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Attas VFW 614

- umgebaute VFW-Fokker 614 als "fliegender Simulator" der DLR -

Die Attas VFW 614 (= Vereinigte Flugtechnische Werke) ist ein mit 2 Strahltriebwerken ausgerüsteter Tiefdecker. Das auffälligste Merkmal der VFW 614 ist die Triebwerkmontage auf Pylonen über den Tragflächen, was etliche Vorteile bringt. Eine Maschine dieses Typs (G17) wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Rahmen des Projektes “Advanced Technologies Testing Aircraft System” (= ATTAS) unter anderem für die Simulation von Flugeigenschaften eines noch nicht gebauten Typs genutzt. Dazu ist das Flugzeug mit einem frei programmierbaren Steuerungssystem ausgestattet. Der Erstflug war im Juli 1971, die Indienststellung begann 1975. In 2013 übergab die DLR den „Fliegenden Simulator ATTAS“ an das Deutsche Museum. Nachfolgemodell ist der Airbus A320-232 ATRA.

Über 2 Jahrzehnte lang war ATTAS (Advanced Technologies Testing Aircraft System) der große Flugversuchsträger des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das Flugzeug wurde hauptsächlich als „fliegender Simulator“ konzipiert, um das Flugverhalten anderer – real existierender oder virtueller – Flugzeuge zu simulieren.

Das Einsatzspektrum von ATTAS war vielfältig:

Mit seiner Mess- und Versuchsausrüstung wurde ATTAS für zahlreiche Versuchsaufgaben eingesetzt. Hierzu gehörten zum Beispiel die Erprobung von zukünftigen Flugsicherungsverfahren und lärmarmen Anflügen. Außerdem wurden mit ATTAS Luftverwirbelungen, die als Folge des an den Tragflächen erzeugten Auftriebs entstehen – so genannte Wirbelschleppen – erforscht.

ATTAS basierte auf dem in den 1970er Jahren von der Bremer Firma VFW-Fokker (heute Airbus) entwickelten zweistrahligen Kurzstreckenjet VFW 614 mit 44 Sitzen. Eine der Kernumbauten war die Integration einer elektrohydraulischen Fly-by-Wire-Steuerung (FBW), zusätzlich zu der nach wie vor vorhandenen mechanischen Steuerung. Je nach Bedarf konnte während des Flugversuchs von der mechanischen auf die elektronische Steuerung umgeschaltet werden. So waren Wissenschaftler und Ingenieure in der Lage, all das zu erforschen, was flugreglungstechnisch mit einem Computer möglich ist. ATTAS wurde Ende der 1980er Jahre zum Forschungsflugzeug umgerüstet und war seitdem durchschnittlich 130 Flugstunden pro Jahr für die Luftfahrtforschung im Einsatz.

Modifikationen: Die ATTAS unterscheidet sich von der Standard-VFW 614 durch folgende Änderungen

Elektrohydraulische, digitale Fly-by-Wire Steuerung. Sie greift über elektrohydraulisch betätigte Kupplungen in die standardmäßige mechanisch-hydraulische Steuerung ein, die an die Steuerorgane des rechts sitzenden Sicherheitspiloten angeschlossen ist. Der Sicherheitspilot kann jederzeit die Fly-by-Wire-Kupplungen öffnen und die Kontrolle mit der mechanischen Steuerung übernehmen. Die Fly-by-Wire-Steuerung umfasst Quer-, Höhen-, Seitenruder, Trimmflosse, Triebwerke, Landeklappe und die „Direkte Auftriebsklappen“ (Direct-Lift-Control-Klappen) im hinteren Teil der Landeklappen. Die schnell beweglichen Klappen ermöglichen eine direkte Änderung des Flügelauftriebs und bieten einen zusätzlichen Freiheitsgrad in der Flugzeug-Längsbewegung, der unter anderem für die In-Flight-Simulation benötigt wird, mit deren Hilfe sich Flugeigenschaften bewerten lassen.

Rechnersystem zur Ansteuerung der elektronischen Fly-by-Wire-Steuerung mit frei programmierbarem, leistungsfähigem Experimentalrechner. Die darin installierte Simulations-Software kann das Flugverhalten anderer (auch nicht realer) Flugzeuge simulieren. Auf Grund des Sicherheitskonzepts mit der mechanischen Backup-Steuerung muss die eingesetzte Software nicht zertifiziert werden. Das Experimentalsystem kann um zusätzliche Rechnermodule erweitert werden.

