Forschung und Entwicklung

VFW614 - Der Bremer Jet

Nachdem die Serienproduktion eingestellt wurde, bot sich das Flugzeug VFW 614 als Erprobungsträger  neuer Technologien an.

(Aerospace Technologies Demonstrator ATD / Electrical Flight Control System EFCS)

Bei der DaimlerChrysler Aerospace Airbus GmbH (DASA) startete ab 1994 ein Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes (Förderung Bundesministerium f. Wirtschaft u. Technologie), welches sich mit dem Schwerpunktthema Flugsteuerungstechnologie befassen sollte. Zielsetzung war der Ausbau der Entwicklungsstruktur und Kompetenz zur Übernahme von Systemverantwortung für moderne Flugsteuerungen sowie die Zukunftssicherung der deutschen Ausrüstungsindustrie auf dem Gebiet der Flugsteuerung. Daraus entstand das Technologievorhaben EFCS.

Verbundpartner waren
DASA Airbus(Federführer) – BGT Bodensee Gerätetechnik – Liebherr Aerospace  LLI – DLR – Hochschulen TU HH, TU Darmstadt, TU Berlin

Das Technologievorhaben erforderte die Entwicklung eines EFCS – Boden- und Laborversuche – Erprobung in einem Flugzeug ATD.

Als fliegender Erprobungsträger wurde die  VFW 614 – G15 gewählt.
Diese Serienmaschine  flog ursprünglich drei Jahre lang für AIR ALSACE, wurde aber, als das VFW 614-Serienprogramm gestoppt wurde, vom Hersteller zurückgenommen. Nach vielen Jahren Standzeit auf dem Werksflughafen Lemwerder wurde sie reaktiviert und wieder flugtauglich gemacht. Anfang 1996 fand der Überführungsflug als konventionelles Flugzeug in das Bremer Werk statt. Dort wurde ab Herbst 1996 nahezu die komplette Elektrik entfernt und neu installiert. Außerdem wurden umfangreiche Modifikationen im Bereich der Flugsteuerung durchgeführt. Die Maschine wurde mit dem EFCS (Electrical Flight Control System) ausgerüstet ( Fly- by- Wire-Technologie).

Projekt-Meilensteine in den Jahren

  • Start Definition 06/1994
  • Start Realization 08/1995
  • Ferry Flight Bremen 04/1996 2. Erstflug der G15
  • Start Systemtest 02/1998
  • Roll-Out als ATD         07/1998
  • First Flight als ATD    08/1999 im Direct Law 3. Erstflug der G15
  • First Flight 05/2000 im Normal Law2
  • End of Flight-Test      06/2000
  • End of Program 10/2000

Zum Sommer 1998 wurde die Einrüstung der neuen Systeme abgeschlossen, nachdem schon zu Beginn des Frühjahrs Roll- und Triebwerkstests durchgeführt worden waren; der erfolgreiche Erstflug der ATD (Aerospace Technologies Demonstrator) getauften Maschine mit dem Kennzeichen
D-ASAX fand am 13. August 1999 statt, und das Erprobungsprogramm begann im Herbst desselben Jahres. Das Flugzeug G15 hatte in seinem Leben
 3 Erstflüge!

 

Modifikationen  in der G15 für das EFCS:

  • Entfernung der Steuerhörner und aller anderen mechanischen Steuerelemente (Seile, Stangen etc.) außer der Trimmung und der Notsysteme zur Fahrwerksentriegelung
  • Installation von Sidesticks sowie elektrohydraulische Antrieben für die Ansteuerung der Steuerflächen (Querruder, Höhenruder, Seitenruder, Spoiler).
  • Flugsteuerungsrechner im Unterflug-Gepäckraum
  • Installation umfangreicher Meßausrüstung (FTI Flight Test Installation) für Flugdatenerfassung incl. satellitengestützter Telemetriestation.
  • Installation von für Testflüge notwendigen Einrichtungen wie z.B. Notausstieg im Heck

Es waren mehrere Firmen neben der DASA beteiligt, so z.B. lieferte Liebherr die elektromechanischen Antriebe (EMAs) für die Spoiler und Primärsteuerung und eine elektrohydraulische Energieversorgung, BGT (Bodenseewerke Gerätetechnik) die Zentralrechner PFCU (Primary Flight Control Unit), Honeywell die Sidesticks.

In der Gesamtheit bedeuten diese Modifikationen, dass das Flugzeug eine komplette elektronische Flugsteuerung erhielt, wie sie ähnlich auch bei den Airbus-Modellen A320/319/321/330/340 bereits Anwendung fand. Jedoch ging die DASA bei diesem Projekt noch weiter. So sollten z.B. die elektromechanisch angetriebenen Spoiler nicht mehr nur als Speed Brake und Ground Spoiler, sondern auch aktiv bei der Flug-Rollsteuerung eingesetzt werden.

