Master Arbeiten

Prof. Fichter in a lecture with a Quadrocopter

 


 

Titel: Performance and safety of small launch systems from Norway
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status:

Hintergrund

Andoya Space Center (ASC) is looking for a student or a young graduate interested in working in the field of flight dynamics for satellite launch systems.
ASC plans to provide orbital launch capability from the Norwegian territory by 2020. ASTOS software is being used to execute the typical analyses required for launch services. ASC is offering a study grant at Astos Solutions, located in Stuttgart, Germany. At the end of the internship or after the degree, there is the possibility for a year contract extension.

Problemstellung

The thesis/internship will address several practical aspects regarding the evaluation of a small launch system, mostly:

  • Trajectories optimization.
  • Ground station coverage.
  • Propulsion sub-systems and launcher system modelling.
  • Explosions simulations to evaluate damage to structures and injury to people caused by explosions.

Conditions
Begin: between July and October 2016.

  • Working place: Astos Solutions, Stuttgart, Germany.
  • Duration: 3 months.
  • Finances: financial support will be provided.

Contact
Marina Petrozzi Ilstad
marina@andoyaspace.no

http://andoyaspace.no/?page_id=2121

Anforderung

  • A student or young graduate with focus on space systems and flight dynamics.
  • General interest to work in the field of trajectory optimization for launchers.
  • Language: good command of oral and written English, Norwegian is a plus.
Download-Version
 

 


 

Titel: Beobachtbarkeitsanalyse und Seilkraftschätzung für den Windenstart
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Für den Start von Segelflugzeugen existieren verschiedene Möglichkeiten wie Eigenstart, Flugzeugschlepp oder aber der Start an einer Startwinde. Immer wieder kommt es hierbei zu Unfällen mit schweren oder sogar tödlichen Folgen. Unter Einbeziehung von Modellwissen und sinnvoll gewählten Messgrößen, können sowohl dem Windenfahrer als auch dem Piloten Hinweise zu geeigneten Reaktionen für die Vermeidung von Gefahrensituationen gegeben werden.

Problemstellung

Aufgrund der hohen Kosten und Komplexität aufwendiger Messtechnik, muss ein für den Flugbetrieb anwendungsorientiertes System zum Schutz vor gefährlichen Flugsituationen mit einfach zu bestimmenden Messgrößen auskommen. Hierfür ist es notwendig, die Beobachtbarkeit relevanter Zustände in Abhängigkeit unterschiedlicher Messgrößen analysieren zu können.

Aufgabe

  • Entwurf eines Seilmodells
  • Definition des Systemverhaltens beteiligter Komponenten (Winde, Flugzeug)
  • Bestimmung des Windeinflusses
  • Beobachtbarkeitsanalyse auf Grundlage noch zu definierender Messgrößen
  • Vergleich realer und geschätzter Systemzustände in MATLAB/Simulink

Anforderung

  • Gute Kenntnisse in MATLAB/Simulink
 

 


 

Titel: Entwurf eines Filters zur Aufwindschätzung
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: abgeschlossen

Hintergrund

Getrieben durch das Aufkommen batterie-elektrischer Antriebe im Bereich der General Aviation rückt energieeffizientes Fliegen in den Fokus der bemannten Luftfahrt. Vögel und Segelflug-Piloten können unter Ausnutzung atmosphärischer Bewegung antriebslos große Distanzen zurücklegen. Die Automatisierung der eingesetzten Strategien bietet die Möglichkeit zur Steigerung der maximalen Flugdauer und Reichweite für sowohl unbemannte Luftfahrtgeräte, als auch in der Allgemeinen Luftfahrt.

Problemstellung

Die maximal zu erzielende Reichweite oder Flugdauer eines Fahrzeugs mit gegebenem Anfangszustand ist abhängig vom Zustand der umgebenden Atmospähre. Als Basis für die Bahnplanung wird unter anderem eine im betrachteten Gebiet globale Schätzung des Aufwinds benötigt. Basierend auf lokale Sensorwerten soll eine Filter zur Aufwindschätzung entworfen werden.

