Flugzeuge und Hubschrauber derBerlin Air ShowILA 2008

- Internationale Luftfahrtausstellung -

Die kleinste Maschine des DLR-Flugbetriebs in Oberpfaffenhofen ist eine Cessna 208B Grand Caravan mit der Kennung D-FDLR. Ausgestattet mit moderner Avionik ist die einmotorige Turboprop Cessna C-208B in der Lage von kürzesten Startbahnen aus zu operieren und unter IFR sowie Vereisungsbedingungen zu fliegen. Für Flüge oberhalb 12.000 ft ist das Flugzeug mit einem Sauerstoffatemsystem ausgerüstet. Das Flugzeug wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hauptsächlich zur Fernerkundung eingesetzt und eignet sich besonders für Kameraflüge, wie zum Beispiel mit der vom DLR betriebenen hochauflösenden Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera), die auch für Weltraummissionen genutzt wird. Aufgrund all ihrer Modifikationen ist die Cessna Caravan eine sehr effiziente und kostengünstige Meßplattform für wissenschaftliche Anwendunger in der Atmosphärenforschung und Erdbeobachtung.

Technische Daten: Cessna C 208B Grand Caravan der DLR

Länge:	12,7 Meter
Höhe:	4,57 Meter
Spannweite:	15,9 Meter
Kabinenlänge:	4,82 Meter
Kabinenbreite:	1,63 Meter
Kabinenhöhe:	1,37 Meter
Sitzplätze:	13 max.
Leergewicht:	2,3 Tonnen
Max. Abflugmasse	3,96 Tonnen
Antrieb:	1 x Pratt & Whitney Canada
Modell:	PT6A-114

Art:	Turbine
Leistung:	675 Wellen-PS
Propeller:	dreiblättriger, verstellbarer
.	Hartzell-Propeller
Reichweite:	1.660 Kilometer
Flughöhe:	7620 Meter max.
Geschwindigkeit:	314 km/h in 10.000 Fuß (= 3048 m)
Flugdauer:	5:30 Stunden (ohne Nutzlast)
Tankkapazität:	1 Tonne
Ursprüngliche Nutzung:	Passagier-, Rettungs-,
.	Versorgungs- und Frachtflugzeug

Beschreibung:

Die Cessna 208B wurde 2006 zum fliegenden Hörsaal umgebaut und mit einem turbulenzfähigen meteorologischen Messsystem, das sich unterhalb der Tragflächen befindet, ausgestattet. Die Cessna bietet seither 7 individuelle Messplätze für Studenten der Luft- und Raumfahrt. Das Projekt "Fliegender Hörsaal" bietet den Studenten die Möglichkeit verschiedene Flugversuche nicht nur selbst im Flugzeug mitzuerleben sondern auch an jedem Platz auf einem Monitor mit virtuellen Cockpitinstrumenten die verschiedensten Flugmanöver und Messdaten detailliert mitzuverfolgen.

Wie die Dessault FALCON 20 E spielt auch die Cessna Grand Caravan eine große Rolle in der europäischen Flotte für Flugzeugforschung EUFAR (EUropean Fleet for Airborne Research), eine Initiative an der sich 28 führende europäische Einrichtungen und Firmen auf dem Gebiet der flugzeugetragenen Forschung beteiligen.

Das System "Fliegender Hörsaal" kann für die Ausbildung von:

• Ingenieuren der Luft- und Raumfahrttechnik,
• Meteorologen,
• und Flugwetterberatern genutzt werden.

Modifikationen an der Flugzeugstruktur:

Umfangreiche Modifikationen und Erweiterungen haben die Cessna 208B zu einem gefragten Forschungsgerät gemacht. Durch ihre leichte, aber robuste Bauart eignet sie sich für vielfältige Forschungseinsätze mit kleineren Instrumentenpaketen.

