Optische Deformationsmessung am Propeller- und Hubschrauberrotorblatt im Freiflug

Abstract

Beim Entwurf von Fluggeräten aller Art stellt sich immer wieder die Frage nach den auftretenden Lasten und damit einhergehend nach der Deformationen der Tragstruktur im Flug. Des Weiteren ist die Sicherheit gegenüber Flattern zu überprüfen. Um diese Aufgaben zu erfüllen, wird das Fluggerät für den Flugversuch an den entsprechenden Stellen aufwendig mit jeder Menge Sensorik und dementsprechender Verkabelung ausgerüstet. Eine Verringerung dieses Aufwandes, welcher oftmals mit einer starken Veränderung der Basisstruktur einhergeht, wird daher von den Fluggeräteherstellern stark forciert. Im Falle rotierender Teile der Struktur (z.B. Hubschrauberrotorblätter und Propellerblätter) stellt sich die Applikation von ausreichender Sensorik als besonders schwierig und zum Teil sogar als unmöglich dar. Eine viel versprechende Lösung bietet hierbei die optische Messtechnik. Am Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik des DLR Göttingen wurde ein optisches 3D-Messsystem zur Erfassung der auftretenden Deformationen im Flugversuch entwickelt. Das System basiert auf digitaler Bildkorrelation und wurde schon erfolgreich im Windkanal, sowie bei ersten Flugversuchen im Rahmen des EU-Projektes AIM - Advanced Inflight Measurement Techniques erprobt. Es muss sowohl ein hohes räumliches als auch zeitliches Auflösungsvermögen besitzen und mit den schwierigen Randbedingungen im Flugversuch zurecht kommen. Des Weiteren ist eine hochgenaue Synchronisierung des Systems mit dem Messobjekt erforderlich.