Aufgabe

  • Entwurf eines Algorithmus zur Aufwindschätzung
  • Implementierung des Schätzers in eine Simulationsumgebung
  • Formulieren repräsentativer Testszenarien und simulative Verifizierung

Anforderung

  • Gute Kenntnisse in MATLAB
  • Bereitschaft zur Einarbeitung in die Thematiken Schätzung, Filterung
  • Meteorologisches Interesse (z.B. als aktiver Segelflug-/Modellsegelflug Pilot)
 

 


 

Titel: Optimale Bahnplanung durch bewegte Atmosphäre
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: abgeschlossen

Hintergrund

Getrieben durch das Aufkommen batterie-elektrischer Antriebe im Bereich der General Aviation rückt energieeffizientes Fliegen in den Fokus der bemannten Luftfahrt. Vögel und Segelflug-Piloten können unter Ausnutzung atmosphärischer Bewegung antriebslos große Distanzen zurücklegen. Die Automatisierung der eingesetzten Strategien bietet die Möglichkeit zur Steigerung der maximalen Flugdauer und Reichweite für sowohl unbemannte Luftfahrtgeräte, als auch in der Allgemeinen Luftfahrt.

Problemstellung

Die maximal zu erzielende Reichweite eines Fahrzeugs mit gegebenem Anfangszustand ist abhängig vom Zustand der umgebenden Atmospähre. Aus der Anforderung einen festgelegten Zielpunkt mit maximaler Restenergie zu erreichen ergibt sich ein Optimierungsproblem für die Bahnplanung. Auf Basis eines als bekannt vorausgesetzten 3D-Windfelds soll ein optimaler Bahnverlauf für ein Tragflächen-Flugzeug berechnet werden.

Aufgabe

  • Entwurf einer optimalen Bahnplanung zur Totalenergieverlust-Minimierung auf Basis eines als bekannt vorausgesetzten 3D-Windfelds
  • Analyse des Rechenaufwands und der benötigten Hardware-Ressourcen
  • Implementierung des Bahnplanungsalgorithmus in eine Simulationsumgebung
  • Formulieren repärsentativer Testszenarien und simulative Verifizierung

Anforderung

  • Gute Kenntnisse in MATLAB
  • Nichtlineare Optimierung (vorteilhaft)
 

 


 

Titel: Bestimmung kollisionsfreier Trajektorien für im Schwarm fliegende UAVs
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: abgeschlossen

Hintergrund

Für die hochgenaue und simultane Vermessung des Strömungsfelds vor dem Rotor einer Windkraftanlage werden am iFR Konzepte zur Regelung einzelner, mit Messgeräten ausgestatteter, Multicopter sowie zur Steuerung eines Schwarms, bestehend aus mehreren dieser Fahrzeuge, entwickelt. Die durch dieses Messnetzwerk ermittelten Windvektoren sollen Grundlage für ein tieferes Verständnis des Windfeldes und Basis für die Regelung moderner Windkraftanlagen sein.

Problemstellung

Die einzelnen Fahrzeuge des Schwarms müssen nach dem Start an ihre zugewiesene Position fliegen um den Messbetrieb aufzunehmen. Während der Messkampagne kann eine Umpositionierung der Fahrzeuge erforderlich werden. In beiden Fällen ist auf eine effiziente Bahnplanung in Bezug auf den Gesamt-Energiebedarf zu achten sowie eine ungewünschte Annäherung der Fahrzeuge zu vermeiden. Das daraus resultierende Optimierungsproblem muss während der Messkampagne auf einem mitgeführten PC gerechnet und die resultierenden Trajektorien müssen den Fahrzeugen mitgeteilt werden.

Aufgabe

  • Formulierung der Zielfunktion sowie Gleichungs- und Ungleichungsnebenbedingungen zur Durchführung der Optimierung
  • Bewertung (und ggf. Implementierung) geeigneter Löser für das aufgestellte Optimierungsproblem
  • Simulation unterschiedlicher Szenarien und Analyse der Ergebnisse

Anforderung

  • Gute Kenntnisse in MATLAB
  • Nichtlineare Optimierung (vorteilhaft)
 

 

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