurch nur mit stehendem Triebwerk geflogen. Dar\u00fcber hinaus konnten mit ausgefahrenem Mast Abrei\u00dfgeschwindigkeiten sowie Sinkflugpolaren erflogen werden. In beiden F\u00e4llen war der Propeller fixiert, um ein unkontrolliertes Drehen durch Anstr\u00f6mung (Windmilling) zu verhindern. Neben der mechanischen Propellerbremse wirkt bei angeschlossener Antriebsbatterie normalerweise das Haltemoment des Elektromotors. Die Ergebnisse waren wie beschrieben aufschlussreich. <\/p>\n\n\n\n

Plan Sommertreffen 2020<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Nachdem in diesem Jahr flei\u00dfig an der Entwicklung der Ersatz-Antriebsbatterie, auch \u00dcbergangsbatterie genannt, gearbeitet wurde, mussten wir im Vorlauf des Sommertreffens leider feststellen, dass der Einsatz der Antriebsbatterie nicht m\u00f6glich sein w\u00fcrde. Die finale Verkabelung der Leistungselektronik sowie die Genehmigung durch das LBA waren zeitlich nicht zu stemmen. Dennoch, die drei Wochen Sommertreffen sind jedes Jahr wertvoll zur Flugerprobung und Datensammlung.<\/p>\n\n\n\n

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Vorflugkontrolle des Gesamtsystems.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Vor allem zwei Folgerungen aus dem vergangenen Jahr sollten untersucht werden: 1. der Umbau der Staudruckabnahme in den Rumpfbug statt dem Seitenleitwerk und 2. der Austausch der Anschlagschalter zur Reduzierung der Fehleranf\u00e4lligkeit f\u00fcr Falschmeldungen. <\/p>\n\n\n\n

Die Staudruckabnahme (1.) wurde gem\u00e4\u00df technischer Mitteilung des Herstellers Alexander Schleicher in die Rumpfnase gebaut. Hierdurch soll eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Fahrtmesseranzeige auch bei ausgefahrenem Mast gew\u00e4hrleistet sein. Eine Kalibrierung soll \u00fcber den Fahrtmesser sowie die Fahrtanzeige des E-Varios durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Anschlagschalter (2.) wurden als mechanische Tastschalter ausgef\u00fchrt. Dadurch sollen der Zustand \u201eausgefahren\u201c und \u201eeingefahren\u201c robuster detektiert und im Bedienger\u00e4t angezeigt werden. Die vorherigen Reed-N\u00e4herungsschalter erwiesen sich f\u00fcr die Anwendung als ungeeignet. Weitere Aus- und Einfahrtests sollen hierzu weitere Daten f\u00fcr die Dauer der entsprechenden Verfahrzeiten sammeln und dar\u00fcber hinaus einen sicheren Systemablauf best\u00e4tigen.<\/p>\n\n\n\n

Zwei weitere Aspekte sollten das Testprogramm erg\u00e4nzen. Zum einen sollte eine Sensorbox im Motorkasten installiert werden und neben Fahrt und H\u00f6he f\u00fcr den zugeh\u00f6rigen Flugzustand die Beschleunigungen auf das System (x, y, z) aufzeichnen. Die Beschleunigungsdaten liefern Erkenntnisse f\u00fcr die Konstruktion der Antriebsbatterie und ihrer Belastung im Rumpf. Zum anderen sollte ein Ausfall der Bremswirkung des Motors abgebildet und die resultierende Windmilling Drehzahl des frei drehenden Systems ermittelt werden. In dieser Konfiguration soll die Sinkrate ermittelt werden, um f\u00fcr das Handbuch und die Zulassung entsprechende Werte nachweisen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

