Niederschwelliger Zugang zu Vereisungsversuchen im RTA-Klimawindkanal mit einem Multiuser-Ansatz
Projektnummern: 5.509.20001, 5.509.20002, 5.509.20003 (Multiuser RTA-Vereisungstests)
Projektbeschreibung/Methoden
Viele technologische Forschungsherausforderungen für Drohnen, z.B. Allwetterfähigkeit und Gegenmaßnahmen zur Vereisung, lassen sich derzeit nur in aufwendigen und teuren Infrastrukturen experimentell adressieren, aufgrund der internationalen Bedeutung des Themas bietet auch AIRlabs derartige Infrastrukturen an. Solche Testkampagnen bewegen sich schnell bei Kosten im hohen fünfstelligen Euro-Bereich und sind daher für die primär KMU-basierte Drohnenindustrie nicht leistbar.
Um eine ressourceneffiziente Testung zukünftig zu ermöglichen, ist zum Beispiel im ressourcenintensiven Klimawindkanal ein neuartiger Ansatz eines Multiobjektmodus zielführend. Im Rahmen einer Windkanalkampagne wurden von der AIRlabs nun mit Innovationsprojektpartner:innen die Rahmenbedingungen erforscht, unter denen derartige Tests ohne negative Gegenbeeinflussungen durchgeführt werden können.
Da eine theoretische Untersuchung eines Multiobjekt-Konzepts basierend auf analytischen Werkzeugen für die Bestimmung der technischen Machbarkeit, potenzieller Qualitätseinbußen und organisatorischer Aufwendungen nicht ausreichend ist, wurde ein innovatives Set-Up gewählt und umgesetzt. Dabei wurden die Vereisungsbedingungen an unterschiedlichen Plätzen im Windkanal analysiert, was anhand der Positionierung mehrerer Testobjekte (im aktuellen Projekt eine großen, mehrere hundert Kilogramm schwere Transportdrohne, ein Rotorteststand mit einem Drohnenantrieb) durchgeführt wurde. Um mögliche schädliche Wechselwirkungen der Messobjekte zueinander bzw. zur Umgebung zu bestimmen, wurden weitere Sensoren wie eine Mikrofonanlage zur Rotorschallpegelmessung, ein GPS-unabhängiges Indoor Positioning-System und ein Positionssender aufgebaut.
Positionierung der Testobjekte im Windkanal (in Längs- und Querrichtung)
Im Zuge einer optimierten Positionierung der Objekte im Windkanal wurde die Messtrecke nicht nur zur Strömungsrichtung, sondern auch 3D durch unterschiedliche Platzierung der Testobjekte in der Höhe belegt. Im experimentellen Aufbau wurde durch asymmetrische Platzierung einer großen Drohne nahe an die Windkanalwand der Versperrungsgrad validiert, um zu überprüfen, ob bei ihr und bei den anderen Messobjekten weiterhin eine parallele/symmetrische Anströmung vorherrscht oder bereits Versperrungs- oder Wandeffekte auftreten.
Neben den aerodynamischen Experimenten wurden auch weitere für Drohnen relevante Technologien und innovative Messverfahren im Multiobjekt-Setup erforscht, die Grenzen der Anwendbarkeit (z.B. aufgrund von Störgeräuschen für Mikrofonanlagen) aufzeigten.
Vereisung an einen Remote-ID Sender, der Antenne an einem UAV, eines Rotorsystems und an einem Rotorkopf des Drohnenantriebes
Ergebnisse/Dissemination
Dieses AIRlabs Innovationsprojekt ermöglichte es erstmalig, die Rahmenbedingungen für innovative Multiobjektkampagnen von Drohnen und deren Messparameter im Realmaßstab strukturiert zu erforschen. Dies unter der Prämisse, dass auch bei einer Kombination von größeren und kleinen Testobjekten diese ohne nennenswerte aerodynamische Beeinflussung durchgeführt werden können und klar definierte klimatische Anströmzustände vorherrschen. Dies konnte erfolgreich nachgewiesen werden. Im aktuellen Innovationsprojekt wurden zwar mehrere Testobjekte gleichzeitig erfolgreich untersucht; dabei war aber lediglich eine davon eines mit beweglichen Teilen, sprich mit einem sich drehenden Rotor. AIRlabs daher geplant in naher Zukunft zu testen, ob mit dem innovativen Ansatz der Multiuser-Versuche auch mehrere Rotorsysteme gleichzeitig ohne nennenswerte gegenseitige Beeinflussung im RTA untersucht werden können. Für weitere Rückfragen steht Ihnen das Team von AIRlabs Austria gerne zur Verfügung.