Auslegung, Bau und Erprobung eines Tandem-Tilt-Wing-eVTOL-Demonstrators unter Anwendung von Rapid-Prototyping-Methoden

Abstract

Die theoretische Modellierung und simulationsbasierte Reglerentwicklung für neuartige eVTOL-Konfigurationen erfordert Flugdemonstratoren zur Validierung. Die Erstellung solcher Flugmodelle ist jedoch zeit- und kostenaufwendig. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, welche Vorteile additive Fertigungsprozesse im Rahmen eines Rapid-Prototyping-Ansatzes zur Lösung dieses Problems bieten können. Die Anwendung von additiven Fertigungsmethoden ermöglichte dabei effektive Optimierungsprozesse für Tilt-Aktuatoren, Lagerung und Flügelaerostrukturen. Dies führte zu signifikanten Verbesserungen in der Leistungsdichte der Tilt-Aktuatoren. Darüber hinaus konnten kostengünstige und schnell verfügbare Teile für die Rumpfstruktur und die Flügelholme verwendet werden, da die additiv gefertigte Lagerung flexible Toleranzen ausglich und die Notwendigkeit für aufwändige Frästeile eliminierte. Die additive Fertigung der Flügel ermöglichte es zudem, zeitaufwändige Handlaminatverfahren zu umgehen. Infolgedessen war es möglich, innerhalb von 23,5 Wochen eine komplexe eVTOL-Konfiguration mit Antriebssystem zu konzipieren und auszulegen, die Skelettstruktur größtenteils fertigzustellen und zu testen, leistungsstarke und durch Tests validierte Tilt-Aktuatoren herzustellen sowie einen Großteil der Flügelstrukturen zu produzieren.