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FVA Segelflugzeuge auf dem Sommertreffen 2020: vorne Flugerprobung, hinten Zachereinweisungen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Ergebnisse der Fl\u00fcge werden jeweils von der Pilotin bzw. von dem Piloten zusammengefasst und in einem standardisierten Flugbericht schriftlich festgehalten. Im Nachhinein werden die Protokolle um die Logdateien der Engine Control Unit (ECU) erg\u00e4nzt. Im Bedienger\u00e4t laufen alle Daten zum Zustand des Antriebssystems zusammen und werden laufend aufgezeichnet. Nach jedem Flugtag wird die Logdatei ausgelesen, eine sp\u00e4tere Analyse ist somit m\u00f6glich.<\/p>\n\n\n\n

Durchgef\u00fchrte Erprobungsfl\u00fcge und Ma\u00dfnahmen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Insgesamt konnten acht Fl\u00fcge zur Erprobung des Systems durchgef\u00fchrt werden. Bei sechs weiteren Starts konnte die Belastung im Motorkasten mithilfe der IMU (Inertial Measurement Unit) in der Sensorbox erfolgreich ermittelt werden. Zufrieden blicken wir auf 23:05 h Flugzeit auf dem Sommertreffen 2020, welche sich auf 23 Starts verteilt.<\/p>\n\n\n\n

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Flugerprobung aus der Cockpit Perspektive: Handschriftliche Notizen, Aufnahme der Instrumente mit der GoPro, Stoppuhr und Logger-Bedienung \u00fcber das Handy<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die ersten drei Fl\u00fcge dienten zur Kalibrierung der neuen Staudruckd\u00fcse im Bug des Flugzeugs. Bei ausgefahrenem Mast wird die eigentliche Multid\u00fcse im Seitenleitwerk so turbulent angestr\u00f6mt, dass eine Fahrtmesseranzeige mit +\/- 20km\/h das korrekte Bestimmen der angezeigten Geschwindigkeit unm\u00f6glich gemacht hatte. Das E-Vario und der Fahrtmesser wurden untereinander abgeglichen und in unterschiedlicher wie auch gleicher Verschlauchung mit der Bug- und der Leitwerksstaudruckabnahme kombiniert. Die Ergebnisse fielen positiv aus, die Staudruckabnahme im Bug kann einwandfrei als Option verwendet werden. Im Langsamflug zeigt sich eine stabilere Anzeige am Leitwerk, die Abnahme am Rumpfvorderteil scheint bei sehr hohen Anstellwinkeln durch den Rumpfeinlauf nicht unbeeinflusst zu sein.<\/p>\n\n\n\n

Die zweite Woche des Sommertreffens stand ganz im Zeichen der Wartung und Anpassung der FVA 29. Ein in der ersten Woche spontan aufgetretenes Problem an der Spindel konnte gel\u00f6st werden und eine neue Steuerschaltung wurde erfolgreich integriert. Gegen Ende der Woche konnten die Funktion aller Sensoren und Aktuatoren getestet und mit den aus der ECU ausgelesenen Werten validiert werden. Die einwandfreie Funktion in der scharfen Flugerprobung war sicherstellt. Dies war wichtig, um das korrekte Sammeln von Ergebnissen zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n

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Fl\u00fcge mit Aus- und Einfahrtests waren die Folge. Das Ausfahren funktionierte einwandfrei. Die Anschlagschalter detektierten die entsprechenden Zust\u00e4nde problemlos. Ein robuster Einsatz der Positionssensoren ist damit gew\u00e4hrleistet. Die Verfahrzeiten best\u00e4tigen die Ergebnisse des vergangenen Jahres. Im Durchschnitt ben\u00f6tigt das System sechs Sekunden zum Ausfahren und gar nur drei Sekunden zum Einfahren. Diese Resultate decken den definierten Geschwindigkeitsbereich zur Verwendung der Heimkehrhilfe von 90 bis 130 km\/h ab.<\/p>\n\n\n\n

