Flugmesstechnik
Flugmesstechnik
Das MACS (Modular Airborne Computer System) ist eine flexible, erweiterbare Messanlage zur Erfassung und Auswertung flugmechanischer Daten im Rahmen von Flugversuchen. Mithilfe der Anlage können aerodynamische Kenngrößen wie Lagewinkel, Geschwindigkeit, Steuerkräfte und Ruderausschläge präzise bestimmt werden.
Zum Einsatz kommen hochmoderne Sensoren, darunter das Inertialnavigationssystem iNAT FSLG-01, die Luftdatensonde DIFG-05, Knüppelkraftsensoren und Ruderwegaufnehmer. Die Datenerfassung erfolgt synchronisiert und wird durch eine leistungsfähige LabVIEW-Software gesteuert.
MACS ermöglicht die Analyse des Eigenverhaltens von Flugzeugen, die Erstellung von Lilienthal- und Geschwindigkeitspolaren sowie die Bestimmung der Neutralpunktlage und ist damit ein wesentliches Werkzeug in der aerodynamischen Forschung und Ausbildung.
Sensorik
Software MACSBereich öffnenBereich schließen
Die in LabVIEW entwickelte Software des MACS-Systems ermöglicht die Konfiguration, Steuerung und Datenaufzeichnung aller Sensoren. Sie verfügt über eine modulare Benutzeroberfläche mit verschiedenen Ansichten für spezifische Messaufgaben (z. B. Ruderwege, Steuerkräfte, GPS-Daten). Die Daten werden im TDMS-Format gespeichert und können mithilfe eines Importtools in Excel ausgewertet werden. Die Software zeichnet sich durch hohe Transparenz, Erweiterbarkeit und Anpassbarkeit an verschiedene Sensoren und Messaufgaben aus.
INS iNAT FSLG-01 (iMAR Navigation GmbH)Bereich öffnenBereich schließen
Das iNAT FSLG-01 ist ein hochpräzises Inertialnavigationssystem mit FOG-Technologie und integriertem GNSS-Empfänger (einschließlich RTK-Fähigkeit). Es liefert Daten zu Lage, Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung mit einer Rate von bis zu 500 Hz. Dank der Gyrokompass-Funktionalität ist auch eine autonome Navigation ohne GNSS möglich. Die Datenfusion erfolgt mittels eines Kalman-Filters mit über 42 Zuständen. Das System ist für Luft-, Land-, See- und Unterwasseranwendungen geeignet.
LuftdatensondeBereich öffnenBereich schließen
Die digitale Luftdatensonde DIFG-05 misst mit hoher Genauigkeit die wahre Fluggeschwindigkeit (TAS) und die kalibrierte Fluggeschwindigkeit (CAS) sowie den Anstellwinkel (AOA), den Schiebewinkel, die barometrische Höhe, die Lufttemperatur und die Luftdichte. Der Sensor basiert auf einem Prandtl-Rohr mit Mast und ist für Geschwindigkeiten bis 225 m/s ausgelegt. Er ist ideal für präzise aerodynamische Messungen im Flugversuch geeignet.
Knüppelkraftsensor (Steuerkraftsensor)Bereich öffnenBereich schließen
Der Steuerkraftsensor misst die Steuerkräfte in X- und Y-Richtung mit einer Messgenauigkeit von 0,1 % bis zu ±200 N. Die Datenübertragung erfolgt kabellos via Bluetooth, die Energieversorgung übernimmt ein interner Akku, der eine Laufzeit von 7,5 Stunden ermöglicht. Der kompakte Sensor ist mobil einsetzbar und ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Steuerkräften.
RuderwegaufnehmerBereich öffnenBereich schließen
Die Ruderwegssensoren erfassen die Ausschläge der Höhen-, Seiten- und Querruder. Jeder Sensor nutzt ein in einem CFK-Gehäuse verbautes Potentiometer zur Winkelmessung und überträgt die Daten kabellos über XBEE-Pro-Funkmodule. Die Energieversorgung erfolgt über einen Akku. Ein Arduino-Empfänger am Messrechner übernimmt die Auswertung.
zukünftige Entwicklung
5-Loch LuftdatensondeBereich öffnenBereich schließen
Für den Einsatz in UAVs wurde mit „MACS mini“ eine kompaktere Variante entwickelt. Dabei wurden das Pitot-Rohr sowie die Anstell- und Schiebewinkelsensoren durch eine 5-Loch-Sonde ersetzt. Zusätzlich wurde ein Kraftmesssensor zur Erfassung der Seitenruder-Steuerungskräfte integriert. Die Kalibrierung der 5-Loch-Sonde erfolgte im firmeneigenen Eiffel-Windkanal unter Verwendung einer selbst entwickelten LabVIEW-Software.
