Multidisziplinäre Simulation und virtuelle Flugversuche auf Basis hochgenauer Verfahren: Validierung mit Flugtestdaten

Abstract

Das Virtuelle Produkt ist eines der DLR-Leitkonzepte, dass die Virtualisierung des Flugzeug-Entwurfs-, Entwicklungs- und Herstellungsprozesses zum Ziel hat. Ein Bestandteil des gesamten Prozesses ist der Virtuelle Flugversuch, der langfristig als Ersatz für reale Flugversuche etabliert werden und bereits in frühen Entwicklungsphasen eine umfangreiche Analyse des Flugzeuges ermöglichen soll. Die Realisierung des virtuellen Flugversuches setzt multidisziplinäre Simulationsmethoden und -programme voraus, die in der gesamten Enveloppe hochgenaue Ergebnisse robust liefern. Die aerodynamischen, flugmechanischen, strukturdynamischen und systemtechnischen Eigenschaften des Flugzeuges müssen hierfür - inklusive ihrer wechselseitigen Kopplungen - berücksichtigt werden. In vergangenen DLR-Projekten, insbesondere SimBaCon (Simulation-based Certification), wurden seitens der Methoden entscheidende Entwicklungen für den virtuellen Flugtest gemacht. Die Entwicklung von Schlüsseltechnologien zur Simulation der Einzeldisziplinen werden in einem begleitenden Beitrag in dieser Special Session detailliert vorgestellt. Diese Arbeit beschreibt die Validierung der hochgenauen multidisziplinären Analysemethode zur Zeitbereichssimulation eines freifliegenden, elastischen Transportflugzeuges, des DLR-Forschungsflugzeuges A320-ATRA. Es werden der Vergleich von flugmechanischen Zuständen und elastischen strukturellen Deformationen für einen quasi-stationären Kreisflug mit einem Lastvielfachem von 2g (Hängewinkel 60°) sowie ein instationäres pull-up-Manöver (Längsbewegung), ebenfalls mit einem Lastvielfachen von 2g, gezeigt und diskutiert. Neben dem DLR-ATRA wurde im Projekt SimBaCon auch der neue DLR-Versuchsträger Dassault Falcon 2000LX ISTAR (Inflight Systems & Technology Airborne Research) in Reiseflugkonfiguration als Zielkonfiguration ausgewählt. Neben dem getrimmten Horizontalflug wurden auch quasistationäre Abfangmanöver des ISTAR mit unterschiedlichen Lastvielfachen simuliert.