ZHAW Zentrum für Aviatik in 3D

Air Vehicle Design and Technology

"Die Luftfahrtindustrie lebt von der stetigen Innovation ihrer Technologien. In diesem Schwerpunkt leisten wir einen Beitrag - damit dies in Zukunft auch so bleibt" Prof. Dr. Michel Guillaume, Zentrumsleiter Zentrum für Aviatik In diesem Schwerpunkt steht das Design von Flugzeugen, Helikoptern, E-VTOLs (Vertical Take-off or Landing), Urban Air Mobility, Flugtaxis und Drohnen im Vordergrund.

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Aerodynamik

Der Fachbereich Aerodynamik verfügt über Kompetenzen in der aerodynamischen Analyse, Auslegung, Messung und Prüfung, in computergestützten Strömungsanalysen (CFD), Flugversuchsmethoden sowie in der Zertifizierung von Flugzeugen in den Bereichen Flugeigenschaften und Flugleistung. In der Aerodynamik gibt es eine Vielzahl von Berechnungs- und Simulationsmöglichkeiten, allerdings kommt man an experimentellen Versuchen und Validierungen nicht vorbei.

Aerodynamische Verbesserungen eines Rennmotorrads der Moto2-Klasse

Im Rahmen einer Studentenarbeit hat das Team Aerodynamik (Prof. Leonardo Manfriani) im Jahr 2017 ein Rennmotorrad der Moto2-Klasse des Herstellers Tech3 aerodynamisch verbessert. Das Motorrad inklusive Fahrer, Fahrerposition und Helm wurden im Windkanal der ETH in Zürich untersucht. Dabei standen die Reduktion des Luftwiderstands und das Gefühl/Feedback des Fahrers im Vordergrund.

Bild (verlinkt): Rennmotorrad Moto2 des Tech3-Teams in der Saison 2017 inkl. Fahrer Remy Gardner im Windkanal der ETH in Zürich.

Aerodynamische Weiterentwicklung von Anlagen zur Staubbindung für die FRUTIGER Company AG

Im Zeitraum 2018/2019 hat das Team Aerodynamik (Prof. Leonardo Manfriani) am Zentrum für Aviatik die Anlagen zur Staubbindung der Marke MobyDick für die Firma FRUTIGER Company AG aerodynamisch weiterentwickelt. Der Konus, die Rotorblätter, die Statoren, die Motorenverkleidung und der Spinner wurden numerisch optimiert.

Bild (verlinkt): New Generation Modelle der Cannon Line zur Staubbindung. Foto: FRUTIGER Company AG

Entwicklung von Winglets für das Segelflugzeug DG300

Abstract: Entwicklung von Winglets für das Segelflugzeug DG300 Im Zuge einer Projekt- und einer Bachelorarbeit wurden von einer Gruppe Studierender unter fachkundiger Anleitung von Experten des Zentrums für Aviatik, Winglets für das Segelflugzeug vom Typ DG300 ausgelegt, gebaut und zertifiziert. Das Ziel dieser Bachelorarbeit war der Bau und die Zertifizierung eines Winglets für eine DG 300.

Bild (verlinkt): Die Winglets wurden an der ZHAW basierend auf der CFK-Bauweise gefertigt.

Hybridkühlung eines Hochleistungs-Elektroantriebes für Motorflugzeuge

Abstract: Effiziente Kühlung für Elektromotoren Ein elektrisch angetriebenes Kunstflugzeug gibt es bisher noch nicht auf dem Markt. Aufgrund der hohen Lärmbelastung konventionell angetriebener Kunstflugzeuge und den spezifischen Möglichkeiten des Elektroantriebs sieht die Firma MSW Aviation Services GmbH ein bedeutendes Absatzpotential für Kunstflugzeuge mit Hochleistungs-Elektromotorantrieben.

Bild (verlinkt): Elektroflugzeug Evolaris

Labor ALFA

Aerodynamische Lehr- und Forschungsanlage ALFA, die Aerodynamische Lehr- und Forschungsanlage des Zentrums für Aviatik ist ein low-speed Windkanal, mittels welchem Objekte in genau kontrollierbaren Bedingungen auf ihre aerodynamischen Eigenschaften hin untersucht werden können. Windkanal-Modelle werden bei Strömungsgeschwindigkeiten von 5m/s bis 50m/s in einer Messstrecke von 1.2m x 0.9m x 0.6m getestet.

