Y. Dobrev, M. Schütt, P. Hartmann, D. Moormann

Innerhalb einer Forschungsflugkampagne im Winter 2015/16 hat die RWTH Aachen in Kooperation mit der Deutschen Post DHL Group unbemannte Flüge mit dem Tiltwing-Fluggerät Paketkopter 3.0 zwischen Reit im Winkl und der Winklmoosalm durchgeführt. Der Paketkopter wird seit 2013 in Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit dem Ziel entwickelt, schwierig zu erreichende Regionen mit eiligen Gütern zu beliefern. Für den Flugbetrieb zwischen Reit im Winkl und der Winklmoosalm wurden zwei modifizierte Packstationen als Start- und Landeplatz gewählt. Dieser Beitrag beschreibt das für die Landung auf einer Packstation nötige Präzisionslandesystem. Vor dem Hintergrund der für dieses Szenario charakteristischen Anforderungen und Tiltwing-spezifischer Flugeigenschaften wird das entwickelte Navigations- und Regelungssystem vorgestellt. Die Beschreibung dieses Systems umfasst insbesondere die Erweiterung eines vorhandenen integrierten Navigationssystems um einen hochgenauen Real-Time-Kinematic-fähigen Global Navigation Satellite System (GNSS) Empfänger, sowie die nötige lokale Infrastruktur zur Bereitstellung von GNSS-Korrekturdaten. Hinsichtlich des Regelungssystems liegt der Fokus auf dem Umgang mit Störeinflüssen, welche in unmittelbarer Umgebung des Landeplatzes wirken. Dazu zählt vor allem die Windsituation, welche durch die bodennahe Grenzschicht und durch die Umströmung der Packstation maßgeblich beeinflusst wird. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit wurden Maßnahmen für verschiedene Systemausfälle betrachtet, unter anderem das automatische Anfliegen von Ausweichlandeplätzen. Die Erprobung des entwickelten Gesamtsystems umfasst während der Testflugkampagne in Reit im Winkl über einhundert vollautomatische Präzisionslandungen.

During a research flight campaign in the winter of 2015/16, RWTH Aachen University, in cooperation with Deutsche Post DHL Group, conducted unmanned flights with the tiltwing aircraft Paketkopter 3.0 between Reit im Winkl and the Winklmoosalm. The Paketkopter has been under development since 2013 in research and development projects aimed at delivering urgent goods to hard-to-reach regions. For the flight operations between Reit im Winkl and the Winklmoosalm, two modified parcel lockers were chosen as take-off and landing sites. This paper describes the precision landing system required for landing on a parcel locker. Against the backdrop of the requirements characteristic of this scenario and tiltwing-specific flight characteristics, the developed navigation and control system is presented. The description of this system includes, in particular, the extension of an existing integrated navigation system with a high-precision, real-time kinematic-capable Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver, as well as the necessary local infrastructure for providing GNSS correction data. Regarding the control system, the focus is on managing disturbances in the immediate vicinity of the landing site. This primarily includes the wind conditions, which are significantly influenced by the near-surface boundary layer and the airflow around the packing station. To increase operational reliability, measures for various system failures were considered, including the automatic approach to alternate landing sites. The testing of the developed overall system includes over one hundred fully automated precision landings during the test flight campaign in Reit im Winkl.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2016, Braunschweig

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2016

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2016102110731

Paketkopter, Präzisionslandung

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21.10.2016