FlexFuture-TUB - Integrierte Flug- und Lastenregelung für hochflexible Flugzeuge mit sehr großer Streckung für zukünftige, klimaneutrale Flugzeuge

Abstract

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung, Validierung und experimentelle Erprobung von Methoden zur Modellierung und Regelung hochflexibler Flugzeuge mit sehr großer Streckung. Im Mittelpunkt stand die Fragestellung, wie die starke Kopplung zwischen Struktur, Aerodynamik, Flugdynamik und Regelung bei zukünftigen hochflexiblen Flugzeugkonfigurationen bereits im frühen Entwurfsprozess systematisch berücksichtigt werden kann. Hierzu sollten zunächst geeignete Methoden zur Modellierung hochflexibler Flugzeuge und ihrer gekoppelten flugmechanischen, und aeroelastischen Wechselwirkungen erarbeitet werden. Darauf aufbauend sollten neue integrierte Flug- und Lastregelungskonzepte entwickelt und anhand numerischer Simulationen bewertet werden. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Vorhabens war die schrittweise experimentelle Validierung der entwickelten Methoden und Regelungskonzepte durch Windkanalversuche, Bodentests und Flugversuche. Das Vorhaben verfolgte damit drei eng miteinander verknüpfte wissenschaftlich-technische Ziele: erstens die Erarbeitung belastbarer Modellierungsansätze für hochflexible Flugzeuge, zweitens die Entwicklung einer integrierten Flug- und Lastregelung auf Basis dieser Modelle und drittens die experimentelle Untersuchung und Absicherung der entwickelten Methoden unter realitätsnahen Bedingungen. Auf dieser Grundlage sollte abschließend ein formalisierter Auslegungsprozess abgeleitet werden, der auf zukünftige hochflexible Flugzeugkonfigurationen übertragbar ist. Neben dem wissenschaftlich-technischen Erkenntnisgewinn besaß das Vorhaben einen ausgeprägten anwendungsnahen Charakter. Die entwickelten Methoden sollten nicht nur numerisch untersucht, sondern in einem mehrstufigen Validierungskonzept mit steigender Systemkomplexität praktisch erprobt werden. Damit sollte ein Beitrag dazu geleistet werden, zukünftige Flugzeuge mit hoher aerodynamischer Effizienz und reduziertem Strukturgewicht bei gleichzeitig hohen Sicherheitsanforderungen systematisch auslegen zu können.