DLR HAP - Herausforderungen in der Entwicklung der Höhenplattform und ihrer Anwendungen

Abstract

Das DLR HAP ist ein Querschnittsprojekt innerhalb des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt mit dem Ziel ein unbemanntes, solarbetriebenes Stratosphärenflugzeug als dauerhaft stationierbare Höhenplattform mit samt seiner Nutz-lasten im Bereich der Erdbeobachtung zu entwickeln und deren grundsätzliche Machbarkeit im DLR zu demonstrieren. An diesem Großprojekt sind insgesamt 17 DLR-Institute aus Luft- und Raumfahrt beteiligt. Insbesondere das Zusammenspiel von extremen Umgebungsbedingungen in der unteren Stratosphäre in ca. 20 km Höhe, wie zum Beispiel geringe Luftdichte und hohe Temperaturunterschiede von bis zu -80°C in der Nacht und bis zu 40°C innerhalb des Luftfahrzeugs am Tage, bedingen ein Flugzeug in Ultra-Leichtbauweise, optimiertes Thermalmanagement und auf wenige Kilogramm reduzierte Nutzlasten. Diese Herausforderungen können nur mit einem hochintegrierten Systemansatz gemeistert werden, bei denen der Flugzeugvorentwurf, fortschrittlichste Technologien und neuartige Bauweisen- und Integrationskonzepte eng miteinander kombiniert werden müssen. Zu den Schlüsseltechnologien zählen unter anderem Batterien und Solargenerator, aber auch das innerhalb des Projekts entwickelte Vorentwurfs- und Simulationsframework, sowie neuartige Leichtbaubaustrukturen für solche Höhenplattformen. Dieser Übersichtsvortrag stellt zum einen die Vorteile und Anwendungen einer solchen Höhenplattform, zum anderen die zu meisternden Herausforderungen bei der Entwicklung eines solchen Luftfahrzeugs und seiner miniaturisierten Nutzlasten dar. Ebenfalls wird ein Überblick über den momentanen Stand des 2018 gestarteten Querschnittsprojekts gegeben.