Bild (verlinkt): Windkanalmodell eines Seitenleitwerks.

Pilatus PC-12 NGX Flugleistung und Überzieheigenschaften

Das Zentrum für Aviatik (ZAV) der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) hat Pilatus Aircraft bei der Zulassung des neues PC-12 NGX unterstützt. Es ging um die Start-, Lande- und Flugleistungsdaten, die Abreissgeschwindigkeit in verschiedenen Konfigurationen und die Überzieheigenschaften des neuen PC-12 NGX Modells mit den PT6E-67XP Turbine, bei normalen und reduzierten Propellerdrehzahl (Quiet Mode). Das Team Aerodynamik unter Prof.

Projekt Aerodynamische Untersuchung von Photovoltaik-Modulen im Windkanal

Im Auftrag der Firma Contec AG wurden 2019 Photovoltaik-Module im Windkanal aerodynamisch untersucht. Die Vorbereitungen, der Windkanalversuch und Datenauswertung wurden durch das Team Aerodynamik (Prof. Leonardo Manfriani) am Zentrum für Aviatik (ZAV) realisiert. Das Ziel des Projekts, die aerodynamischen Beiwerte der PV-Modulen bei unterschiedlicher Aufstellung zu messen, konnte erreicht werden.

Bild (verlinkt): Windkanalmodell mit sechs PV-Modulen im Windkanal der ETHZ (Messstrecke (HxB): 2.1 x 3m)

Wissenschaftliche Expertise über die Aerodynamik der Wepfer-Windturbine

Windkanalversuche Wepfer-Windturbine und Weiterentwicklung der Rotorblätter Im Zeitraum 2016/2017 wurden die Rotorblätter der horizontalen Windturbine von der Firma Wepfer Technics AG durch das Team Aerodynamik (Prof. Dr. Leonardo Manfriani) am Zentrum für Aviatik verbessert. Die Aerodynamik der Windturbine bzw. dessen Rotorblätter wurde anhand einem 1:11 Modell im grossen Windkanal der RUAG in Emmen untersucht.

Bild (verlinkt): Windkanalmodell der Wepfer-Windturbine im grossen Windkanal der RUAG in Emmen (Querschnitt Messstrecke 5x7m).

Flugmechanik und Flugregelungssysteme

«Kurze Markteinführungszeiten und tiefe Anschaffungskosten erfordern effiziente und flexible Lösungen für die Herausforderungen der Flugregelung und Flugmechanik» Ing. Pierluigi Capone, Teamleiter Flugmechanik und Flugregelungssysteme Dieses Team befasst sich mit dem Themenschwerpunk Flugmechanik und Entwicklung von Flugregelungssystemen.

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CATL - Collective and Throttle Lever

Zukunftsweisende Entwicklung von Steuerelementen für Tiltrotors und Compound Helicopters Helikopter sind praktische Arbeitstiere, die eher mit der Fähigkeit zum stationären Flug als mit guter Flugeffizienz glänzen. Die Helikopterindustrie entwickelt deshalb neue Helikopterkonfigurationen, zum Beispiel Compound-Helikopter und Tiltrotors, die nicht nur schneller sind, sondern auch eine grössere Reichweite haben als herkömmliche Helikopter.

Bild (verlinkt): CATL-Konzept

Consulting

Fachliche Beratung bezüglich Flugmechanik und Flugregelungssystemen Das Flugmechanik und Flugregelungssysteme-Team kann Consulting in der Definition, dem Design und der Entwicklung von zivilen und militärischen Flugregelungssystemen für Starr- und Drehflügelflugzeuge anbieten.

HORUS - High Operational Reliability for Unmanned Systems

Entwicklung eines Überwachungssystems von unbemannten Flugsystemen Die Anzahl Unmanned Aerial Vehicles (UAV, ugs. Drohnen) am Himmel hat in den letzten Jahren stetig zugenommen und wird auch in Zukunft stets zunehmen. UAV sind allerdings generell nicht gemäss aktuell geltenden Aviation Industriestandards bezüglich Sicherheit entwickelt worden.