In vielen Details wich das neue Flugkontrollsystem von den bereits eingesetzten ab – es stellte eine wesentliche Weiterentwicklung dar. Dazu gehörten vor allem sogenannte „Smart Actuators“ (schlaue Steuerantriebe), die sich weitestgehend selbst kontrollieren und nur noch die vom Zentralrechner gewünschte Stellposition übermittelt bekommen, die sie dann selbsttätig einstellen.

Die Forschung zielte unter anderem auf die Verwendung des neuen Flugkontrollsystems im geplanten Airbus A380 und A400M  ab. Bis dahin war aber noch ein weiter Weg zu bewältigen. Zunächst sollte der ATD mit seinem EFCS eine Verkehrszulassung erhalten, was jedoch nicht mehr gelang.

Das  Bremer DASA-Werk erwarb mit dem ProjektEntwicklungskompetenz, neue Erprobungskompetenz, Erfahrung mit Flight-Control-Law-Technologie und hatte nach über 20 Jahren wieder einen eigenen  Flugbetrieb mit eigenem Erprobungsträger. Alles dies waren beste Voraussetzungen für die Mitarbeit am Airbus-Programm.

 

  1. Direct Law= Flugsteuerungs-Gesetz – Flug mit Sidestickbewegungen, die proportional auf Steuerflächenbewegung wirken
  2. Normal Law= Flugsteuerungs-Gesetz – Flug mit umfangreichen Schutzvorrichtungen für das Flugzeug in verschiedenen Flugphasen (Flight Envelop Protection)

 

 

 

 

1979/1980

Voruntersuchungen mit VFW (Basis VFW 614) und Dornier (Basis Gulstream II); die Untersuchungen bei Dornier berücksichtigten einige für das Shuttle-Trainingsflugzeug STA entwickelte Modifikationen.

1978

Etwa 1978 werden bei der DFVLR erste Überlegungen zu einem Ersatzmuster für den fliegenden Simulator HFB 320 S1 angestellt.

Oktober 1980

Vorstellung des Projektes ATTAS (BMFT-Statusseminar) durch das DFVLR-Vorstandsmitglied Prof. F. Thomas.

Ende 1981

Vertragsabschluss DFVLR – VFW/MBB für die Umrüstung der VFW G-17 zu einem Forschungsflugzeug und Fliegenden Simulator, sowie Ersatzteilausstattung für weitestgehend autonomen Betrieb nach Programmabbruch (umfassende Dokumentation, diverse Großbauteile, Triebwerke …). Wegen begrenzter Mittel musste die DFVLR umfangreiche Arbeitspakete selbst entwickeln und realisieren wie Beschaffung, Aufbau, Integration und Programmierung des Datenverarbeitungssystems und der messtechnischen Ausrüstung.

1982 – 1984

Bei VFW in Lemwerder wird die G-17 weitestgehend zerlegt und mit den beauftragten Änderungen wieder aufgebaut. Dies betrifft ganz besonders die Verkabelung der elektrischen Anlagen des Basisflugzeuges und der Versuchsausrüstung.

Im Cockpit wird der linke Platz für den Experimentalpiloten umgebaut, d.h. neue Bedienelemente und Anzeigen sind zu installieren.

Insgesamt sind elf von Liebherr speziell entwickelte elektrohydraulische Stellsysteme mit zugehörender Elektronik einzubauen.

Das Beispiel der Höhensteuerung zeigt das Prinzip: Der rechts sitzende Sicherheitspilot kann jederzeit die Steuerung übernehmen, während der Versuchspilot das Flugzeug über die Rechner steuert.

In der Kabine sind vier Arbeitsplätze für das Versuchspersonal eingebaut. Sie überwachen die Systemzustände, bedienen und ändern Rechnerprogramme und die messtechnischen Komponenten und bewerten die Versuchsbeobachtungen.

Bei der DFVLR entstehen unter Beteiligung weiterer Industriepartner die Bord-Rechnersysteme und eine Rechnerbodenausrüstung mit einem Flugsimulator. Hierfür wird von VFW die Struktur eines Cockpits nach Braunschweig geliefert.

13.02.1985

Zweiter Erstflug der G-17 nach etwa 4-jähriger Umrüstzeit.

Besatzung: Pilot Dietmar Sengespeik, Co-Pilot Hans-L. Meyer, Versuchsingenieur Bodo Knorr.

