Motivation
Mit der zunehmenden Automatisierung von Drehflüglern (eVTOL u. Hubschraubern) geraten die Bedürfnisse und Wünsche der Passagiere mehr in den Fokus als zuvor. Die Passagierakzeptanz dieser Fluggeräte ist hierbei stark an das individuelle Sicherheits- und Komfortempfinden gekoppelt. Daher ist es im Interesse der Hersteller sichere und komfortable Fluggeräte zu entwerfen. Zu Erhöhung des Flugkomforts haben speziell die Hubschrauberhersteller viele Jahre Arbeit und Zeit investiert, um die hohen Rotorvibrationen zu reduzieren. Durch die erfolgreiche Reduktion der Rotorvibrationen, werden von den Passagieren andere Vibrationsquellen deutlicher wahrgenommen. Insbesondere die Vibrationen, die durch die Reaktion des Flugregelungssystems auf atmosphärische Turbulenzen entstehen, werden von den Passagieren als Unkomfortabel empfunden. Da diese Vibrationen bisher nicht systematisch betrachtet wurden, ergeben sich hier neue Möglichkeit zur Optimierung des Flugkomforts.
Forschungsaktivitäten
Atmosphärische Turbulenzen können während eines Fluges auftreten und den Komfort von Hubschrauberinsassen negativ beeinflussen. Um den Diskomfortbeitrag von Turbulenzen zu quantifizieren, müssen die Windgeschwindigkeiten mit einer speziellen Messvorrichtung während des Fluges erfasst werden. Um die Windgeschwindigkeiten bei Flügen ohne diese Messvorrichtung zu bestimmen, sind indirekte Methoden notwendig. Das IFR entwickelt hierzu Methoden zur Rekonstruktion von Windgeschwindigkeiten zur Hilfenahme von gängigen Messinstrumenten in Hubschraubern.
Die Gegenreaktionen des Piloten sowie die Reaktionen des Flugregelungssystems auf die ermittelten Windgeschwindigkeiten führen zu niederfrequenten, breitbandigen Vibrationen. Das IFR analysiert und entwickelt gemeinsam mit Partnern wie Airbus Helicopters Deutschland die Anwendbarkeit von bestehenden sowie intern entwickelten Komfortmodellen zur Prädiktion von Passagierkomfort aus Basis dieser Vibrationen. Diese Modelle werden herangezogen, um am IFR komfortoptimierte Flugregelungssysteme zur systematischen Verbesserung des Flugkomforts zu entwickeln.
Ziele
Ziel der Aktivitäten am iFR im Bereich Hubschrauberkomfort sind:
- Entwurf einer Komfortmetrik für Hubschrauberanwendung unter Berücksichtigung von turbulenz-induzierten Vibration & rotor-induzierten Vibrationen.
- Entwurf eines Entwicklungswerkzeuges zur Berücksichtigung von Flugkomfort in frühen Hubschrauberentwicklungsphasen.
- Entwurf von Flugregelungssystem zur systematischen Verbesserung von Flugkomfort.
- Modellierung und Rekonstruktion von atmosphärischen Störungen.
Publikationen
[1] Özkurt, S., Rath, T., Fichter, W., Dieterich, O., Priems, M., Nooij, S. A. E., & Bülthoff, H. H., From Helicopter Vibrations to Passenger Perceptions: A Closer Look on Standards. Proceedings of the 76th Annual Forum, 2020
[2] Rath, T., & Fichter, W., Flight Control Design for the Systematic Improvement of Ride Qualities. Journal of the American Helicopter Society, 2020
[3] Rath, T., & Fichter, W., A Closer Look at the Impact of Helicopter Vibrations on Ride Quality. Proceedings of the 73th Annual Forum, 2017