Bild (verlinkt): Platine des HORUS-Geräts

Labor HiSim

Der HiSim (High Fidelity Simulator) ist ein Forschungs- und Entwicklungsflugsimulator mit Bewegungsplattform und Virtual-Reality-Sichtsystem. Der HiSim kann sowohl für die Simulation von Flächenflugzeugen wie auch sie Simulation von Helikopter und Convertiplanes eingesetzt werden. Vor allem durch die Bewegungsplattform und die Virtual-Reality (VR), mit ihrem uneingeschränkten Sichtfeld, eignet sich HiSim ausgezeichnet für die Simulation von Helikopter.

Bild (verlinkt): HiSim in der ZHAW

Labor ReDSim

Flugforschung im Research and Didactics Simulator Der an der ZHAW entwickelte Forschungs- und Entwicklungsflugsimulator ReDSim (Research and Didactics Simulator) absolvierte am 17. März 2011 seinen Jungfernflug und ist seither stetig ausgebaut und weiterentwickelt worden. Die gesamte mechanische Auslegung und der grösste Teil der Software wurden von Mitarbeitenden des Zentrums für Aviatik und Studierenden entwickelt und umgesetzt.

Bild (verlinkt): RedSim mit neuem Sichtsystem

Labor UMARS 2.0

Die unbemannte Forschungsdrohne des Zentrums für Aviatik UMARS 2.0 – die zweite Iteration des Unmanned Modular Airborne Research Systems des Zentrums für Aviatik. Mit einer Spannweite von fünf Metern und einem Abfluggewicht (MTOM) unter 30 kg ist der UMARS 2.0 eine moderne Forschungsdrohne, womit auch kompliziertere oder längere Missionen durchgeführt werden können.

Bild (verlinkt): UMARS 2.0

Master- und Doktorarbeiten

Potenzielle Master und Doktorarbeiten mit Fokus auf Flugmechanik und Flugregelungssysteme Es besteht die Möglichkeit in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Aviatik Master- und Doktorarbeiten mit Fokus auf Flugmechanik und Flugregelungssystem durchzuführen, wofür unsere hochstehenden Laboreinrichtungen verwendet werden können.

Model-SI

Digital Twin Fallstudie für Sicherheitsstandards in der Luftfahrt Die kontinuierliche Verbesserung von Methoden des maschinellen Lernens (ML) könnte die Ansätze für den Entwurf und die Entwicklung elektrischer Senkrechtstarter (electrical Vertical Take Off and Landing, eVTOL) und Drohnen verändern und somit zu Änderungen der Luftfahrtstandards und der Zertifizierung von Luftfahrzeugen führen.

Neuartiger generischer Collision-Avoidance-Algorithmus

Ein generischer Algorithmus zur Vermeidung von Kollisionen Mit dem kontinuierlichen Heranreifen der Technologie steigt auch stets die Anzahl unbemannter Luftfahrzeuge, die neben der bemannten Luftfahrt im Luftraum agieren. Vor diesem Hintergrund wird das Verhindern von Kollisionen zwischen allen Luftraumteilnehmern immer wichtiger.

Parameter Estimation

Flugsimulatoren können für viele verschiedene Zwecke verwendet werden. Davon dürfte die Anwendung in der Ausbildung von Piloten die meistbekannte sein. Piloten können dank Simulator jegliche Szenarien, von grundlegenden Verfahren bis hin zu Triebwerksausfällen, ohne Risiko trainieren, um für den eventuellen Ernstfall gewappnet zu sein.

RAMS

RAMS - System Reliability, Availability, Maintainability und Safety für externe Hörer Die heutige Luftfahrt gilt als sehr sicher, was unter anderem auf rigorose Safety-Prozesse zurückzuführen ist, welche in nahezu jedem Aspekt der Luftfahrt von der Entwicklung bis hin zur täglichen Operation eingesetzt werden.

WBK SORA

Weiterbildungskurs SORA - Specific Operations Risk Assessment für UAV In der bemannten Luftfahrt existieren bewährte Safety-Prozesse, die die Sicherheit von Luftfahrzeugen garantieren. Diese Prozesse sind allerdings insofern kompliziert, da sie zu deren Erfüllung eine komplexe Struktur aus zugelassenen Herstellern, zugelassenen Entwicklungsbetrieben, zugelassenen Ausbildungsbetrieben und Betreiber nötig machen.

WHeSI

White-box Helicopter System Identification Angesichts der vergleichsweise geringen Grösse des Hubschraubermarktes und der hohen Entwicklungs- und Zertifizierungskosten ist die Einführung neuer und innovativer Designs mühsam, und viele Hersteller ziehen es vor, lediglich bestehende Fahrzeuge zu aktualisieren.

