Das große Flattern
Auf Fluggeräte wirken in der Luft enorme Kräfte ein. Durch Eigengewicht sowie aerodynamische Einflüsse werden die Komponenten stark belastet und bis zu einem gewissen Grad sind Verformungen sowie Schwingungen daher unvermeidbar. Im Auftrag von Volocopter hat ein Team des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) daher kürzlich Schwingungsversuche am VoloCity durchgeführt. Das Ziel: Durch rechtzeitiges Handeln ein letztlich unkontrollierbares aerolastisches Flattern im Betrieb zu verhindern.
Von Frederik Johannsen
Was geschieht an umströmten Strukturen, wenn aerodynamische Lasten mit mechanischen Kräften in Wechselwirkung treten, die durch Verformungen und Bewegungen von Flächen und Körpern entstehen? Eine Frage, auf die man am DLR-Institut für Aeroelastik in Göttingen nach Antworten sucht.
Sobald sich beispielsweise bei Überschreitung eines sicheren Geschwindigkeitsbereichs die Schwingungen einer Tragfläche unkontrollierbar aufschaukeln, kann es zu Materialschädigung und Brüchen sowie schlussendlich zum Absturz kommen. Das aerolastische Flattern stellt daher eine substantielle Gefahr für Fluggeräte dar. Um Konstruktionen und Materialien entsprechend zu testen, werden sogenannte Schwingungsversuche durchgeführt. Die dabei ermittelten charakteristischen Verhaltensweisen können dann in den weiteren Entwicklungsprozess oder präzise Vorgaben für den späteren Flugbetrieb einfließen. Im konkreten Fall stand besonders das charakteristische VoloCity-Design des VoloCity im Mittelpunkt, bei dem 18 Motoren an einem kreisförmigen elastischen Ring angeordnet sind. „Diese Besonderheit ist eine große Herausforderung für das aeroelastische Schwingungsverhalten“, erläutert Testleiter Keith Soal vom DLR. Für die einwöchige Messkampagne am Volocopter-Standort in Bruchsal wurde das eVTOL weich an Gummiseilen aufge…