Die Änderungen im Einzelnen:

• Ein für den Flugbetrieb entwickeltes meteorologisches Sensorpaket kann bei Bedarf unter die linke Tragfläche montiert werden. Gemessen werden Temperatur, Druck, Feuchte sowie Windgeschwindigkeit und Richtung. Das System ist für Turbulenzmessungen geeignet.
• Zwei kleine Öffnungen im Dach der Caravan
• Zwei große verschließbare Öffnungen auf der Rumpfunterseite
• Speziell modifiziertes Auspuffsystem
• Zusatzgenerator für Experimente (150 Ampere und 50 Ampere auf 2 getrennten Bussystemen)
• Zusätzlicher Anschluss für Experimentalstromversorgung am Boden
• Befestigungspunkte unter den Flügeln für Lasten bis zu 127 Kilogramm pro Tragfläche
• Hochpräzises Navigationssystem (CCNS4 und AEROcontrol der IGI Gmbh, Germany)

Forschungsschwerpunkte:

(Quelle: DLR)

Flugpraktikum mit dem "Fliegenden Hörsaal":

Der DLR-Flugbetrieb in Oberpfaffenhofen bietet Studenten der Luft- und Raumfahrt und angehenden Atmosphärenwissenschaftlern die Möglichkeit, Flugpraktika in der Cessna 208B zu absolvieren. In Zusammenarbeit mit Universitäten und Hochschulen wurde ein Konzept entwickelt, das den Studenten Testflugerfahrungen "life" vermittelt.

Der "Fliegende Hörsaal" löst frühere Formen der Praktika für Flugerprobung für Flugingenieure ab. Das neue Konzept sieht vor, den Studenten bei den Testflugszenarien eine optimale Information über die Kräfte und Bewegungsdaten zu geben, die ein Testflugingenieur benötigt, um das Flugverhalten eines Flugzeuges zu beurteilen. Insgesammt finden zehn Wissenschaftler und Studenten in der Cessna 208B Platz. Ein Messsystem, das eine Trägheitsplattform und zwei Rechner umfasst, kann alle zur Verfügung stehenden Daten speichern und online zur Darstellung aufarbeiten. Am so genannten Quicklook-Rechner werden die aktuellen Rohwerte in physikalische Daten übersetzt und graphisch dargestellt. Jeder Passagier hat seinen eigenen Bildschirm vor sich und kann verfolgen, was die Cockpitinstrumente anzeigen. Darüber hinaus werden jedoch noch weitere Darstellungen wie Zeitreihen und simultan umgerechnete Werte (zum Beispiel die Geschwindigkeit als indicated, calibrated oder equivalent) angeboten. So kann etwa das Manöver zur Messung der Steigleistung in einem Zeit/Höhenplot verfolgt werden. Zeitreihen können dazu dienen, die Qualität des Manövers einzuschätzen. Treten zu viele Störungen auf, zum Beispiel durch Turbulenz, muss unter Umständen das Manöver wiederholt werden.

In Zusammenarbeit mit den Universitäten wurden zu mehreren Manövern Testkarten erstellt, die es erlauben, minutiös jede Phase zu protokollieren und auch Begleitdaten zu erfassen (wie zum Beispiel den Treibstoffverbrauch und damit die Veränderung der Flugzeugmasse im Laufe des Fluges). Auf diese Weise sind Manöver wie die Erfliegung der Phygoide, die Bestimmung von Neutralpunkt und Manöverpunkt, von Gleitflugpolare oder der Steigflugleistung vorbereitet. Mit Zusatzgewichten kann von Flug zu Flug der Schwerpunkt des Flugzeuges variiert werden. Auf diese Weise gewinnt eine größere Studentengruppe, die auf mehrere Flüge aufgeteilt wird, eine insgesamt breitere Datenbasis und kann mehrere unterschiedliche Datensätze durchrechnen.

Die Praktika werden im Auftrag der Universitäten von der DLR-Flugabteilung Oberpfaffenhofen organisiert und durchgeführt.

Lidarsystem TropOLEX zur zweidimensionalen Vermessung der Ozonkonzentration:

Mit dem vom Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt entwickelten Differenzial-Lidar System "TropOLEX" (Tropospheric Ozone Lidar Experiment; LIDAR: Light Detection And Ranging) kann die vertikale und horizontale Ozonkonzentration großräumig von Bord der Cessna Grand Caravan aus gemessen werden. Das kompakte System basiert auf die Differenzial-Lidar Technik, kurz DIAL, bei der zwei Laserpulse unterschiedlicher Wellenlängen gesendet und die Rückstreusignale beider Wellen verglichen werden. Diese Methode ermöglicht die Messung der Konzentration atmosphärischer Spurengase wie beispielsweise Ozon.