Strukturintegrität und Aircraft Repairs

"Die Materialermüdung, insbesondere Bruchmechanik und Testkonzepte dazu, ist ein wichtiges Forschungsgebiet zur Sicherstellung der Lebensdauer der Struktur eines Flugzeuges." Prof. Dr.

Bild (verlinkt): Entwicklung eines Strukturinspektionskonzeptes für die zivil fliegenden Hunter MK58/68 in Zusammenarbeit mit dem FFA Altenrhein und dem BAZL

Aviation Infrastructure and Atmospheric Research

"Die Luftfahrtindustrie lebt von der stetigen Innovation ihrer Technologien. In diesem Schwerpunkt leisten wir einen Beitrag - damit dies in Zukunft auch so bleibt" Prof. Dr.

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Aviatik Infrastruktur

"Das Team Aviatik Infrastruktur beschäftigt sich mit den neusten Technologien und Verfahren, die einen sicheren und nachhaltigen Luftverkehr sicherstellen. Mit der Entwicklung neuer Technologien kann ein wichtiger Beitrag zur Reduktion von Emissionen (sowohl global als auch im Nahbereich von Flughäfen) unter gleichzeitger Beibehaltung des höchsten Sicherheitsniveaus geleistet werden." Dr.

Bild (verlinkt): Team Aviatik Infrastruktur

Meteorologie, Umwelt und Luftverkehr

Team Meteorologie, Umwelt und Luftverkehr Wir sind eine Gruppe hochmotivierter Luftfahrtingenieure, Chemiker und Atmosphären- und Umweltwissenschaftler, die ein interdisziplinäres Team bilden und sich für die Emissionen von Flugzeugtriebwerken und deren Einfluss auf die lokale und globale Luftqualität interessieren.

Bild (verlinkt): Team Meteorologie, Umwelt und Luftverkehr

ADVISAR

Das Projekt ADVISAR (ADdressing feasibility studies towards cleaner aVIation and environmental impacts research with SAf on unRegulated engines) führt die erfolgreiche Forschung zu den Emissionen von Flugzeugtriebwerken an der ZHAW fort.

Labor LIDAR

Die Windfelder in den unteren Atmosphärenschichten erfassen Das LIDAR (Light Detection and Ranging) wird im Themenschwerpunkt Meteorologie am Zentrum für Aviatik betrieben. Das von den Aerosolen in der sich bewegenden Luftmasse zurückgestreute Licht wird vom Messsystem optisch erfasst und elektronisch ausgewertet. „Aus dem rückgestreuten Signal können wir ermitteln, wie das Windfeld im vom Laserstrahl durchstrichenen Bereich der Atmosphäre aussieht.

Bild (verlinkt): ZephIR 300 LIDAR

Rechencluster: Speedflyer

Speedflyer - der Rechencluster des Zentrums für Aviatik Für den Betrieb von numerischen Modellierungstools und -softwares hat der Fachbereich Meteorologie, Umwelt und Luftverkehr einen kleinen, aber leistungsfähigen Computercluster beschafft. Für unsere Berechnungen stehen uns insgesamt fünf Nodes zur Verfügung, wovon je zwei Paare baugleich sind.

Bild (verlinkt): Simulierter mittlerer Vertikalwind um den Bolund.Hügel auf 10 Metern Höhe

SMARTEMIS

Modernstes, den ICAO-Messstandards entsprechendes Emissionsmesssystem für Triebwerke SMARTEMIS im Gas Turbine Research Center (GTRC) der Universität Cardiff während einer RAPTOR -Kampagne - hinten ist das PM-Rack zu sehen, links (vorne) das Annex 16-Gasrack und rechts (vorne) die neue Erweiterung des Gasracks Das «Swiss Mobile Aircraft Emission Measurement System» (SMARTEMIS) ist ein innovatives mobiles Flugzeugtriebwerks-Emissionsmesssystem für Partikel- …

Bild (verlinkt): SMARTEMIS im Gas Turbine Research Center (GTRC) der Universität Cardiff während einer RAPTOR -Kampagne - hinten ist das PM-Rack zu sehen, links (vorne) das Annex 16-Gasrack und rechts (vorne) die neue Erweiterung des Gasracks

URBHEAT

Hitzewellen stellen Städte vor immer grössere Herausforderungen. Dies liegt einerseits am Klimawandel, welcher diese verstärkt. Andererseits aber auch an den sogenannten städtischen Hitzeinseln. Versiegelte Oberflächen, nur spärliche Vegetation und enge Strassenschluchten sind nur einige der Gründe weshalb es in der Stadt sowohl am Tag, vor allem aber auch in der Nacht während Hitzewellen nochmals deutlich wärmer ist als im Umland.

