Masterthesis

Viele Luftfahrzeuge sind hinsichtlich ihrer Stellgrößen inhärent überaktuiert. Insbesondere im Kontext unbemannter Flugsysteme (UAVs) könnte eine solche Redundanz auch eine Zulassung für den kommerziellen Betrieb in bewohntem Gelände erleichtern. Dafür sollen am Institut für Flugsysteme und Regelungstechnik neue Algorithmen zur fehlertoleranten Regelung entwickelt und am Beispiel hybrider UAVs getestet werden. Bei der zu untersuchenden Konfiguration handelt es sich um einen Flächenflieger mit Pusher-Antrieb, der durch vier zusätzliche Hubrotoren auch Senkrechtstarts und –landungen durchführen kann (sog. VTOL-UAV).

Masterthesis

Viele Luftfahrzeuge sind hinsichtlich ihrer Stellgrößen inhärent überaktuiert. Dies kann insbesondere im Kontext unbemannter Flugsysteme vorteilhaft sein, wo Funktionen von Aktuatoren in kritischen Situationen ausfallen können. Die redundanten Aktuatoren können in solchen Fällen zur weiteren Erfüllung der verwendeten Regelstrategien eingesetzt werden und somit eine Erhöhung der operationellen Sicherheit gewährleisten. Zur Erprobung solcher Methoden sollen am Institut für Flugsysteme und Regelungstechnik neue Algorithmen zur fehlertoleranten Regelung entwickelt und am Beispiel überaktuierter Flugsysteme getestet werden.

Merkmalsidentifizierung für Treibstoffverbrauchsprognosen mit Hilfe von Machine Learning Algorithmen

Das Ziel dieser Arbeit ist die Identifizierung relevanter Merkmale aus Flugbetriebsdaten einer Airline, um die Anzahl an Eingangsvariablen für datenbasierte und iterativ lernende Modelle wie Neuronale Netze und Entscheidungsbäume reduzieren und Prognoseergebnisse steigern zu können. Hierfür sollen Algorithmen aus dem Bereich der Feature Subset Selection wie Wrapper und Hauptkomponentenanalysen zum Einsatz kommen. Die Performanz der Ergebnisse soll mit bereits bestehenden Frameworks zur Prognose des Treibstoffverbrauches von Flugzeugen validiert werden.

Masterthesis im Bereich Cockpitsysteme

Im zukünftigen Cockpit wird während des Reiseflugs möglcherweise nur noch ein Pilot operieren („Reduced Crew Operations“). Teilautonome Systeme werden dabei Funktionen des zweiten Piloten übernehmen, um die Arbeitsbelastung des verbleibenden Piloten zu reduzieren. Am FSR wird derzeit im Rahmen des Projekts „Future Flight Deck“ an Konzepten geforscht, ob und wie sich solch ein Szenario umsetzen lässt.

Masterthesis im Bereich Cockpitsysteme

Formel 1 Rennwagen werden über ein vollintegriertes Lenkrad gesteuert. Dieses dient mittlerweile nicht mehr nur der Lenkung des Wagens, sondern enthält mehr als 100 verschiedene Anzeigen, Schalter und Einstellmöglichkeiten. Eine ähnliche, wenn auch nicht so drastische Entwicklung lässt sich bei Lenkrädern von PKWs beobachten. Flugzeuge werden über Sidesticks (Airbus) bzw. Steuersäulen (sogenannte „Yokes“, Boeing) gesteuert. Bisher dienen diese jedoch hauptsächlich der direkten Flugpfadkontrolle.

Analyse von zukünftigen UAV Missionen in einem heterogenen Luftraum

Im Rahmen dieses ARPs sollen zukünftige Nutzungsszenarien von unbemannten Luftfahrtzeugen identifiziert, analysiert und klassifiziert werden. Dazu soll unter anderem untersucht werden, welche Informationen während des Fluges zur Missionsdurchführung benötigt werden und welche technischen Herausforderungen an das Fluggerät in Abhängigkeit des Szenarios gestellt werden. Bei der Analyse sind Regularien zu beachten, die den Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen regeln.

Entwicklung einer UAV Simulationsumgebung

In dieser Masterthesis soll ein Simulationsframework entworfen und implementiert werden, das es ermöglicht verschiedenste Drohnengeräte und ihre Missionstypen abzubilden. Ziel der Simulation ist es, das Zusammenwirken der vielfältigen Drohnentypen und Missionen sowie daraus entstehende Herausforderungen zu analysieren. Dazu soll das Framework die Möglichkeit bieten, leicht neue Drohnentypen und Missionen hinzuzufügen sowie eine skalierbare Anzahl an Drohnen im Luftraum zu betrachten.

Aufbau eines neuen Flugsimulators am FSR

Für die Forschung zu Reduced Crew Operations wird am Fachgebiet für Flugsysteme und Regelungstechnik ein weiterer Flugsimulator entwickelt und gebaut, mit dem in Zukunft neue Konzepte und Technologien getestet werden können. Der Simulator soll als Forschungs-, Evaluations- und Demonstrationsplattform genutzt werden.

Entwicklung eines Konzepts zur Umsetzung von Reduced Crew Operations im Reiseflug

Flugzeughersteller und Airlines beschäftigen sich seit längerem mit der Frage, wie zukünftige Cockpits aussehen könnten. Vor dem Hintergrund sogenannter Reduced Crew Operations sowie zunehmender Automatisierung werden sich die Rolle, Aufgaben und Verantwortlichkeiten zukünftiger Piloten fundamental ändern: der Pilot wird zum „Missionsmanager“ und Überwacher. Um den Piloten während des Reiseflugs in diesem Rahmen aktiv einzubinden, könnten beispielsweise Aufgaben heutiger Airline Operations Center (AOC) übernommen werden.

Entwicklung eines Moduls zur Flugleistungs- und Flugeigenschaftsermittlung des FSR Simulators

Im Tutorium Flugmechanik (FMP) können Studierende die in den Vorlesungen Flugleistungen (FM 1) und Flugdynamik (FM 2) theoretisch erworbenen Kenntnisse praktisch anwenden. Dazu finden mit einem Motorsegler Flugversuche am Flugplatz in Griesheim statt. Zusätzlich findet zur Vorbereitung ein Simulatorkurs im institutseigenen Diamond DA-40 Simulator statt.