In Woche 3 konnte die Sensorbox inklusive Logger zum Einsatz gebracht werden. Dadurch k\u00f6nnen valide Informationen gewonnen werden, die eine Bewertung unserer Konstruktion und Ausf\u00fchrung erm\u00f6glichen. In Aachen werden die Daten f\u00fcr die exemplarischen Fl\u00fcge ausgewertet. Wie bereits vermutet stellen das Startrollen sowie die Landung die gr\u00f6\u00dften Belastungen dar. Die Aufnahme mit 30Hz konnte Beschleunigungen bis 2,3g identifizieren. Im Flug selbst sind keine Lastspitzen zu erkennen. Die entsprechenden Maximalwerte lassen darauf schlie\u00dfen, dass die sehr kurzzeitigen Belastungen als Extremf\u00e4lle gewertet werden k\u00f6nnen und keine dauerhafte Belastung darstellen.<\/p>\n\n\n\n

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Auslesen der Logdatei der Engine-Control-Unit (ECU) zur Auswertung<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Zur Ausnutzung der ruhigen Luft ohne Vertikalbewegung startete die FVA 29 \u201eWindmilling-Flug am fr\u00fchen Morgen. Die Propellerbremse wurde demontiert, sodass der Propeller frei und ungebremst drehen kann. Mit ausreichender H\u00f6he wurde begonnen, ein H\u00f6henstufenverfahren zu fliegen. Hierbei wird nach festgelegten Zeitintervallen die abgeglittene H\u00f6he notiert. Die Geschwindigkeit wird konstant gehalten. Die Sinkleistung der Segelflugzeugs nimmt dabei geringf\u00fcgiger ab als erwartet. Das Abgleiten bei feststehendem Propeller im vergangenen Jahr zeigte deutlich h\u00f6here Sinkgeschwindigkeiten auf. Somit liegen aktuelle drei Sinkflugpolaren f\u00fcr den Geradeausflug vor: reiner Segelflug, ausgefahrener aber stehender Mast sowie ausgefahrener Mast und ungebremster Propeller (Windmilling). Der Geschwindigkeitsbereich umfasste 90 bis 130 km\/h in 10er Schritten. Aktuell wird die jeweils zugeh\u00f6rige Drehzahl des Propellers ermittelt. In der Analyse wird ein Programm geschrieben, welches eine Markierung auf dem Propellerblatt detektiert und dadurch per Winkel\u00e4nderung bei bekannter Bildrate eine Drehzahl bestimmen kann. Ergebnisse stehen noch aus. Ein Nebeneffekt des Fluges war der Nachweis zur Landung mit ausgefahrenem Triebwerk. Aufgrund der ausgebauten Bremsvorrichtungen musste mit drehendem Propeller gelandet werden. Erfreulicherweise funktionierte dies einwandfrei. Einzig beim Aufsetzen gab die Bedieneinheit, die ECU, das Signal aus, dass der Positionssensor ausgefahren instabil sei. Dies resultierte jedoch nur f\u00fcr einen Moment und das Signal war zum Ausrollen wieder stabil angezeigt.<\/p>\n\n\n\n

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Ergebnisse und Ausblick<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Insgesamt wurden die Ergebnisse des Sommertreffens f\u00fcr die FVA 29 positiv bewertet. Es konnten einige wichtige Punkte aus dem Vorjahr best\u00e4tigt werden und dar\u00fcber hinaus zus\u00e4tzliche Punkte des Erprobungsprogramms erflogen werden. Der laufende Betrieb erm\u00f6glicht dar\u00fcber hinaus die direkte Optimierung vor Ort und es gab einen Motivationsschub f\u00fcr alle Beteiligten, den wir bis nach Aachen mitnehmen konnten.<\/p>\n\n\n\n

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F\u00fcr das Team FVA 29<\/em>: Emil „Teflon“ Pluta, FV Achen<\/p>\n\n\n\n

Titelbild: Tobias Barth<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Auf dem Sommertreffen 2019 konnte erstmals mit der Flugerprobung der FVA 29 begonnen werden. F\u00fcr die FVA und besonders das Projektteam ein Erfolg, so arbeiten wir Studierende doch intensiv an dem Projekt seit nunmehr \u00fcber sechs Jahren.  In der Folge […]<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":1272,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1247","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized","clearfix"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1247","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=1247"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1247\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1274,"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1247\/revisions\/1274"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/1272"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=1247"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=1247"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/idaflieg.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=1247"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}