Bild (verlinkt): Stadttemperaturmessnetz in Zürich mit den verschiedenen Messstationen: LoRain (grün, 06/2019 – fortlaufend), Eigenbauvariante mit Sensirion Smartgadget SHT31 (blau, 06/2019 – 11/2021) und Referenzstationen (rot, MeteoSchweiz/OSTLUFT/NABEL). Quelle Kartenmaterial: OpenStreetMap contributors (2022).

Humans in Safety Critical Systems

"Die Luftfahrtindustrie lebt von der stetigen Innovation ihrer Technologien. In diesem Schwerpunkt leisten wir einen Beitrag - damit dies in Zukunft auch so bleibt" Prof. Dr. Michel Guillaume, Zentrumsleiter Zentrum für Aviatik Der Schwerpunkt befasst sich mit dem Menschen als Akteur in komplexen Systemen.

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Aeronautische Kommunikation

"Für die Kommunikation in der Luftfahrt geht es in erster Linie nicht darum eine möglichst gehobene Sprache zu sprechen. Vielmehr steht die gegenseitige Verständlichkeit der Gesprächsteilnehmer im Vordergrund." William Agius, Teamleiter Aeronautische Kommunikation Der Themenschwerpunkt Aeronautische Kommunikation befasst sich mit der Untersuchung des Sprachgebrauchs im Kontext der Luftfahrt.

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Human Factors

"Sicheres und effizientes Arbeitshandeln stehen in der Aviatik an oberster Stelle. Diesem Ansatz verschreibt sich der Fachbereich Human Factors durch gezielte Untersuchung von Operateuren und der Entwicklung von geeigneten Methoden zur Arbeitsunterstützung." Dr. Ruth Häusler, Teamleiterin Human Factors Mit der zunehmenden Komplexität der in der Luftfahrt eingesetzten Systeme steigt auch die Komplexität der Aufgaben und Anforderungen an den Menschen.

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Eye-Tracking-Labor

Daten von Eye-Tracking- und psychophysiologischen Sensoren werden in Kombination mit Simulatordaten verwendet, um Leistungsindizes abzuleiten (z. B. zur objektiven Messung von Situational Awareness, Effizienz und Effektivität bei der Aufgabenbewältigung) und um den Zustand des menschlichen Operators (Aktivierung, Arbeitsbelastung, Stress) zu überwachen. Die Ergebnisse werden zur Analyse der persönlichen Kompetenzen verwendet.

Bild (verlinkt): Healer R3 Weste mit integrierten Sensoren und Eye-Tracking-Brille

NoTeS Training in ATM

Abstract: Simulations-basiertes NoTeS Training Der Arbeitsauftrag eines Air Traffic Controllers (ATCO) besteht in der Flugsicherung und damit in der Leitung eines sicheren und ökonomischen Luftverkehrs. Neue Technologien, die Interaktion mit Operateuren sowie die stetige Optimierung von Effizienz und Produktivität steigern die Komplexität der Arbeitstätigkeit eines ATCOs.

Bild (verlinkt): NoTeS Training im Trainingscenter

Mensch-Maschine-Systeme

"Ein gelungenes Systemdesign erhält das Situationsbewusstsein, die Handlungsfreiheit und die Fertigkeiten des Benutzers. Ein allgemeingültiges Rezept für die optimale Aufgabenverteilung zwischen Mensch und Maschine gibt es jedoch nicht. Rapid Prototyping und realitätsnahe Versuche sind daher unabdingbare Entwurfsmethoden." Die Forschungsgruppe befasst sich mit der Gestaltung, Analyse und Bewertung von Mensch-Maschine-Systemen.

Bild (verlinkt): Cockpit Lense (Flugführung Cockpit): AR-unterstützte Navigation - Das Head-Mounted-Display projiziert Flugrouten und Echtzeitdaten direkt ins Sichtfeld der Pilot:innen und steigert das Situationsbewusstsein.

