WISDOM - Wing Integrated Systems Demonstration On Mechatronic rig

Moderne Werkstoffe und die aktuellen Fortschritte bei der Herstellung von Leichtbau-Flugzeugstrukturen haben der Konstruktion künftiger Flugzeuge einen neuen Weg eröffnet. Neuartige Flugzeuge weisen häufig Flügel mit größerer Streckung und geringerem Gewicht auf, wodurch der induzierte Luftwiderstand - einer der Hauptwiderstandsfaktoren bei Standardflügen - erheblich verringert werden kann. Diese verbesserte Leistung bedeutet, dass ein wesentlicher Beitrag zur Einsparung fossiler Brennstoffe und damit zur Verringerung der Treibhausgasemissionen geleistet werden kann. Diese Vorteile haben jedoch ihren Preis: Flügel mit hoher Streckung und geringem Gewicht führen aufgrund der erhöhten Flexibilität zu großen Herausforderungen im Bereich der Steuerbarkeit, der Manöver, der Böenlasten und der Flatterstabilität.

Um die Lasten ausreichend zu reduzieren, müssen dann für die kommende Flugzeuggeneration Steuerungssysteme zur Lastreduzierung geplant werden. Darüber hinaus müssen in Fällen, in denen das Flugzeug von Natur aus zum Flattern neigt, auch aktive Systeme in der Lage sein, diese Instabilität zu unterdrücken. Diese innovativen Systeme sind jedoch heute nicht direkt auf dem Luftfahrtmarkt verfügbar. Im Verbundprojekt WISDOM (Wing Integrated Systems Demonstration On Mechatronic Rig) werden daher verschiedene Aspekte sicherheitskritischer, multifunktionaler Flugsteuerungssysteme für hocheffiziente, langgestreckte Tragflächen evaluiert.

Die Hauptziele der WISDOM-Gruppe reichen von der Entwicklung von Systemkomponenten - in Form von Prototypen - bis hin zu deren Herstellung und Prüfung. Letztere werden auf hybride Weise durchgeführt, indem ein flügelähnlicher Prüfstand verwendet wird, der aus Hardwaremodulen besteht, die mit simulierten Flugzeug(sub)systemen gekoppelt sind. Darüber hinaus zielt WISDOM darauf ab, ein effektives wissenschaftlich-industrielles Netzwerk zu etablieren, das sich mit zukünftigen Betriebssystemen für Flügel mit hohem Streckungsverhältnis in Deutschland beschäftigt.

Das Verbundprojekt gliedert sich in sieben Hauptarbeitspakete (HAP), die vom gemeinsamen Projektleiter DLR koordiniert und auf die Partner DLR, Liebherr, FFT und Diehl-Aerospace verteilt werden.

Die TU Berlin ist über das Fachgebiet Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastik (FMRA) in enger Zusammenarbeit mit Liebherr und dem DLR mit Arbeitspaketen zum HAP1 und HAP5 beteiligt. Kurz gesagt, innerhalb von WISDOM konzentriert sich die TU Berlin auf die Entwicklung eines Echtzeit-Simulationsmodells von flexiblen Flugzeugen, das aeroelastische Effekte berücksichtigt. Diese Simulationen sollen in bestehende und verfügbare Flugsimulatoren (SEPHIR und AVES) eingebettet werden, um neben verschiedenen flugphysikalischen Untersuchungen auch Funktionen zur Lastreduktion und Flatterunterdrückung zu verifizieren und zu validieren. Weitere Aufgaben der TUB sind die Entwicklung von Steuerungsfunktionalitäten, um eine präzise, manuelle Bahnführung zu ermöglichen, und die Entwicklung eines Betriebssystems für die Steuerungsmodi.

• Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH;
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
• FFT Produktionssysteme GmbH & Co.KG
• Diehl Aerospace GmbH

Projektdauer: 01/2022 – 03/2025           

LuFo VI-1