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ITPS Canada stellt neuen eVTOL-Flugversuchssimulator vor

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Ich sprach mit Giorgio Clementi, dem Präsidenten der International Test Pilots School (ITPS) Canada Ltd, einer von der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) zugelassenen Ausbildungsorganisation (ATO) für die Flugtestausbildung mit Sitz in London, Ontario.

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Die Schule bietet eine Reihe von Kursen für Flugversuchspiloten und Ingenieure an, wobei die Kandidaten aus dem gesamten Spektrum der Luftfahrt kommen. In jüngster Zeit zählt sie auch den deutschen eVTOL-Entwickler Lilium und das slowenische Frachtdrohnenunternehmen Pipistrel zu ihren Kunden, da die eVTOL-Hersteller die Notwendigkeit eines strukturierteren Ansatzes für die Flugerprobung erkennen.

Wir sprachen über das Projekt, bei dem sich sein Team in der Endphase des Aufbaus eines eVTOL-Engineering-Simulators befindet. Dieses Gerät soll ab dem zweiten Quartal 2022 Flugtestkurse unterstützen.

Das Interesse der Schule an eVTOL war eine natürliche Weiterentwicklung ihres Programms für unbemannte Flugsysteme (UAS), das Giorgio 2013 ins Leben gerufen hat. Er erklärte, die Schule sei sich der rasanten Entwicklung im Bereich der fortgeschrittenen Luftmobilität (AAM) bewusst. Die Schule hat den Kursinhalt, die Dauer und das Format proaktiv auf die Bedürfnisse der eVTOL-Testpiloten und -Ingenieure zugeschnitten, die nicht unbedingt die gleichen sind wie die der Kandidaten, die an CS-25/14 CFR Part 25-Programmen arbeiten werden.

Dennoch sollte man nicht davon ausgehen, dass AAM-Fahrzeuge einfache Flugzeuge sind. In den meisten Fällen verfügen sie über komplexe Fly-by-Wire-Flugsteuerungen, modernste Sensoren, Navigations- und Flugmanagementsysteme, die alle zertifiziert werden müssen. Diese Unternehmen beschäftigen zwar junge, talentierte und hochqualifizierte Ingenieure, doch Giorgio wies darauf hin, dass ein Risiko darin bestehen könnte, dass sie nicht dem traditionellen Ethos der Flugerprobung folgen. Kurz gesagt handelt es sich dabei um einen schrittweisen und systematischen Ansatz für die Planung, das Risikomanagement und die Durchführung von Flugtests.

Der Lehrplan für den UAS-Kurs wurde auf der Grundlage des NATO-Standardabkommens (STANAG) 4671 entwickelt, das die Lufttüchtigkeitsanforderungen für unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) für NATO-Mitglieder standardisiert. Mit dem Aufkommen der EASA-Sonderbedingung SC-VTOL-01 und den damit verbundenen Nachweisverfahren (MoC), die ein fundiertes Verständnis der Bewertung der Handhabungseigenschaften voraussetzen, benötigte Giorgio eine repräsentative Plattform, auf der er diese Techniken unterrichten konnte.

Die Bewertung der Flugeigenschaften basiert auf Übungen nach Aeronautical Design Standard (ADS) 33, wie Pirouetten, Slalommanöver usw. Hier ist ein Simulator von unschätzbarem Wert, um die Kandidaten für die Disziplin zu schulen, die erforderlich ist, um diese Pilot-in-the-Loop-Aufgaben in hochautomatisierten Flugzeugen zu bewältigen.

Die EASA hat bereits einen sehr gezielten Regelungsrahmen für die eVTOL-Zertifizierung geschaffen, aber Giorgio glaubt auch, dass die Anforderungen der US-Luftfahrtbehörde (FAA) sehr ähnlich sein werden.

Der eVTOL-Engineering-Simulator

Der Simulator basiert auf einer Bell 206 mit einem Allison-Motor mit 317 Shaft-PS. Um eine ähnliche Leistung wie bei der Bell 206 zu erreichen, haben die Ingenieure der Schule ein verteiltes elektrisches Antriebssystem mit 18 Rotoren und 340 Kilowatt Elektromotoren entwickelt. Bei der derzeitigen Zellentechnologie setzt dies etwa 726 Kilogramm (1.600 Pfund) Batterien voraus, was zu einem Fahrzeug mit einem Gewicht von etwa 1.270 kg (2.800 lb) führt - nicht weit entfernt von der Bell 206. Giorgio sagte, dass seine Ingenieure das Design noch optimieren, um die Flugeigenschaften zu verbessern, und dass es bis zu den ersten Kursen im Frühjahr fertig sein sollte.

Seit November letzten Jahres setzt die Schule Mixed Reality mit Varjo-VR-Headsets ein, die in den Starrflügler-Kursen hervorragende Ergebnisse erzielt haben und nun auch in diesem Simulator zum Einsatz kommen werden. Dies bietet ein umfassendes Erlebnis und ermöglicht es Ihnen, Ihre Hände an den Bedienelementen und dem eigentlichen Instrumentenbrett zu sehen.

Spezifische eVTOL-Flugtest-Herausforderungen

Ich fragte Giorgio, ob er bei der Prüfung und Zertifizierung von eVTOL-Flugzeugen irgendwelche Herausforderungen sehe. Er wies darauf hin, dass diese Flugzeuge mit Hochspannungssystemen arbeiten und ein gutes Wärmemanagement benötigen, um die entstehende Wärme abzuführen. Die Ausdauer ist ein weiteres Problem, und mit der derzeitigen Technologie konnte er nur eine praktische Ausdauer von etwa 20 Minuten erreichen. Dies stellt eine Herausforderung für die Flugerprobung dar, da nur eine sehr kurze Flugzeit zur Verfügung steht, um die Flugtestkarten einzurichten und auszuführen.

Auch die betrieblichen Aspekte können eine Herausforderung darstellen. In der erweiterten Kategorie SC-VTOL-01 müssen Sie nachweisen, dass das Flugzeug nach einer kritischen Störung des Schubes/Auftriebs in der Lage ist, den Flug sicher fortzusetzen und zu landen - mit anderen Worten, es muss nach einer solchen Störung am Zielort oder einem alternativen Landeplatz landen können. Das ist keine leichte Aufgabe. Hinzu kommt, dass der Betrieb in einem städtischen Umfeld mit einer sehr spezifischen Umgebung die Herausforderung weiter verschärft.

Fazit

Nach Ansicht von Giorgio wird der Erfolg von AAM in hohem Maße von den Flugtests abhängen, die derzeit durchgeführt werden und die sicher und präzise sein müssen. Zu seiner Beruhigung stellt er fest, dass viele Projekte einige "alte Hasen" unter den Flugtestpiloten und -ingenieuren beschäftigen, aber angesichts der vielen Start-ups im Ökosystem wird die Ausbildung neuer Mitarbeiter unerlässlich sein, um mit der Nachfrage Schritt zu halten.