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Die Standorte Braunschweig und Göttingen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) forschen im Rahmen des EU-Projekts „Nicetrip“ (Novel Innovative Competetive Effective Tilt Rotor Integrated Project) an solch einem Fluggerät der Zukunft.
Das Kipprotor-Flugzeug (englisch: Tiltrotor Aircraft), kann helfen, die zukünftige Auslastung der Flughäfen zu steigern, weil es die Vorteile von Hubschrauber und Flugzeug vereint. Wie ein Hubschrauber startet es senkrecht und kann flexibel, von fast allen Hubschrauberlandeplätzen, eingesetzt werden. Erst ab einer bestimmten Höhe geht das Kipprotor-Flugzeug in den ökonomischen Reiseflug eines Flugzeugs über. Besonders für Kurzstreckenflüge bietet sich das Fluggerät an.
„Für die vertikale Bewegung von Start und Landung werden die Rotoren, wie beim Hubschrauber, nach oben gestellt und bewegen so das Flugzeug senkrecht in die Luft“, erklärt Hans-Jürgen Langer, Projektleiter und Mitarbeiter der Abteilung Hubschrauber am DLR-Institut für Flugsystemtechnik. „Hat der Pilot die gewünschte Höhe erreicht und möchte in den schnellen Reiseflug übergehen, setzt er den Flug mit nach vorne gekippten Rotoren fort. In dieser Phase wird das Fluggerät wie ein herkömmliches Propellerflugzeug angetrieben. Für die senkrechte Landung werden die Rotoren dann erneut nach oben gestellt“, erklärt er weiter.
Im Projekt „Nicetrip“ sammeln die europäischen Partner aus Forschung und Industrie technische Erfahrung mit der neuen Kipprotortechnologie und überprüfen bestehende mathematisch-physikalische Rechenverfahren. Schon während der Vorlaufprojekte wurde deutlich, dass zur weiteren Erforschung der Kipprotortechnologie der Bau eines entsprechenden Windkanalmodells unumgänglich ist. Nur so können die Forscher die aerodynamischen Wechselwirkungen zwischen Rotor, Flügel und Leitwerk optimal untersuchen und wichtige flugmechanische Kenngrößen, wie Leistungswerte und Steuer- und Stabiltitätsverhalten, ermitteln.
Das jetzt vom niederländischen Partner des DLR, der niederländischen Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (NLR), übernommene Windkanalmodell des Kipprotor-Flugzeugs wird derzeit im DLR-Institut für Flugsystemtechnik für die Windkanalmessungen vorbereitet. Die Wissenschaftler arbeiten an der Inbetriebnahme, Datenverarbeitung und Steuerung des Modells.
In weiteren Vorarbeiten wird das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik das voraussichtliche Strömungsverhalten des Modells berechnen. Die Ergebnisse werden dann in Windkanalmessungen überprüft.
Das Göttinger DLR-Institut für Aeroelastik führt einen Standschwingversuch am Windkanalmodell des Kipprotors durch, damit dessen dynamische Stabilität während des Versuchs sichergestellt werden kann. Die Forscher untersuchten außerdem im Rahmen des Projekts „Nicetrip“ anhand zurückliegender Windkanalversuche das Flatterverhalten von Propellergondeln, das sogenannte Whirl-Flattern. Dieses ist bei Kipprotor-Flugzeugen als kritisch bekannt.
Um möglichst realistische Bedingungen für die Windkanalmessungen zu gewährleisten, hat das Modell einen vollständigen Antrieb. Sämtliche Steuergrößen und Stellflächen können so bei den Messungen den tatsächlichen Flugbedingungen entsprechend eingestellt werden und liefern genaueste Ergebnisse.
Das ist vor allem deshalb wichtig, weil auf Grundlage der Ergebnisse bis zum Ende des Jahrzehnts ein erster Demonstrator des Kipprotor-Flugzeugs gebaut werden soll. Basierend auf einem Konzept namens „Erica“ (Enhanced Rotorcraft Innovative Rotorcraft Achievement) entsteht dann ein solches Fluggerät mit einem Abfluggewicht von zehn Tonnen. Bis zu 22 Passagiere können damit bei einer Geschwindigkeit von bis zu 650 Kilometern pro Stunde transportiert werden. „Das ist fast doppelt so schnell, wie ein konventioneller Hubschrauber fliegt. Und das auch noch bei doppelter Reichweite“, sagt Langer.
Das entwickelte Fluggerät wird nicht das erste Kipprotor-Flugzeug sein. Es gibt ein weiteres Flugzeug dieser Art, die V22 Osprey von Bell-Boeing für den militärischen ‚Einsatz. Im Zulassungsverfahren befindet sich außerdem die BA 609 (Bell-Agusta), eine Kipprotor-Maschine für sechs bis neun Passagiere.
jes/eb
