AIX Katana | Advanced Aircraft Configuration – Ein Studentenprojekt der FH Aachen University of Applied Sciences

A_Katana

AIX Katana

Das Projekt Advanced-Katana ist ein Schwesterprojekt von Advanced Aircraft Configuration und befasst sich mit dem Aufbau und dem Betrieb eines Flugversuchsträgers, der auf einem funkferngesteuerten Modellflugzeug vom Typ Sebart Katana S120 basiert.

Das Flugzeug ist mit modernster Messtechnik, Sensorik und einer Trägheitsplattform (Crossbow) ausgestattet. Mit Hilfe dieses Flugversuchsträgers wird ein Flugregelungssystem entwickelt, das es ermöglicht instabile Flugzeugkonfigurationen elektronisch zu stabilisieren. In zahlreichen Abschlussarbeiten wurden bereits die Grundlagen für ein nichtlineares Simulationsmodell geschaffen, das in Kombination mit der Systemidentifizierung essentiell für die Entwicklung eines Flugregelungssystems ist.

Der hier gezeigte Flugversuchsträger Katana hat mittlerweile mehrere erfolgreiche Messflüge absolviert. Dabei wurde das Modell per Embedded-Microcontroller auf verschiedene Weisen (3-2-1-1-Anregung, Frequenz Sweep, etc.) angeregt und die daraus resultierenden Flugzeugbewegungen aufgezeichnet. Die Auswertung dieser Daten dienen der Flugzeugidentifizierung, welche derzeit im Rahmen einer Abschlussarbeit durchgeführt wird. Gleichzeitig wird ein Fly-by-Wire-System auf einem Mikrokontroller entworfen, welches das Fliegen in unzulässigen Flugbereichen verhindern soll (z. B. zu hohe Lastvielfache). Darauf aufbauend wird eine Autopilot entwickelt, der es ermöglicht, gezielt GPS-Koordinaten anzufliegen und eigenständige Start- und Landemanöver durchzuführen. Die daraus gewonnen Erkenntnisse können dann genutzt werden, um letztendlich ein Flugreglungssystem zu entwickeln, das flugmechanisch instabile Konfigurationen stabilisiert.

Durch das geringe Budget zu Beginn des Projekts wurde erst einmal ein Modellflugzeug mit ca. 2m Spannweite als Versuchsträger gewählt. Wie sich mittlerweile gezeigt hat, ist die Flächenbelastung (ca. 10kg/m²) auf Grund der hohen Abflugmasse (ca. 8kg = 4,5kg Flugzeug + 3,5kg Messequipment) sehr hoch. Daher soll ein zweiter Flugversuchsträger auf der Basis eines größeren Modellflugzeugs (Spannweite: ca. 3m) entstehen. Dafür wird zurzeit ein Großteil der Messtechnik in die Flight-Box IT integriert, die einen deutlich variableren Einsatz in verschiedenen Flugversuchsträgern ermöglicht. Das Team befindet sich dafür gerade auf der Suche nach einem geeigneten Modellflugzeug, passenden Antriebskomponenten sowie geeigneter, hochpräziser Messtechnik und Sensorik.