Konzeptstudie eines schnellfliegenden VTOL-UAV Demonstrators für MUM-T

Abstract

Die Bildung von taktischen Einheiten bestehend aus bemannten und unbemannten Luftfahrzeugen bietet das Potential, die Effektivität und Überlebensfähigkeit der kombinierten Flugsysteme in künftigen Missionsszenarien zu erhöhen. Bei diesem „Manned Unmanned Teaming“ (MUM-T) kann das unbemannte Luftfahrzeug zur Erweiterung des Sensorperimeters des bemannten Luftfahrzeuges und damit zur Aufklärung und Bedrohungserkennung eingesetzt werden. Jedoch ist eine signifikante Erhöhung der Fluggeschwindigkeit gegenüber den heutigen unbemannten Luftfahrzeugen mit VTOL-Eigenschaften (Vertical Take-Off and Landing) notwendig, um Geleitaufgaben bei maximaler Fluggeschwindigkeit von bemannten Drehflüglern durchführen zu können. Derzeitige unbemannte VTOL-Luftfahrzeuge sind sowohl durch ihre Konfiguration als auch durch ihre Flugsteuerung und -regelung nicht spezifisch für den schnellen Vorwärtsflug ausgelegt. Die hierfür erforderlichen Technologien sind in diversen Einzelbereichen bereits vorhanden, wurden bis heute aber noch nicht für die Demonstration der Gesamtfähigkeit in ein Flugsystem integriert. Im Auftrag des BAAINBw L1.1 arbeiten das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Airbus Helicopter Technik GmbH (AHTech) gemeinsam an dem Projekt FaUSt (Fast Unmanned Scout). Ziel ist der Entwurf eines schnellfliegenden Technologiedemonstrators für MUM-T. Hierbei soll eine maximale Fluggeschwindigkeit von mindestens 180 kts (≈ 92.6 m/s) erreicht werden, um effektiv mit aktuellen Hubschraubermustern operieren zu können. Nach einer Konzeptphase, in der verschiedene Konfigurationen bezogen auf einen vorher definierten Anforderungskatalog bewertet worden sind, wurde eine Flugschrauber-Konfiguration für die weitere Detaillierung ausgewählt. Um die geforderte Fluggeschwindigkeit zu erreichen, ist eine Entlastung des Hauptrotors nötig, weshalb durch einen Schubpropeller der notwendige Vortrieb erzeugt wird. Der aktuelle Entwurf des FaUSt-Demonstrators wird durch die wechselseitige Überprüfung der flugmechanischen Eigenschaften und der weiteren Detailierung aller Teilsysteme stetig weiterentwickelt. Um das gesetzte Ziel einer maximalen Fluggeschwindigkeit von mindestens 180 kts (≈ 92.6 m/s) zu erreichen, zeichnet sich für den FaUSt-Demonstrator ein Abfluggewicht von 700 kg, ein Rotordurchmesser von 5 m sowie ein maximaler Leistungsbedarf von ca. 300 kW ab. Nach aktuellem Stand erreicht der FaUSt-Demonstrator eine maximale Flugdauer von mindestens 2 Stunden oder eine maximale Reichweite von mindestens 460 km. Das maximale Abfluggewicht liegt bei 840 kg. Der Vortrag soll den aktuellen Stand des FaUSt-Demonstrators, die wichtigsten Designentscheidungen und die Ergebnisse flugmechanischer Berechnungen vorstellen. Der weitere Projektverlauf wird als Ausblick skizziert.