27.11.2023
Die Zukunft der Paketlieferung
Messanordnung mit Flügel und zwei Schwenkpropellern in Reiseflugstellung
Die vergangene Woche im Windkanal stand im Zeichen von Flügel- und Schwenkpropellermessungen für das Fraunhofer-Projekt ALBACOPTER, ein senkrechtstartfähiges Transport-UAV mit bis zu 130 kg Flugmasse und 7 m Spannweite, das mit einer Reisegeschwindigkeit von etwa 110 km/h operieren. Es wird von einem Konsortium aus sechs Fraunhofer-Instituten entwickelt, unter der Leitung des Instituts für Verkehrs- und Infrastruktursysteme (IVI) in Dresden. Bei den Messungen zugegen waren Vertreter des Instituts für Chemische Technologie (ICT) aus Karlsruhe sowie des Instituts für Entwurfstechnik Mechatronik (IEM) aus Paderborn.
Der Messaufbau bestand aus einem Flügelsegment von 2m Spannweite, das in Messerfluglage zwischen zwei Endscheiben im Kanal positioniert war. Es wurde an sechs Kraftaufnehmern gehalten und hat außerdem Messbohrungen zur Bestimmung der Druckverteilung an zwei spannweitigen Positionen. An einem Tragarm auf der Druckseite waren zwei Elektromotoren mit je einem Propeller montiert, einem in Zug- und einem in Druckanordnung. Beide können auch so geschwenkt werden, dass sie im Schwebeflug den Auftrieb liefern. Das fertige Fluggerät wird über vier solche Tragarme mit insgesamt acht Motoren und Propellern verfügen.
Udo Nolte vom IEM erklärt die Funktionsweise des Schwenkmechanismus
Zur Bestimmung der Charakteristik wurden verschiedene Kombinationen von Anstell- und Propellerwinkel sowie Anströmgeschwindigkeit und Drehzahl eingestellt und die aerodynamischen Kräfte gemessen. Nach der Überwindung erheblicher Schwierigkeiten sowohl bei einer vorangegangenen Messkampagne als auch in der Vorbereitung der aktuellen funktionierte die Messtechnik nunmehr einwandfrei.
Druckverteilungsmessung am glatten Flügel bei Anstellwinkeln von -15° bis +30°
Die Charakteristik des Flügelprofils entspricht weitestgehend dem, was in der Auslegung des Fluggerätes zugrunde gelegt wurde. Weiterhin stellte sich heraus, dass die Propeller den Anforderungen im Schwebeflug genügen, für den Reiseflug jedoch noch gewisser Optimierungsbedarf besteht. Die Geräuschkulisse der Propeller ist beeindruckend.