Aerodynamische Simulation des Absetzvorgangs eines Remote Carriers aus einem fliegenden Airbus A400M

Abstract

Das Absetzen von mehreren unbemannten Systemen aus einem A400M heraus stellt eine essentielle Fähigkeit für FCAS dar. Eine Anforderung hierbei ist, dass der Absetzvorgang an sich zu keinem Zeitpunkt zu einer Beschädigung des Transportflugzeuges führt. So muss etwa verhindert werden, dass das unbemannte System unkontrolliert aufsteigt und mit dem Transportflugzeug kollidiert. Insbesondere ist dies zu Beginn des Absetzvorgangs, wenn das System sich durch den komplexen turbulenten Nachlauf des Transportflugzeuges bewegt und noch nahe am A400M positioniert ist, von Bedeutung. Des Weiteren muss sichergestellt werden, dass das unbemannte System nach dem Absetzen einen stabilen Flugzustand einnehmen kann. Im Rahmen der hier präsentierten Studie wurde in einem ersten Schritt eine Simulationsumgebung geschaffen, mit der der Absetzvorgang zukünftiger Remote Carrier, hinsichtlich der genannten Aspekte, numerisch untersucht werden kann. Hierfür wurde der numerische Strömungslöser DLR TAU-Code mit einem Werkzeug, welches die relevanten flugmechanischen Gleichungen löst, gekoppelt. In einem zweiten Schritt wurde die Simulationsumgebung verwendet, mit dem Ziel optimale Startparameter für den Absetzvorgang einer DT25 von der Laderampe eines fliegenden A400M zu ermitteln. Hierfür wurde unter anderem der Einfluss der Startgeschwindigkeit der DT25, ihre Winkellage zur Laderampe und der Anstellwinkel des A400M auf den Absetzvorgang untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie flossen in den Entwurf eines Prototyps einer Startvorrichtung ein, dessen Leistungsfähigkeit auch in realen Flugversuchen auf der geöffneten Laderampe ermittelt werden soll. Die hier präsentierten Arbeiten stammen aus dem UAV Launcher Projekt, welches im Rahmen der Non-Traditional Player (NTP) Initiative von Airbus durchgeführt wurde. Das Projekt entstand in Kooperation mit Airbus, der Geradts GmbH und der SFL GmbH und wurde finanziert durch das BAAINBw.