Entwicklung und Validierung eines Simulationsmodells für das Triebwerks- und Schubverhalten des Tragschraubers MTOsport

Abstract

Das Institut für Flugsystemtechnik entwickelt ein Softwaremodell für einen Tragschraubersimulator zur Simulation des Tragschraubers MTOsport. Ein wichtiger Bestandteil des Softwaremodells ist das Schub- und Triebwerksmodell, welches eine Reihe von Einflüssen auf den Tragschrauber hat. Neben dem Schub entstehen eine Reihe von Momenten abhängig von den Steuereingaben, dem Tragschrauberzustand und den Umgebungsbedingungen. Diese Arbeit beginnt mit der theoretischen Untersuchung des Propellers und des Motors. Ein Grundbestandteil davon ist die Betrachtung des Propellermoments um seine Antriebsachse und des Schubs abhängig von Fluggeschwindigkeit und Propellerdrehzahl. Diese Basis wird durch eine Reihe zusätzlicher Effekte erweitert, die bei Quereinströmung, Drehbewegungen normal zur Antriebsachse oder bei Blattverwindung des Propellers auftreten. Weiterhin werden die Propellerträgheit bei Veränderung der Drehzahl, Kreiselmomente sowie der Propellernachlauf, der auf die Leitwerke trifft, untersucht. Basierend auf den theoretischen Grundlagen wird ein Simulationsmodell erstellt, das in die bestehende Simulationssoftware des Tragschraubers integriert wird. Um das Tragschrauberverhalten des Simulationsmodells mit dem Tragschrauber MTOsport vergleichen zu können, werden Messkampagnen durchgeführt. Mithilfe der Messdaten werden die Modell-Parameter angepasst und das Modell optimiert. Messdaten typischer Flugmanöver werden schließlich zur Validierung des Schub- und Triebwerksmodells verwendet.