İnsan veya otopilot – her ikisi de bir uçağı güvenli bir şekilde yönlendirmek için belirli fiziksel parametrelere bağlıdır. Bunlara örneğin hava basıncı, sıcaklık ve rüzgar hızı dahildir. Uçaktaki sensörler ve problar bu değerleri ölçer. Aletler daha sonra uçuş irtifasını, hızını veya tırmanma ve alçalma oranını hesaplamak için bu bilgileri kullanır. Bu parametreleri belirlemeye yönelik birçok yöntem mekanik olarak çalışır ve havacılığın başlangıcından bu yana çok az değişmiştir. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) şimdi yeni bir yaklaşım üzerinde çalışıyor: Araştırmacılar, lazer tabanlı süreçleri kullanarak güvenilirliği daha da artırmak ve her şeyden önce sensörlerin ayarlanması ve hassas şekilde ayarlanması için gereken çabayı önemli ölçüde azaltmak istiyor. Optical Air Data’nın tam olarak nasıl çalıştığı, DLR bilim adamı Dr. Oliver Kliebisch ile yapılan röportaj tarafından açıklanmaktadır. Kendisi bir fizikçi ve Stuttgart’taki DLR Teknik Fizik Enstitüsü’nde FAME (Geleceğin Hava Veri Sistemi Modülü Değerlendirmesi) projesini yönetiyor. Karşılık gelen sistemlerin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi ve son olarak ilk pratik testler için kullanıma sunulması ile ilgilenir.
Optical Air Data’nın arkasındaki temel fikir nedir ve tam olarak nasıl çalışır?
Kliebish: Lazerler, Optik Hava Verilerinde merkezi bir rol oynar. Uçağın etrafındaki havaya sürekli olarak lazer radyasyonu gönderiyoruz. Prosese bağlı olarak uçak gövdesinden bir metreye kadar mesafede saniyede bine varan ölçümler gerçekleştiriyoruz. Daha sonra bu lazer radyasyonunun havadaki küçük parçacık ve moleküllerden nasıl etkilendiğini değerlendiriyoruz. Bunu yapmak için üç farklı lazer tabanlı ölçüm tekniği kullanıyoruz: bağıl rüzgar hızını ölçmek için Lazer Doppler anemometrisi, uçağın dışındaki sıcaklık hakkında bilgi edinmek için filtrelenmiş Rayleigh saçılması ve basıncı ve dolayısıyla uçuş irtifasını belirlemek için lazer absorpsiyon spektroskopisi. belirlemek. İlk iki yöntemde lazer radyasyonu yayar ve havada nasıl dağıldığını analiz ederiz. İkinci yöntemle, atmosferdeki oksijen moleküllerinin yayılan lazer radyasyonunu nasıl soğurduğuna yakından bakıyoruz.
Optik Hava Verilerinin avantajları nelerdir?
Kliebish: Açıklanan üç yöntemin tümü, kalibrasyon için çok az çaba sarf ederek temassız ölçümler sağlar. Amacımız sistemleri uçak gövdesine entegre edilebilecek şekilde tasarlamaktır. Artık hava akışını ve dolayısıyla ölçümleri etkileyebilecek uçaktan çıkıntı yapan herhangi bir ölçüm probu yoktur. Mevcut problar ve sensörler de kirlenebilir veya buzlanabilir. Ölçülen değerler daha sonra kademeli olarak bozulur. Bunu kokpitte mutlaka fark etmiyorsunuz. Bunun aksine, sistemimiz doğrudan ölçülen değerleri kontrol etmeli ve işlevsel arızaları bağımsız olarak ve saniyeler içinde rapor etmeli, böylece daha da fazla güvenlik sunmalıdır.
Gelecekteki kullanımlar nelerdir?
Kliebisch: Air Data, klasik sensörleri tamamlama veya değiştirme potansiyeline sahiptir. DLR’de ve muadillerimiz olan NLR (Hollanda Havacılık ve Uzay Merkezi) ve ONERA’da (Office national d’études et des recherches aérospatiales) önceki araştırma çalışmaları, hava verilerinin aletleri ve sensörleri kalibre etmeyi çok daha kolay hale getirdiğini göstermiştir. Özel ve çok güçlü bir lazer olan fiber lazerde son yıllarda kaydedilen ilerlemeler, örneğin türbülansın önceden algılanması gibi yeni fikirler ve yaklaşımlar sağlar.
Air Data ile ilgili çalışmalarda hangi DLR yetkinlikleri kullanılıyor?
Kliebish: Mevcut projede, DLR Teknik Fizik Enstitüsü, lazer teknolojisi alanındaki bilgi birikimiyle katkıda bulunuyor. DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü, lazer tabanlı ölçüm yöntemlerindeki uzmanlığını katkıda bulunur ve bunu tahrik teknolojisindeki teşhis alanından sensörler ve aviyonik alanlarına aktarır. Ayrıca ekip olarak yüksek hızlı sinyal işleme ve optoelektronik sistem entegrasyonuna odaklandık. Bu bilgiyle, özellikle bu amaç için uygun bileşenler geliştirdik.
Şu anki durum nedir ve sırada ne var?
