Anbringung von Messmitteln an einem speziellen Fixed-Wing-UAS in Kooperation mit dem DLR (Standort Cochstedt)

Abstract

In dieser Masterarbeit wurde eine mechanische Schnittstelle entworfen, welche vielfältige Messtechnik mit einer speziellen Tragflächendrohne mit der Bezeichnung ”Falk” von der norwegischen Firma Maritime Robotics verbindet. Diese Anbringung ist auf die Sensorik zukünftiger Nutzer zugeschnitten, wobei verstärkt auf die Funktionalität der Drohne selbst Rücksicht genommen und die Adaption in das System des Starrflüglers erzielt wurde. Nach VDI-Richtlinien für die Produktentwicklung wurden verschiedene Lösungsvarianten vorgestellt und diskutiert um letztendlich durch eine Nutzwertanalyse eine Variante auszuwählen. Die stärken der Konstruktion liegen in Funktionalität, geringem Gewicht, Flexibilität zur Aufnahme variabler Messsysteme und kostengünstiger Herstellung und Beschaffung. Die Befestigung der in Frage kommenden Messtechnik, von RGB-Kameras über Infrarot- und Hyperspektralkameras bis zu Gegenstromimpaktoren, geschieht mittels Verschraubung, Klemmung und Bindung durch Klettverschluss oder Kabelbinder. Weiterführend wird der Entwurf und struktureller Aufbau eines Modulbaukastens auf Basis einer 1.5 mm starken Grundplatte aus AlMg3 erläutert. Langlöcher und Durchgangsbohrungen erlauben ein Maximum an Optionen für die flexible Installation verschiedenster Bauteile. Die Festigkeit der Grundplatte wurde anhand einer computeruntersützten statischen FEM- und dynamischen Schwingungsanalyse geprüft. Eine ausführliche numerische Strömungssimulation einer 2-Achs-Gimbal-Kamera im äußeren Luftstrom bei Betrieb ergibt einen Widerstandswert von 0.47…0.5 und einen Auftriebswert von - 0.35…-0.38. Das Ende der Arbeit geht auf die spanende Fertigung der Grundplatte mittels Fräsen ein