Förderprojekt ReCo

  Urheberrecht: © FSD/IRT

Präzise Rendezvous-Steuerung hochheterogener Luft- und Bodenfahrzeugsysteme

 

Motivation

Das Fahrwerk macht bei Flugzeugen mit typischerweise etwa 5 Prozent einen signifikanten Anteil des maximalen Startgewichts aus. Der Verzicht, beziehungsweise der Ersatz des Fahrwerks bietet daher insbesondere für Flugzeuge mit extrem langen Flugzeiten, auch genannt High Altitude Long Endurance, kurz HALE, Einsatzmöglichkeiten, bei denen das Eigengewicht ein entscheidender Einflussfaktor für die Reichweite ist. Darüber hinaus bestehen auch bei Großraumflugzeugen erhebliche Energie- und Emissionseinsparpotentiale, die in kostensensiblen Märkten einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil schaffen können.

 

Projektziele und Methoden

Das Ziel des Projekts ist die Untersuchung und Entwicklung methodischer Grundlagen im Bereich der Regelungstechnik und der Flugsystemdynamik, welche die automatisierte Landung eines Flugzeugs auf einem autonom fahrenden Bodenfahrzeug ermöglichen. Dazu müssen beide Systeme zunächst während der Landung hinsichtlich ihrer räumlichen Freiheitsgrade synchronisiert und anschließend zusammen zum Stillstand verlangsamt werden. Zentrale Herausforderungen stellen hierbei die hochheterogene Dynamik des Bodenfahrzeugs und des Flugzeugs, kommunikationsbedingte Totzeiten und die geforderte Robustheit des Gesamtsystems gegenüber äußeren Störeinflüssen, wie zum Beispiel starken Windböen, und Ausfällen von Sensorik und Aktuatorik dar. Hierfür werden modellprädiktive Ansätze zur Trajektorienplanung und Trajektorienfolgeregelung entwickelt. Neben den methodischen Grundlagenarbeiten werden die umgesetzten Algorithmen durch die Implementierung auf skalierten Versuchsträgern experimentell validiert, wobei die am IRT entwickelte Fahrzeugplattform „IRT-Buggy“ als Bodenplattform dient.

 

Innovationen und Perspektiven

Das Absetzen eines fahrwerklosen Flugzeugs auf einer fahrenden Landeplattform ist Gegenstand zukünftiger Entwicklungen und wird im Projekt ReCo von den methodischen Grundlagen her erforscht. Für ein zukünftig sicheres und zuverlässiges Gesamtsystem müssen innovative regelungstechnische Konzepte und Methoden entwickelt werden, welche die vorhandenen Sensor- und Aktorredundanzen ausnutzen und somit adaptiv auf Störeinflüsse reagieren können.

 

Projektpartner
RWTH Aachen, FSD – Institut für Flugsystemdynamik: Flugregelung, Windprädiktion