Helikopter Bell 206 Longranger III mit externer Messnutzlast

Entwicklung der Helikopterplattform

Um den Einsatzbereich auf niedrig und langsam fliegende Luftplattformen auszuweiten, entschied sich die enviscope GmbH im Jahr 2005 zur Entwicklung einer Helikopterplattform für wissenschaftliche Zwecke. Ein Antrieb für diese Investition war die Möglichkeit, Überwachungs- und Fernerkundungsanwendungen durchzuführen. Ein weiterer Grund war die Möglichkeit, Turbulenzmessungen mit hoher räumlicher Auflösung durchzuführen.

Mit der Rotorflug GmbH, die 1972 gegründet wurde und Bell-, Agusta- und Robinson-Hubschrauber von 8 Standorten in ganz Deutschland aus betreibt, fand die enviscope GmbH einen Partner mit langjähriger Erfahrung im „Spezialeinsatz“ von Hubschraubern.

Eine der Spezialitäten von Rotorflug ist der Einsatz einer geschleppten Sägemaschine, um Bäume entlang von Stromleitungen zu schneiden. Diese anspruchsvolle Aufgabe für die Piloten ist vergleichbar mit den Plänen der enviscope GmbH, einen Hubschrauber mit externer Nutzlast für Wolkenmessungen in Höhen von bis zu 3.000 Metern einzusetzen.

Grundausstattung

Ein Hubschrauber vom Typ Bell 206 L3 (Longranger) wurde für den Einsatz in der Atmosphärenforschung ausgewählt. Der Longranger von Rotorflug ist mit einem externen Haken, zwei Fotoöffnungen ausgestattet und kann wirtschaftlich zwei Piloten, zwei Wissenschaftler sowie Messgeräte von 200 kg für mehr als 2 Stunden tragen. Um ein breites Spektrum an atmosphärischen Messungen durchführen zu können, haben wir eine Grundausstattung an wissenschaftlichen Geräten für den Einsatz in der Umweltforschung integriert. Diese Ausstattung bietet eine grundlegende Infrastruktur und wurde im Hinblick auf die besonderen Anforderungen an die betriebliche Flexibilität ausgewählt.

Die Grundinfrastruktur besteht aus den folgenden Komponenten:

• Geräteracks für Standard-19-Zoll-Gehäuse
• Stromversorgung für die Messgeräte
• Schleppvorrichtung für externe Lasten mit Seillängen von bis zu 150 m
• Glasfaser-Schnittstelle zur geschleppten Plattform
• Plattform für nach unten gerichtete Instrumente (in Vorbereitung)
• Adapter und Abdeckungen für die beiden großen Öffnungen im Kabinenboden für Fernerkundungsinstrumente
• Datenerfassungssystem für meteorologische und avionische Parameter

Technische Details

Bell 206 L3

Plattform für wissenschaftliche Nutzlasten

Anwendung „Wolkenturbulenzmessungen“

Seit 1999 führt das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT-Leipzig) kleinräumige Wolkenturbulenzmessungen mit dem Airborne Cloud Observation System ACTOS durch.
Diese autonome Messplattform wurde vom IfT in Zusammenarbeit mit der enviscope GmbH entwickelt und erfolgreich in mehreren Messkampagnen eingesetzt.
Im Vergleich zu einem „statischen“ Ballon bietet ein Hubschrauber viel mehr Flexibilität in Raum und Zeit, auch wenn ACTOS geschleppt wird. Allerdings war zunächst unklar, welchen Einfluss der Rotorabwind auf eine geschleppte externe Nutzlast hat.

Untersuchungen in den frühen 90er Jahren zeigten, dass der Rotorabwind vernachlässigbar ist, wenn der Hubschrauber mit relativ hoher Geschwindigkeit (40–50 m/s bei einer Seillänge von 15 m) fliegt. Um jedoch die Datenqualität von Turbulenzflussmessungen zu verbessern, musste diese Geschwindigkeit deutlich reduziert werden.

Im Jahr 2004 wurden erste Studien durchgeführt, um die Fluglage der Plattform und das 3D-Strömungsfeld um sie herum zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass die künstlichen Störungen an der Plattform durch eine sorgfältige Wahl der Vorwärtsgeschwindigkeit des Hubschraubers, der Seillänge und des Materials bestimmt werden können.

Im Jahr 2005 konnte der Machbarkeitsnachweis erbracht werden. Sowohl die wissenschaftliche Eignung als auch die betrieblichen Fragen konnten bewertet werden, um neue innovative Messmöglichkeiten zu bieten.

Für detaillierte Informationen kontaktieren Sie bitte Dr. Holger Siebert vom IfT Leipzig oder schauen Sie sich Hochauflösende Wolkenturbulenzmessungen am IfT an.