Human-Factors-Engineering-Labor

Remote Pilot Station: Eine Bodenstation mit Panoramabildschirm Unbemannte Luftfahrzeuge sollen schrittweise in das Europäische Luftverkehrssystem integriert werden. Neben dem Fluggerät gehört eine Bodenstation zu den Kernkomponenten solcher Remotely-Piloted Aircraft Systems (RPAS). Für einen sicheren Flugbetrieb muss die Bodenstation (Remote Pilot Station, RPS) eine effektive und effiziente Kooperation zwischen Mensch und Maschine sicherstellen.

Bild (verlinkt): Proband beim Fliegen mit dem Cokpit Simulator und der CockpitLens (HoloLens).

BMS-Abschlussarbeit im Windkanal

Das Schülerteam mit ihrem selbst entwickelten Fahrzeug Für ihre BMS-Abschlussarbeit entwickelten die Schüler Jan Meschini, Jonas Zillig und Timo Zuehlke ein RC-Car mit einem innovativen Antriebskonzept und einem Schwerpunkt auf Aerodynamik. Um die Wirksamkeit ihres Entwurfs zu testen, konnten sie den Windkanal der ZHAW in Winterthur nutzen.

Bild (verlinkt): Das Schülerteam mit ihrem selbst entwickelten Fahrzeug

FlightPad: Augmented Reality für mehr Sicherheit im Cockpit

Das FlightPad im Simulator: Die Augmented Reality Darstellung zeigt grüne Flugparameter wie Geschwindigkeit, Höhe und Kurs sowie den geplanten Flugpfad in 3D. Das Zentrum für Aviatik entwickelt mit dem FlightPad eine neuartige Augmented Reality (AR) App, die den geplanten Flugweg dreidimensional auf einem Tablet darstellt. Die Lösung ist einfach, kostengünstig und speziell für die allgemeine Luftfahrt konzipiert.

Bild (verlinkt): Das FlightPad im Simulator: Die Augmented Reality Darstellung zeigt grüne Flugparameter wie Geschwindigkeit, Höhe und Kurs sowie den geplanten Flugpfad in 3D.

Maturaarbeit – Flugverhalten einer Rakete

Im ZHAW-Windtunnel gelang es Sasha Asti, den Luftwiderstand seiner 3D-gedruckten Modellrakete präzise zu bestimmen – und damit erstaunlich genaue Flugvorhersagen zu treffen. Die 3D-gedruckte Rakete von Sasha Asti. Sie wurde für den Windkanalversuch um Faktor 2 vergrössert, damit die relative Messunsicherheit reduziert werden konnte. Sasha Asti beim Montieren seiner Rakete an der Waage.

Bild (verlinkt): Die 3D-gedruckte Rakete von Sasha Asti. Sie wurde für den Windkanalversuch um Faktor 2 vergrössert, damit die relative Messunsicherheit reduziert werden konnte.

Maturitätsarbeit im Windkanal der ZHAW

Im Windkanal der ZHAW untersuchte Oskar Vestreli im Rahmen seiner Maturaarbeit, wie stark die Form eines Segels die Vortriebskraft beeinflusst – und zeigte eindrucksvoll, dass Geometrie mehr zählt als Fläche. Oskar Vestreli im Windkanal der ZHAW mit seiner Konstruktion. Das dreieckige Segel während dem Versuch, mit sichtbarer Krümmung im Segel.

Bild (verlinkt): Oskar Vestreli im Windkanal der ZHAW mit seiner Konstruktion.

Neue Nanopartikel in Flugzeugabgasen entdeckt

Zur Rücknahme eines Artikels aufgrund analytischer Fehler (29. Juli 2026) Die Autoren haben den in dieser Pressemitteilung vorgestellten Artikel zurückgezogen, da sie kritische Fehler in den darin beschriebenen Experimenten entdeckt haben. Folglich gelten die in dieser Pressemitteilung beschriebenen Forschungsergebnisse nicht mehr als gültiges wissenschaftliches Wissen.