Kliebish: Başlangıçta laboratuvarda gerekli teknikleri geliştirdik ve test ettik. Şu anda mümkün olduğunca kompakt ve sağlam ölçüm sistemleri geliştiriyor ve inşa ediyoruz. Amaç, bunları bir an önce bir araştırma uçağına entegre etmek. Lazer sistemlerini göze güvenli bir şekilde çalıştırıyor, uygun güvenlik mesafelerini ve çalışma noktalarını ne pilotların ne de yolcuların tehlikeye atılmaması için seçiyoruz. Bu çalışmaya, diğer şeylerin yanı sıra ölçüm tekniklerini daha da geliştirmek için laboratuvarda daha fazla araştırma eşlik ediyor. İlk uçuş kampanyaları, ölçüm yöntemlerini gerçek koşullar altında test etmek istediğimiz 2022 için planlanıyor.
Optical Air Data’nın arkasındaki temel fikir nedir ve tam olarak nasıl çalışır?
Kliebish: Lazerler, Optik Hava Verilerinde merkezi bir rol oynar. Uçağın etrafındaki havaya sürekli olarak lazer radyasyonu gönderiyoruz. Prosese bağlı olarak uçak gövdesinden bir metreye kadar mesafede saniyede bine varan ölçümler gerçekleştiriyoruz. Daha sonra bu lazer radyasyonunun havadaki küçük parçacık ve moleküllerden nasıl etkilendiğini değerlendiriyoruz. Bunu yapmak için üç farklı lazer tabanlı ölçüm tekniği kullanıyoruz: bağıl rüzgar hızını ölçmek için Lazer Doppler anemometrisi, uçağın dışındaki sıcaklık hakkında bilgi edinmek için filtrelenmiş Rayleigh saçılması ve basıncı ve dolayısıyla uçuş irtifasını belirlemek için lazer absorpsiyon spektroskopisi. belirlemek. İlk iki yöntemde lazer radyasyonu yayar ve havada nasıl dağıldığını analiz ederiz. İkinci yöntemle, atmosferdeki oksijen moleküllerinin yayılan lazer radyasyonunu nasıl soğurduğuna yakından bakıyoruz.
Optik Hava Verilerinin avantajları nelerdir?
Kliebish: Açıklanan üç yöntemin tümü, kalibrasyon için çok az çaba sarf ederek temassız ölçümler sağlar. Amacımız sistemleri uçak gövdesine entegre edilebilecek şekilde tasarlamaktır. Artık hava akışını ve dolayısıyla ölçümleri etkileyebilecek uçaktan çıkıntı yapan herhangi bir ölçüm probu yoktur. Mevcut problar ve sensörler de kirlenebilir veya buzlanabilir. Ölçülen değerler daha sonra kademeli olarak bozulur. Bunu kokpitte mutlaka fark etmiyorsunuz. Bunun aksine, sistemimiz doğrudan ölçülen değerleri kontrol etmeli ve işlevsel arızaları bağımsız olarak ve saniyeler içinde rapor etmeli, böylece daha da fazla güvenlik sunmalıdır.
Gelecekteki kullanımlar nelerdir?
Kliebisch: Air Data, klasik sensörleri tamamlama veya değiştirme potansiyeline sahiptir. DLR’de ve muadillerimiz olan NLR (Hollanda Havacılık ve Uzay Merkezi) ve ONERA’da (Office national d’études et des recherches aérospatiales) önceki araştırma çalışmaları, hava verilerinin aletleri ve sensörleri kalibre etmeyi çok daha kolay hale getirdiğini göstermiştir. Özel ve çok güçlü bir lazer olan fiber lazerde son yıllarda kaydedilen ilerlemeler, örneğin türbülansın önceden algılanması gibi yeni fikirler ve yaklaşımlar sağlar.
Air Data ile ilgili çalışmalarda hangi DLR yetkinlikleri kullanılıyor?
Kliebish: Mevcut projede, DLR Teknik Fizik Enstitüsü, lazer teknolojisi alanındaki bilgi birikimiyle katkıda bulunuyor. DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü, lazer tabanlı ölçüm yöntemlerindeki uzmanlığını katkıda bulunur ve bunu tahrik teknolojisindeki teşhis alanından sensörler ve aviyonik alanlarına aktarır. Ayrıca ekip olarak yüksek hızlı sinyal işleme ve optoelektronik sistem entegrasyonuna odaklandık. Bu bilgiyle, özellikle bu amaç için uygun bileşenler geliştirdik.
Şu anki durum nedir ve sırada ne var?
Kliebish: Başlangıçta laboratuvarda gerekli teknikleri geliştirdik ve test ettik. Şu anda mümkün olduğunca kompakt ve sağlam ölçüm sistemleri geliştiriyor ve inşa ediyoruz. Amaç, bunları bir an önce bir araştırma uçağına entegre etmek. Lazer sistemlerini göze güvenli bir şekilde çalıştırıyor, uygun güvenlik mesafelerini ve çalışma noktalarını ne pilotların ne de yolcuların tehlikeye atılmaması için seçiyoruz. Bu çalışmaya, diğer şeylerin yanı sıra ölçüm tekniklerini daha da geliştirmek için laboratuvarda daha fazla araştırma eşlik ediyor. İlk uçuş kampanyaları, ölçüm yöntemlerini gerçek koşullar altında test etmek istediğimiz 2022 için planlanıyor.