Vor drei Wochen haben wir die fs35 in die Halle des Instituts für Statik und Dynamik verfrachtet, um sie dort aufzubauen, was in der eigenen Werkstatt wegen der Höhe nicht möglich gewesen wäre.
Ziel des Ganzen war der sogenannte Standschwingversuch, welcher für den sicheren Betrieb eines Flugzeuges ohne Flattern unumgänglich ist. Um was es sich beim Flattern bzw. bei der Aeroelastik eines Flugzeugs handelt, erklärt euch am besten dieses schöne Video vom DLR:
Um also ein erstes Flattergutachten für den Erstflug zu erstellen ist es notwendig die Eigenschwingungsformen des Flugzeuges sehr genau zu kennen. Zwar wurden diese auch schon zuvor am Computer mit einem Finite-Elemente-Modell abgeschätzt, jedoch beinhaltet eine solche Rechnung noch immer zu viele Ungenauigkeiten und Unsicherheiten. Vor allem das Verhalten der Steuerung oder das Verhalten einer Flügeltrennstelle sind hier schwer zu berechnen.
Die Abhilfe ist nun also der Versuch am Boden, bei welchem experimentell alle Eigenschwingungsformen des Flugzeuges angeregt und gemessen werden. Um überhaupt sinnvoll messen zu können, muss das Flugzeug zuerst einmal möglichst weich gelagert werden. Dies geschieht oft durch das Aufhängen des Flugzeuges mit Bungee-Seilen an der Decke oder wie in unserem Fall einfacher durch die Lagerung der Fahrwerke auf riesigen Luftschläuchen. Für das Messen werden dann viele Beschleunigungssensoren und die entsprechenden Messanlage benötigt. Hier konnte uns zum Glück SIEMENS mit 13 triaxialen und vier eindimensionalen Sensoren und einer Vorführ-Messanlage unterstützen! Vielen Dank nochmals dafür an dieser Stelle. Angeregt wurden die Schwingungen dann mit einem ebenfalls von SIEMENS geliehenen Impulshammer oder mit einem kleinen elektrodynamischen Shaker. Damit konnten an gezielten Punkten Kräfte eingeleitet werden und die Beschleunigungsantworten des Flugzeugs gemessen werden. Um alle Schwingungsformen des Flugzeuges bei verschiedenen Konfigurationen anzuregen und zu messen vergingen so schnell die fünf Tage, bei welchen sogar die eine oder andere Tagesmahlzeit mal vergessen wurde.
Jetzt ist Büroarbeit angesagt. Stets unterstützt vom Institut für Aeroelastik am DLR in Göttingen kann unser Projektleiter Roman „Biergit“ Raabe jetzt eine experimentelle Modalanalyse durchführen. Damit wird dann das FEM-Modell am Computer kalibriert und es kann die eigentliche Flatterrechnung gemacht werden. Dabei wird das Flugzeug mit den im Flug angreifenden aerodynamischen Kräften modelliert und auf Instabilitäten hin untersucht. Treten Instabilitäten auf kann das Flugzeug durch zusätzliche Massen gezielt beeinflusst werden um Flatterfälle zu vermeiden. Dies geschieht insbesondere durch Massenausgleiche an den Rudern.
