Design-Studie zu einem Quadrotor-Multikopeter-Prüfstand

Kurzfassung

Multikopter-Fluggeräte finden in der heutigen Zeit vermehrt Anwendung in verschiedensten Branchen und gewinnen zunehmend an Bedeutung in der Luftfahrtindustrie. Wie bei jeder neuen Technologie bedarf es aber zunächst einigen anwendungsspezifischen Tests an speziell dafur vorgesehenen Prü fständen, um noch neuartige Multikopter Konfigurationen zu erforschen und mithilfe von Testfällen aussagekräftige Daten zu sammeln. Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, einen solchen bereits bestehenden Multikopter-Prufstand weiterzuentwickeln und damit eine neue Generation dieses Prüfstands zu entwerfen. Dabei handelt es sich um den Quadrotor-Multikopter-Prufstand am DLR Institut fur Aerodynamik und Strömungstechnik in Göttingen. Die dazu durchgefuhrte Design-Studie beschäftigt sich mit der Frage, welche konkreten Schwachstellen die Motor-Einheit des alten Prüfstands aufweist und mit welchen konstruktiven Maßnahmen diese behoben werden können. Um diese Frage zu beantworten, wurde die Motor-Einheit in ihrem Aufbau analysiert und auftretende Schwachstellen in ihrer Ursache und Wirkung untersucht. Im Anschluss wurden anhand der Erfahrungen mit dem alten Prüfstand alternative, verbesserte Design-Entwurfe für die Motor-Einheit entwickelt. Die Untersuchung kam zu dem Ergebnis, dass die am alten Prüfstand erzielten Flächenbelastungen der Rotorblätter weit unter denen von realen Drehflugler-Konfigurationen liegen und die in der Motor-Einheit verbaute Messvorrichtung ungeeignet fur den Prüfstand ist. Sie verfügt über keine Drehmomenterfassung und weist eine hohe Messabweichung auf. Das neue Design sieht deshalb vor, die Messvorrichtung in ihrem Aufbau zu überarbeiten und die alten Propellermotoren durch leistungsstärkere zu ersetzen, um durch Schuberhöhung die Flächenbelastung zu steigern. Schlussendlich fuhrt der endgultige Design-Entwurf zur Einsparung vieler Komponenten und zu einem kompakteren Gesamt-Design der Motor-Einheit mit zuverlässiger Messung von Schub und Drehmoment.