EDWD 09:30 – EDWD 13:00, ohne große Beanstandungen

Für alle am Projekt VFW 614 Beteiligten bedeutete die Entwicklungs- und Aufbauphase von ATTAS noch einmal eine große Herausforderung und für viele eine Erinnerung an die große Begeisterung in der Projektzeit der VFW 614.

Wie zu den Zeiten vor etwa 15 Jahren gab es wieder Sonderbriefe und Sonderstempel der Post.

Februar – Oktober 1985

Bei 39 Versuchs- und Nachweisflügen wurde in 63:25 Flugstunden die Leistung der Versuchssysteme und ganz besonders die Funktion der Sicherheitsabschaltungen erprobt und nachgewiesen. Auch die Ausbildung des technischen und fliegerischen Personals der DFVLR wurde abgeschlossen.

18.09.1985

Das Luftfahrtbundesamt erteilt die Zulassung.

24.10.1985

Übergabe der modifizierten G-17 and die DFVLR.

In Braunschweig trifft die G-17 wieder auf die G-13, welche bereits am 28.10.81 für Einbau-Anpassungen und als „Ersatzteilspender“ von Lemwerder nach hier geflogen war.

Ab 1986

Während der Arbeiten am Flugzeug zur Ergänzung und Ausrüstung des Fliegenden Simulators wird die G-17 auch für aerodynamische Messungen umgebaut.

 

Für Untersuchungen der laminaren Strömung wird ein Teil des Flügels mit einem „Handschuh“, einem geänderter Flügelabschnitt, ausgerüstet.

Ab 1988

Als Hauptanzeigen wurden auf der linken Seite im Cockpit für den Experimentalpiloten Displays wie im Airbus A310 eingebaut. Für die Steuerung konnte auch ein „Side-Stick“ eingesetzt werden.

Als Fliegender Simulator und Versuchsträger weist ATTAS eine Vielzahl von zum Teil einzigartigen Ausrüstungsmerkmalen auf.

Das Prinzip eines Fliegenden Simulators wird mit dieser Darstellung verdeutlicht.

Einige weitere Anwendungsbeispiele von ATTAS aus den 90er Jahren sind:

LARS

Ein Böenabminderungssystem, mit dem Beschleunigungen als Folge von Böen reduziert werden können; damit wird der Flug auch für die Passagiere angenehmer.

HERMES

Die Simulationen für das Projekt eines europäischen Raumgleiters war für die Beteiligten wegen der besonderen Eigenschaften und Flugbahnen ganz besonders interessant.

Natürlich kann ein fliegender Simulator nur in Flugbereichen operieren, die bezüglich Geschwindigkeiten, Höhen, Lastvielfachen usw. in den Zulassungsgrenzen des Basisflugzeuges (G-17) sind.

 

Modernen Fan-Triebwerke haben eine so große Oberfläche der Verkleidung, dass es sich lohnen würde, hier eine widerstandsärmere, laminare Umströmung anzustreben. Messungen dazu im Projekt „Laminargondel“.

 

27.06.2012

Offizielle Außerdienststellung des ATTAS im Flugbetriebshangar in Braunschweig. Damit endet im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt ein historisches Kapitel deutscher Luftfahrtgeschichte: Das Forschungsflugzeug VFW-614 ATTAS (Advanced Technologies Testing Aircraft System) beendet nach fast 27 Jahren seine Dienstkarriere. Der letzte Versuchsflug fand am 11.November 2011 statt – Dauer 1:25 Std. Damit erreichte das Flugzeug bis dahin 3002:25 Stunden mit total 3426 Landungen.

07.12.2012

ATTAS startet in Braunschweig zum allerletzten Flug. Es ist der Ferryflug zum Deutschen Museum, Flugwerft Schleißheim bei München. Endgültige Betriebszeit nach diesem Flug: 3003:30 Flugstunden mit 3427 Landungen.

Über zwei Jahrzehnte lang war ATTAS der große, einzigartige Flugversuchsträger des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Wir vom Freundeskreis VFW 614 e.V. in Bremen haben mit großem Interesse und auch Wehmut den letzten Flug der VFW 614, S/N G17 – ATTAS  D-ADAM verfolgt. Damit ist auch für uns damalige Entwickler des Flugzeugs bei VFW-Fokker in Bremen eine Ära zu Ende gegangen. Ein Abschnitt des erfolgreichen Flugzeugbaus aus bremischer Produktion geht zu Ende.

G15 EXPERIMENTAL als ATD Terrasse Airport BRE
Beispiel eines intelligenten Stellgliedes (hier aus der G17 ATTAS)
G15 im ersten Leben als Linienflugzeug (im Bild die Schwestermaschine G13)