Die vertikale Ozonverteilung in der Troposphäre interessiert Atmosphärenforscher weil Ozon zu den chemisch aktivsten Substanzen in der Atmosphäre zählt. Es trägt zum Treibhauseffekt sowie zur Bildung von photochemischem Smog bei und ist schädlich für Lebewesen und Pflanzen. Die Differenzial-Lidar Technik vom Flugzeug aus hat sich in der Vergangenheit als nützliches Werkzeug für die Atmosphärenforschung erwiesen. Einige flugzeuggetragene Systeme wurden beispielsweise für Studien zur Luftqualität, zur Charakterisierung von Luftmassen, zur Biomasseverbrennung und zum Stratosphären-Troposphären-Austausch eingesetzt.

Außerdem haben Forscher mit Hilfe von TropOLEX die Luftverschmutzung durch den Fernverkehr untersucht. Und gegenwärtig wird dieses System auch für einen etwas anderen Zweck benötigt: Im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) wird die unterschiedliche Rückstreuung des Bodens bei der Erkundung durch Satelliten aus dem All erforscht. Diese Daten fließen in eine Projektkeitsstudie für ein zukünftiges CO2-Lidar im Weltraum ein. Mit TropOLEX war es vergleichsweise einfach, die dafür benötigten Laserwellenlängen zu erzeugen. Ein Teil der Messungen wird Anfang Juni 2008 mit der Cessna 208B über der iberischen Halbinsel stattfinden.

Flüge mit dem Meteo-Pod:

Eine breitere Anwendung sowohl für Flugpraktika als auch für wissenschaftliche Missionen eröffnet sich durch den Einsatz eines Meteo-Pods. Das ist ein unter der linken Tragfläche anzubringender Behälter, der Instrumente zur Messung meteorologischer Parameter enthält. Dadurch wird es möglich, Atmosphärenparameter ungestörter als am Rumpf zu messen. Studenten der Meteorologie zum Beispiel können hier in bestimmten Wetterlagen - der Einsatz ist auf vereisungsfreie Situationen eingeschränkt - die vertikale und räumliche Struktur der Atmosphäre messen.

Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR):

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (= DLR) ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt, Energie und Verkehr. Das Forschungsportfolio des DLR reicht von der Grundlagenforschung bis hin zur Entwicklung von innovativen Anwendungen und Produkten von morgen. So trägt das im DLR gewonnene wissenschaftliche und technische Know-how zur Stärkung des Industrie- und Technologiestandortes Deutschland bei.

Seine umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind in nationale und internationale Kooperationen eingebunden. Über die eigene Forschung hinaus ist das DLR als Raumfahrtagentur im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Weiterhin koordiniert und verantwortet das DLR als Projektträger die fachliche und organisatorische Umsetzung von Förderprojekten verschiedener Bundesministerien.

Das DLR beschäftigt ca. 5700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, es unterhält 29 Institute bzw. Test- und Betriebseinrichtungen und ist an 13 Standorten vertreten, wobei Köln Sitz des Vorstandes ist. Der Etat des DLR für die eigenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie für Betriebsaufgaben beträgt ca. 570 Millionen Euro; davon sind etwa die Hälfte im Wettbewerb erworbene Drittmittel. Das vom DLR verwaltete deutsche Raumfahrtbudget beträgt insgesamt ca. 917 Millionen Euro. Davon werden 68 Prozent für den deutschen Beitrag zur Finanzierung der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) verwendet, 19 Prozent für das Deutsche Raumfahrtprogramm und 13 Prozent wiederum für Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Raumfahrt des DLR. Die vorgenannten Zahlen beruhen auf dem Geschäftsjahr 2007.

Die Ursprungsorganisation des DLR wurde 1907 von Ludwig Prandtl in Göttingen gegründet. Aus dieser Modellversuchsanstalt der Motorluftschiff-Studiengesellschaft wurde später die Aerodynamische Versuchsanstalt. Das DLR entstand 1969 unter dem Namen Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFVLR) durch den Zusammenschluss mehrerer Einrichtungen. Das waren die Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA), die Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL) und die Deutsche Forschungsanstalt für Luftfahrt (DFL) sowie 1972 die Gesellschaft für Weltraumforschung (GfW).

1989 wurde die DFVLR in Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR) umbenannt. Durch die Fusion der Deutschen Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA) mit der DLR zum 1. Oktober 1997 wurde der Name in „Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt“ (DLR) geändert.