Een succesvolle eerste vlucht

In juli 2020 reisde een team van onderzoekers, ingenieurs en een dronepiloot van de TU Delft naar een vliegbasis in Duitsland voor een testweek met een team van Airbus. Daar heeft het schaalmodel voor het eerst gevlogen. 

Vliegen én gegevens verzamelen

Promovendus Nando van Arnhem is de dronepiloot van het projectteam. Hij bestuurde het schaalmodel via een radioverbinding. Zijn opdracht: opstijgen, een aantal testmanoeuvres uitvoeren en als de accu's bijna leeg zijn, landen. Hiermee wilde het team: 

  • Aantonen dat het vliegtuig een duurzame vlucht kan uitvoeren op basis van voorspeld vluchtmechanisch gedrag. 
  • En eerste set gegevens verzamelen over de vluchtkarakteristieken.

Dit is gelukt. Het schaalmodel had een succesvolle eerste vlucht.

Resultaten

De vlucht heeft veel interessante data en inzichten opgeleverd, zoals: 

  • De rotatie bij het opstijgen was eenvoudig en gebeurde met een snelheid van 80 km/u. De stuwkracht van het vliegtuig was goed en de vliegsnelheden en -hoeken waren zoals voorspeld. 
  • Het zwaartepunt van het vliegtuig ligt iets verder naar achteren dan was berekend. Het team heeft voor de vlucht extra gewicht in de neus geplaatst en het landingsgestel iets verder naar voren gezet. Als het zwaartepunt van het modelvliegtuig niet op de juiste plek zit, kan het toestel instabiel worden. 
  • Tijdens de week heeft het team reparaties moeten uitvoeren aan de antenne om de telemetrie te verbeteren. 
  • Het huidige ontwerp vertoont ‘wiebelingen’, ook wel Dutch Roll genoemd. Hierdoor is het lastig de vleugels vlak te houden en was de landing vrij ruw. Aerodynamische berekeningen hadden dit al voorspeld, maar nu deze bevestigd zijn, kan het team het schaalmodel erop aanpassen.

Hoe verder?

Het team gaat met de verzamelde onderzoekdata uit de vlucht een aerodynamisch model van het vliegtuig maken. Met behulp van het model berekenen ze exact hoe ze het model moeten aanpassen. Ook wordt het model klaargemaakt voor nieuwe vliegtesten. Zo moet onder meer het neuslandingsgestel worden gerepareerd. 

Waarom zijn testvluchten belangrijk?

Vliegen met schaalmodellen is belangrijk omdat je pas echt weet hoe een vliegtuig zich gedraagt als je ermee vliegt in dynamische omstandigheden. Windtunneltests zijn belangrijk, maar geven alleen een statisch beeld. Daarnaast: door ermee te vliegen laat je zien dat het vliegtuigontwerp niet alleen op papier kansrijk is. 

Het bouwen van het schaalmodel

  • Heeft ongeveer 1,5 jaar geduurd van levensvatbaar concept tot schaalmodeltest. 
  • Het Flying-V-team bouwde hun schaalmodel in eigen huis, met hulp van composietdeskundigen van de universiteit. 
  • Sommige onderdelen, met name enkele metalen onderdelen van het landingsgestel, moesten door andere leveranciers op maat worden gemaakt. 
  • Het schaalmodel heeft een combinatie van commerciële en op maat gemaakte systemen voor de besturing en het meten van relevante vluchtgegevens.

Het Flying-V team

Technisch projectleider: Dr. Roelof Vos, universitair docent Flight Performance and Propulsion, Malcom Brown, hoofdingenieur, composietexpert Frank van Wissen, elektronicadeskundige Alberto Ruiz Garcia, CAD-ontwerper Daniel Atherstone en twee masterstudenten. Promovendus Nando van Arnhem is de gecertificeerde dronepiloot. 

(photo: Malcom Brown)

Specificaties

Breedte
3.06m
Gewicht
22.5kg
Lengte
2.76m
Materiaal
Composiet
Elektronica
besturingssysteem voor drones, meet- en regeltechniek op maat, autopilot
Motoren
twee 4 kW elektrische ‘ducted fan’-motoren
Accu’s
6 kg LiPo
/* */