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Erstellung einer Prozesskette zur Drohnen-Impactsimulation mithilfe der Bestimmung von Massenverteilungen in unbemannten Fluggeräten / unmanned aerial systems (UAS)

Oswald, Johannes and Ritt, Stefan Andreas (2018) Erstellung einer Prozesskette zur Drohnen-Impactsimulation mithilfe der Bestimmung von Massenverteilungen in unbemannten Fluggeräten / unmanned aerial systems (UAS). Bachelor's, University of Stuttgart.

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Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung, Ausführung und Bewertung einer Prozesskette zur Drohnen-Impactsimulation und zieht dafür die Ergebnisse einer zu erstellenden Massenverteilungsuntersuchung unbemannter Fluggeräte hinzu. Die Prozesskette zeichnet sich hierbei durch ihren modularen Aufbau und ihre hohe Automation aus. Die Umsetzung erfolgt über eine Massenverteilungsuntersuchung der DJI Phantom 3 Standard Drohne, einer Algorithmusentwicklung zur Drohnenmodellgenerierung, einer Drohnen-FE-Modellausarbeitung, sowie der Simulationsausführung und Auswertung der Kollisionen auf eine Helikopterwindschutzscheibe und eine Flügelvorderkante. Die Bewertung der Prozesskette findet anhand der Interpretation der Simulationsergebnisse und deren Vergleich zu Literaturbeispielen, sowie der Validierung der Drohnen-FE-Modelle mithilfe der Massenverteilung der DJI Phantom 3 Standard und Beschusstestergebnissen von Drohnenkomponenten statt. Die Prozesskette verfolgt das Ziel zukünftige Forschungen zum Drohnenschlag am Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrttechnik (DLR) zu unterstützen. The present work is concerned with the development, analysis and assessment of a process chain for drone impact simulations. The process makes use of mass distributions for the components from given Unmanned Aerial Systems (UAS) or Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS). The process chain has a modular built-up and is mainly automated. The algorithm for the drone model generation makes use of the commercial DJI Phantom 3 Standard RPAS properties in terms of geometry, materials, components and its weights. The CAD based model is transferred into an explicit Finite Element analysis and subsequently runs defined load cases. The impact on a helicopter windshield and a horizontal stabilizer leading edge is analysed. The assessment of the process chain is based on the interpretation of the numerical results, the performed mass distribution analysis and comparison with literature data. Furthermore, the validation was started with impact test results of RPAS components. The objective of the process chain is to improve drone strike analysis at the DLR Institute of Structures and Design.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/128084/
Document Type:Thesis (Bachelor's)
Title:Erstellung einer Prozesskette zur Drohnen-Impactsimulation mithilfe der Bestimmung von Massenverteilungen in unbemannten Fluggeräten / unmanned aerial systems (UAS)
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iD
Oswald, Johannesjohannes.oswald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6614-7748
Ritt, Stefan Andreasstefan-andreas.ritt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5330-509X
Date:May 2018
Refereed publication:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:112
Status:Published
Keywords:UAS, RPAS, drone strike, impact analysis, explicit Finite Element Analysis, safety, windshields, leading edge
Institution:University of Stuttgart
Department:Institute of Aircraft Design
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:rotorcraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L RR - Rotorcraft Research
DLR - Research theme (Project):L - The Robust Rotorcraft (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Structures and Design
Deposited By: Ritt, Stefan Andreas
Deposited On:08 Jul 2019 09:53
Last Modified:08 Jul 2019 09:53

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