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Forschungs-Flugsimulator

Der Flugsimulator nimmt Gestalt an. Eine erfolgreiche interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Zentren der School of Engineering

Forschungssimulator mit Landschaft auf Leinwand während Flug

Das ZPP Zentrum für Produkt- und Prozessentwicklung entwickelte in Zusammenarbeit mit dem ZAV Zentrum für Aviatik und Verkehrssysteme einen Forschungssimulator

Idee und Aufgabenstellung

Um realitätsnahe Flugsituationen simulieren zu können, richtet das ZAV Zentrum für Aviatik und Verkehrssysteme einen Forschungs-Flugsimulator ein. Dieser wird den Studierenden aber auch Forschern und Industriepartnern als Labor dienen, in welchem sie erste Flugerfahrungen sammeln und Fragestellungen aus diversen Bereichen, wie z.B. Aerodynamik und „Human Factors“ bearbeiten können.

Das Ziel der Bachelorarbeit besteht darin, das Cockpit eines Business Jets mittels 3D-CAD-System zu konzipieren und zu gestalten. Im Simulator-Cockpit werden auftretende Steuerkräfte mit Hilfe eines Control Loading Systems (CLS) in Reaktionskräfte umgewandelt, die auf die Steuerhebel wirken. Das CLS wird extern beschafft, jedoch ist die Konstruktion der Mechanik zur Übertragung der Bewegungen auf die Steuerhebel Bestandteil der Arbeit.

In einem weiteren Schritt ist ein Modell des Cockpits im Massstab 1:1 herzustellen und im Laborgebäude des Campus Technikumstrasse aufzubauen.

Umfang der Bachelorarbeit

Während der Bachelorarbeit entwickelten die Studenten Benjamin Kinzel und Sebastian Schmid des Studiengangs Allgemeine Maschinentechnik, in Zusammenarbeit mit Industriepartnern und dem ZPP Zentrum für Produkt- und Prozessentwicklung, einen Flugsimulator. Als Grundlage dient der Business Jet PC-12 der Pilatus Werke in Stans.

Die Bachelorarbeit umfasst folgende Arbeiten:
• Flugzeughülle im 3D-CAD im Massstab 1:1 anhand Fotos nachbilden
• Konstruktion und Bau der Cockpithülle in Zusammenarbeit mit einer Modellbaufirma
• Konzeption und Konstruktion der Pedal- und Steuermechanik sowie der Cockpitinstrumentierung
• Festigkeitsnachweis ausgewählter Komponenten
• Aufstellung des Cockpits in den Räumen der ZHAW

Die knapp drei Meter lange und 1.9 Meter hohe Cockpithülle ist eine mit Fasermatten und Kunstharz verkleidete Sandwichkonstruktion aus Holz und Styropor.

Fertigstellung

Nach dem erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit im Sommer 2010 werden die beiden frischgebackenen Ingenieure vom Studiengang Aviatik weiterbeschäftigt. Sie sind für die Fertigstellung der mechanischen Innenausrüstung des Flugsimulators zuständig:

• Detailkonstruktion und Überprüfung der Pedal- und Steuermechanik
• Fertigungszeichnungen erstellen
• Fertigungsteile im ZPP herstellen lassen
• Montage der Baugruppen und Übergabe an die Aviatiker (ZAV)

Sehr nützlich bei der Umsetzung der Ideen waren die CAD Kenntnisse sowie die Erfahrungen aus der Projektschiene, welche die beiden Ingenieure in der dreijährigen Ausbildung an der ZHAW erworben hatten. In der Projektschiene werden neben fachlichen Kompetenzen auch die Zusammenarbeit im Team und die Kommunikation mit Kunden intensiv gefördert.

Die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen mehreren Zentren der School of Engineering war für alle Beteiligten spannend und äusserst interessant.

Am 17. März 2011 hob der Simulator zum 45 Minuten dauernden Jungfernflug ab. Der Testpilot war kein geringerer als Claude Nicollier, der bisher einzige Schweizer Astronaut.