Flight Performance Determination of Gliders

Die Ermittlung der Flugleistung von Segelflugzeugen anhand kontinuierlich aufgezeichneter Flugmessdaten im Vergleichsflug eröffnet die Möglichkeit, die individuelle Bewegung sowie das induzierte Windfeld beider Flugzeuge zu berücksichtigen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung, Umsetzung und Validierung einer auf moderner Flugmesstechnik basierenden sensorischen Messmethode mit derzeit höchstmöglicher Genauigkeit. Hierzu wurde ein geeignetes flugmechanisches Modell entwickelt und die Bestimmung des induzierten Windfelds mit verschiedenen Verfahren untersucht. Für die Erfassung der Messdaten wurden Flugmessanlagen aufgebaut, die hinsichtlich Baugröße, Gewicht und Leistungsaufnahme auf den Einsatz in Segelflugzeugen zugeschnitten sind. Für die hochgenaue Messung des Statikdrucks wurde hier eine mittelwertreduzierte Signalumsetzung für die Bestimmung der Vertikalgeschwindigkeit konzipiert und eingesetzt. Anhand verschiedener Untersuchungen konnte bei der Bestimmung der Vertikalgeschwindigkeit ein verbleibender Fehler von 0,01 m/s nachgewiesen werden. Weiterhin wurde eine Flugstrategie entworfen und erprobt, mit der eine wesentliche Reduktion des finanziellen und zeitlichen Aufwands bei der Ermittlung der Flugleistung gegenüber der etablierten fotogrammetrischen Messmethode erreicht wird. Es kann davon ausgegangen werden, dass bei konsequenter Anwendung und stetiger Weiterentwicklung der sensorischen Messmethode wesentliche innovative Impulse für den Segelflugzeugbau gegeben werden können.The flight performance determination of gliders with continuously recorded flight data by using the comparison flight procedure enables the description of the individual movement as well as the wake wind field of the both aircraft. The objective of this investigation is the development, the realization and the validation of a sensory method based on modern flight data systems. For the employment of this method a suitable flight mechanical model was developed and several procedures for the determination of the wake wind field were examined. Due to the very limited space, payload and energy special flight data recorders were assembled for the operation onboard the gliders. A mean value reduced data conversion for the very precise measurement of the static pressure and the calculation of the vertical speed was designed and used. With several tests a remaining error of 0,01 m/s for the determination of the vertical speed could be proved. Furthermore a significant reduction of cost in finances and in time could be realized in comparison with the established fotogrametric method by using a new flight strategy. With the consequent use and continuous development of the sensory method innovative results for the evolution of gliders can be given