Untersuchung von Automatisierung im Führerstand

Das Forschungsteam im Einsatz bei der SOB. Der Führerstand, in dem die Datenerhebungen stattfanden. Wie verändert ein aktives Fahrassistenzsystem (AFAS) die Arbeit von Lokführerinnen und Lokführern? Gemeinsam mit der Südostbahn (SOB) untersucht das Human Factors Team (HF) des ZHAW Zentrum für Aviatik (ZAV), wie Automatisierung das Situationsbewusstsein, die Beanspruchung und die Aufmerksamkeit des Lokpersonals beeinflusst.

Bild (verlinkt): Das Forschungsteam im Einsatz bei der SOB.

Masterstudium am Zentrum für Aviatik

Am Zentrum für Aviatik erhalten Studierende die Möglichkeit, ihr Ausbildungsprofil mit einem Master of Science in Engineering (MSE) zu schärfen. Neben einer fundierten theoretischen Ausbildung erhalten die Studierenden die Möglichkeit, am wissenschaftlichen Diskurs aktiv teilzunehmen.

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Masterarbeit: Flugsimulationsmodell aus Flugtestdaten

Aerodynamisches Modell mit Generalized Additive Models Das dynamische Verhalten eines Flugzeuges sowie die für die Piloten spürbaren Kräfte auf die Flugsteuerung können mittels Flugsimulationsmodellen abgebildet werden. Flugsimulationsmodelle basieren auf mathematischen Forumulierungen, welche meist mittels Windkanal- und Flugtestdaten parametrisiert werden.

Bild (verlinkt): Haupteinflussgrössen auf den Pitching-Moment-Koeffizienten: a) Anstellwinkel, b) Schubkoeffizient, c) Höhenruderausschlag, d) Pitchrate.

Masterarbeit: Large-Eddy Simulation von Turbulenzen im Anflugsektor eines Flugplatzes

Jeder Pilot kennt sie – Turbulenzen im Anflug auf einen Flugplatz. Um einen betroffenen Mittellandflugplatz werden im Rahmen dieser Vertiefungs- und Masterarbeit Turbulenzen simuliert, woraus Erkenntnisse einen positiven Beitrag zur Flugsicherheit leisten können. Turbulenzen scheinen bei einem Grossteil der Unfälle in der Luftfahrt eine Rolle zu spielen, insbesondere in kritischen Flugphasen wie dem Start oder der Landung.

Bild (verlinkt): Simulierte momentane Windgeschwindigkeit des Bolund Hills – vertikaler Querschnitt.

Bachelorstudium Aviatik an der ZHAW – Luftfahrttechnik Studium Schweiz

Neue Antriebstechnologien, Flugzeugkonzepte, Drohnen und Lufttaxis verändern die Luftfahrt und ihre Infrastruktur. Im Aviatikstudium erwerben Sie das Wissen, um komplexe Zusammenhänge zu verstehen und die Zukunft der Luftfahrt aktiv mitzugestalten.

Bild (verlinkt): Helena Mainka

Zentrum für Aviatik (ZAV)

"Die Luftfahrt ist eine weltumfassende Industrie. Das Zentrum für Aviatik ist das führende Forschungszentrum für die Luftfahrt in der Schweiz. Wir sind regional verankert und global vernetzt." Prof. Dr.

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Laboreinrichtungen

Das Zentrum für Aviatik hat verschiedene Laboreinrichtungen aufgebaut, um seine Kompetenzen in den ausgewählten Themenschwerpunkten zu vertiefen und zu erweitern. Die Laboreinrichtungen stehen für Projekte mit externen und internen Partnern zu Verfügung. Sie werden ausserdem im Unterricht und in der Weiterbildung eingesetzt. Das ZAV betreibt momentan vier Laboreinrichtungen:

Bild (verlinkt): Forschungssimulator ReDSim

Projekte

Das Zentrum für Aviatik (ZAV) arbeitet aktiv mit Industriepartnern zusammen, um neueste Erkenntnisse aus Forschung- und Entwicklung in der Praxis einzubringen. Unsere erfahrenen und qualifizierten Mitarbeitenden helfen ihnen bei der Entwicklung innovativer Lösungsansätze für die Herausforderungen die Sie bewegen. Sind Sie an einer Zusammenarbeit interessiert? Dann freuen wir uns über Ihre Kontaktaufnahme per E-Mail.

Publikationen

Als forschungsorientiertes Zentrum nimmt das Zentrum für Aviatik (ZAV) aktiv am wissenschaftlichen Diskurs teil. Unsere Mitarbeitenden publizieren in namhaften nationalen und internationalen Zeitschriften. Bridging the North Atlantic : the value of eLoran for oceanic airspace. ZHAW Zurich University of Applied Sciences.

