Projekt LAPAZ

TU Berlin lässt Motorsegler automatisch landen

| Redakteur: Peter Koller

Freuen sich über den gelungenen Test: Prof. Dr.-Ing. Robert Luckner und wissenschaftlicher Mitarbeiter Wolfram Meyer-Brügel von der TU Berlin (Foto: STEMME AG)
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Freuen sich über den gelungenen Test: Prof. Dr.-Ing. Robert Luckner und wissenschaftlicher Mitarbeiter Wolfram Meyer-Brügel von der TU Berlin (Foto: STEMME AG)

Das Projekt LAPAZ (Luft-Arbeits-Plattform für die Allgemeine Zivilluftfahrt) der TU Berlin hat einen wichtigen Meilenstein erreicht: Erstmals wurde ein Motorsegler mit einem System für die automatische Landung erfolgreich getestet.

Die erste automatische Landung des Arbeitsflugzeugs STEMME S15 – LAPAZ erfolgte am 22. März auf dem Flugplatz Neuhardenberg. Das Flugsteuerungssystem leitete den Motorsegler präzise und sicher um auf die Landebahn.

Mit Hilfe eines Satellitennavigationssystems wurde die genaue Flugzeug-Position und mit einem Laserhöhenmesser der Abstand zum Grund ermittelt. So kann das Flugzeug auf jedem Flugplatz landen, ohne dass ein teures Instrumentenlandesystem installiert sein muss.

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Der Testpilot brachte das mit rund einer Tonne Gewicht recht leichte Flugzeug in die Luft, aktivierte den Flugregler und überwachte den Flug im steten Funkkontakt zu den Versuchsingenieuren am Boden. Es war die erste automatische Landung eines zivilen Hochleistungs-Motorseglers, der mit einem integeren, äußerst zuverlässigen Flugsteuerungssystem ausgestattet ist.

Möglich wurde diese Leistung durch die Arbeit eines 6- bis 8-köpfigen Ingenieur-Teams der drei Partner TU Berlin, STEMME AG und Universität Stuttgart und dank der technologischen Fortschritte der vergangenen Jahre: Die Entwicklung von sicherheitskritischer Flugregelungssoftware wurde effizienter und elektronische Bauteile wurden sehr viel kleiner und für diesen Zweck nutzbar.

LAPAZ beweist, dass solche komplexen Regelungssysteme nicht mehr auf kommerzielle Verkehrsflugzeuge beschränkt sein müssen. Das System nutzt durch EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) verbesserte Satellitendaten mit einer Positionsgenauigkeit im Meterbereich für den automatischen Flug vom Start bis zur Landung. Es ist modular aufgebaut, fehlertolerant und skalierbar, so dass es an neuartige Aufgaben leicht angepasst werden kann. Das Flugzeug soll in späteren Ausbaustufen auch unbemannt betrieben werden.

Zu den nächsten Entwicklungszielen gehört, den Flugregler so robust zu konstruieren, dass die automatische Landung auch bei schwierigen Wetterbedingungen wie beispielweise Turbulenzen und Seitenwind sicher erfolgt, danach der automatische Start und außerdem die Luftkräfte, die durch Turbulenz erzeugt werden, so abzumindern, dass sie Messungen mit empfindlichen Instrumenten nicht stören („Böenlastminderung“).

Der „Hardware-in-the-Loop" Flugsimulator (HIL-Simulator), den die TU-Mitarbeiter für die STEMME S15 entwickelt haben, soll weiter zum Testen des Flugreglers am Boden benutzt werden. Er besteht aus einem Simulationsrechner, der die Flugbewegung mit einem genauen flugmechanischen Modell der STEMME S15 berechnet, und einem Sichtsystem, das die Bewegung aus Sicht des Piloten visualisiert.

Er wird direkt an das automatische Flugsteuerungssystem, das im Flugzeug integriert ist, angekoppelt und ermöglicht so, neue Flugreglerversionen auf der Original-Hardware des LAPAZ-Demonstrators im geschlossenen Regelkreis („closed loop“) bereits am Boden realitätsnah zu testen. Flugversuche und Flugmissionen können so vorab simuliert werden.

Mit diesem leistungsfähigen, automatischen Flugsteuerungssystem können Missionen durchgeführt werden, welche jenseits der Möglichkeiten von rein manuell geführten Flugzeugen liegen. Es soll in Luftarbeitsflugzeugen, z.B. zur Geoexploration oder für Überwachungsaufgaben eingesetzt werden.

Ziel ist es, die Piloten bei langen Missionen, bei denen vorgegebene Flugprofile hochpräzise und reproduzierbar automatisch abzufliegen sind, dauerhaft zu entlasten und dadurch Effizienz, Sicherheit und Komfort - auch in Boden- oder Hindernisnähe - wesentlich zu steigern.

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