Flügeldeformationsmessungen an einem Ultraleicht-Flugzeug mit Stereo-IPCT (Image Pattern Correlation Technique) im Flugversuch. In-flight wing deformation measurements at a microlight aircraft with stereo IPCT (Image Pattern Correlation Technique).

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Gewinnung experimenteller Daten aus Flugversuchen und ist fachlich in die Entwicklung von spezieller bildgebender Messtechnik für Versuche an fliegenden Luftfahrzeugen einzuordnen. Weiterhin gehört sie thematisch in das Bundesforschungsprojekt LuFoIV und behandelt, im Rahmen des Teilprojektes InnoLA Arbeitspaket 3, die optische Deformationsmessung im Flugversuch. Erarbeitet und verfasst wurde die Aufgabe am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in der Abteilung „Experimentelle Verfahren“ in Zusammenarbeit mit dem Forschungs- und Beratungszentrum für Maschinen- und Energiesysteme e.V. der Hochschule Merseburg (FH). Aufbauend auf den erarbeiteten Grundlagen wurde das Mess-System an die speziellen Anforderungen für den Einsatz in einem Ultraleichtflugzeug angepasst, um damit Messungen mit IPCT (Image Pattern Correlation Technique) durchzuführen. Weiterhin erfolgten vorbereitende Tests und der Einbau der Messausrüstung in den Versuchsträger, bevor Flugversuche durchgeführt wurden. Eine anschließende Auswertung ausgewählter Datensätze bestätigte die Eignung des miniaturisierten IPCT-Systems für die Durchführung von optischen Deformationsmessungen an der Tragfläche eines Ultraleichtflugzeugs im Flug. Während der Vorbereitungen der Flugversuche wurde das DLR Videostroboskop für Untersuchungen mit IPCT adaptiert und verkleinert. Entsprechend den Anforderungen für die Verwendung eines Stereo-Kamera-Systems an einem Ultraleichtflugzeug erfolgte an dem Steuer-PC eine Reduzierung des Volumens, Energieverbrauchs und Gewichts. Zusammenfassend beinhaltet diese Arbeit den Aufbau der Messanordnung mit Steuer-PC, Stereo-Kamera-System sowie zufälligem Punktemuster und gibt einen Überblick zu den durchgeführten Flugversuchen und deren Ergebnissen. Abstract: This thesis addresses the image based data acquisition during in-flight measurements and therefore belongs to the field of developing specific optical metrology for experimental flight test installations. Beyond the technical background it is a contribution to the national funded research project LuFoIV and elaborates optical in-flight measurements of deformation within the sub project InnoLA working package 3. All preparation and work on this topic was carried out at the German Aerospace Center (DLR), Institute of Aerodynamics and Flow Technology at the department of Experimental Methods in cooperation with the private research institute FBZ attached to the University of Applied Sciences Merseburg, Saxony-Anhalt. Based on acquired fundamentals the measurement equipment, required to perform the Image Pattern Correlation Technique (IPCT), was tailored to the special requirements for the application on a microlight aircraft. The next step included testing and installation of the experimental set-up followed by performing flight tests. Finally the analysis and evaluation of selected data sets proved the capability of the miniaturised IPCT system to perform in-flight wing deformation measurements at a microlight aircraft. During the prearrangements of in-flight tests the DLR videostroboscope system for IPCT investigations was adapted and modified. Due to the requirements for the application of a stereoscopic camera measurement setup at a microlight aircraft the size, energy consumption and weight of the control PC were reduced. To resume the main aspects, this thesis briefly describes the set-up of the measurement system including the control PC, the stereo camera support as well as the required dot pattern and gives an overview of the in-flight measurements and its results.