Team

Forschungsschwerpunkt Aeronautische Kommunikation Team Flugmechanik und Flugregelungssysteme Forschungsschwerpunkt Flugmechanik und Flugregelungssysteme Forschungsschwerpunkt Flugmechanik und Flugregelungssysteme Forschungsschwerpunkt Flugmechanik und Flugregelungssysteme Forschungsschwerpunkt Flugmechanik und Flugregelungssysteme Forschungsschwerpunkt Flugmechanik und Flugregelungssysteme Forschungsschwerpunkt Flugmechanik und Flugregelungssysteme …

ReDSim · Forschungssimulator

An der ZHAW gebaut: Jungfernflug am 17. März 2011. Mechanik und der grösste Teil der Software stammen von Mitarbeitenden und Studierenden des Zentrums für Aviatik.

180°-Sichtsystem: Ein visuelles System mit 180 Grad Blickfeld umgibt das Cockpit. Hier zeigt es den Horizont aus Nick- und Rollwinkel.

Control Loading System: Das CLS simuliert die ganze Steuerkette, von den Rudermomenten bis zur Mechanik. Unser Modell vereinfacht es zu einer Feder: F = k · δ.

Fünf Displays: Das generische Cockpit bildet keinen bestimmten Typ ab. Fünf frei gestaltbare Displays machen es zum Labor für Mensch-Maschine-Interaktion.

Modellhinweis: Vereinfachte Darstellung: Federkraft und Lagewinkel sind Lehrwerte, keine ReDSim-Daten.

HiSim · Bewegungsplattform

High Fidelity Simulator: Forschungssimulator mit Bewegungsplattform und VR-Sichtsystem, 2021 von Loft Dynamics. Die ZHAW-Variante öffnet Flugdynamik, CLS und Plattform für die Forschung.

Sechs Aktuatoren: Aus der gewünschten Lage folgt jede Beinlänge: Lᵢ = ‖p + R·tᵢ − bᵢ‖. Erreicht ein Bein seinen Hub, ist die Lage nicht fahrbar.

VR statt Leinwand: Das VR-Sichtsystem hat ein uneingeschränktes Sichtfeld, besonders wertvoll für Helikopter. Geforscht wird an Virtual und Mixed Reality für Flugsimulatoren.

Modellhinweis: Geometrie, Hub und Grenzen dieser Plattform sind schematisch, keine HiSim-Daten.

ALFA · Windkanal

Windkanal ALFA: Niedergeschwindigkeits-Windkanal für Lehre, Forschung und Industrie; extern mietbar. 8 m lang, 2.1 m breit, 3.5 m hoch, 55 kW Antrieb.

Messstrecke: 1.2 × 0.9 × 0.6 m, etwa 5 bis 50 m/s. Gemessen wird mit 6-Komponenten-Waagen, Druckscannern und CTA-Anemometrie.

Auftrieb: L = ½ · ρ · V² · S · C_L. Bei kleinen Anstellwinkeln gilt C_L ≈ 2π · α. Doppelte Geschwindigkeit ergibt vierfachen Auftrieb.

Strömungsabriss: Ab etwa 14° löst sich hier die Strömung an der Oberseite, der Auftrieb bricht ein. Im ALFA wird das mit Fäden, Rauch und Laserlichtschnitt sichtbar.

Modellhinweis: Profil NACA 0012, Flügel 0.2 × 0.6 m angenommen. Stromlinien schematisch, keine CFD.

Mensch & Maschine · Head- und Eye-Tracking

Wohin schaut die Pilotin?: Kombiniertes Head- und Eye-Tracking zeigt Blickmuster, im Labor wie im Flugsimulator.

Remote Pilot Station: Bodenstation für Drohnen: gekrümmter Panoramabildschirm, 180° horizontal und 60° vertikal, mit Steuerknüppel, Schubhebel und Pedalen.

Ein Bildschirm statt Cockpit?: Die ZHAW vergleicht eine Station mit allen Informationen auf einem grossen Bildschirm mit dem klassischen Cockpit. Vergleiche Fixationen und Kopfdrehung.

Modellhinweis: Die Blickpfade hier sind Beispieldaten, keine Messung.