Versuchspiloten-Cockpit mit frei programmierbaren Displays, das sowohl mit einem Sidestick als auch mit einer Steuersäule ausgestattet ist.

Messanlage zur Aufzeichnung und Darstellung der Daten von Strömungs- und Beschleunigungssensoren, Avionik- und Luftdaten, Daten aus dem FBW-Steuerungssystem sowie zusätzlicher Daten aus dem Rechnersystem.

Hochfrequenz-Datenverbindung (Down- und Uplink) zur Online-Datenübertragung zwischen Flugzeug und Bodenstation.

Von den Systemen des Basisflugzeugs unabhängige elektrische und hydraulische Energieversorgung der Versuchssysteme.

Missionen und Forschungsschwerpunkte:

Erforschung der Lebensdauer und des Zerfalls von Wirbelschleppen:

Ziel der Versuche war, durch eine genauere Berechnung der Ausbreitung und des Abbaus der Wirbelschleppen die möglichen Staffelungsabstände zwischen hintereinander an- oder abfliegenden Flugzeugen zu verringern. Hierfür wurde die von ATTAS erzeugte Wirbelschleppe durch am Boden stationierte oder in einem Flugzeug eingebaute LIDAR-Systeme (Light Detection And Ranging) vermessen. Dabei wurde auch der Versuch unternommen, den Zerfall der Wirbelschleppe durch periodische Flügelklappenausschläge zu beschleunigen.

Simulation von Wirbelschleppen-Durchflügen:

Durch ein Simulationsprogramm wurden mit Hilfe der Fly-by-Wire-Steuerung Wirbelschleppen-Einflüge risikolos simuliert und durch die anschließende Bewertung des Piloten Kriterien für mögliche, akzeptable Wirbelstärken erarbeitet. Außerdem wurden Strategien für ein automatisches Gegensteuern erprobt.

Erprobung von zukünftigen Flugsicherungsverfahren:

Dank der Satellitennavigation sind Flugzeuge heute in der Lage, unabhängig von bodengestützten Systemen sehr präzise zu navigieren. Um den Flugverkehr optimal planen und steuern zu können, ist es darüber hinaus nötig, die einzelnen Verkehrsteilnehmer möglichst zeitgenau im Luftraum zu führen. Die Lösung liegt in Bahnkurven – so genannten 4D-Trajektorien –, welche die Route jedes Flugzeugs örtlich und zeitlich exakt beschreiben und es erlauben, jeden einzelnen Flugabschnitt strategisch zu planen. Konflikte im Luftraum können so besser erkannt und vermieden werden. Letztlich führt diese Fähigkeit zu einer höheren Kapazität der Lufträume und der Flughäfen.

Das Institut für Flugführung des DLR hat bereits Mitte der 1990er Jahre ein Advanced Flight Management System (AFMS), das diese exakte 4D-Planung und -Führung ermöglicht, entwickelt und erprobt. Das System wurde seitdem kontinuierlich verbessert. Hinzugekommen sind unter anderem Kommunikationselemente, welche die Module der Verkehrsplanung am Boden per Datenlink mit den Flugroutenplanungs-Modulen im Flugzeug verbinden. Mit dem DLR-Forschungsflugzeug ATTAS hat das AFMS in zahlreichen Flugversuchen seine viel versprechenden Fähigkeiten nachgewiesen.

Erprobung von neuen lärmarmen Anflugverfahren:

Mit dem experimentellen Flight-Management-System wurde schon in Reiseflughöhe das Anflugprofil, abhängig unter anderem vom Wind, exakt berechnet und vollautomatisch zeitgenau abgeflogen. Dies ermöglichte zum Beispiel lärmarme Steilanflüge mit Leerlauf der Triebwerke und Anflüge auf den ILS-Gleitpfad von oben, die mit einem herkömmlichen Flight-Management-System nicht möglich gewesen wären.

Technische Daten der ATTAS:

Länge:	20,60 Meter (24,39 Meter mit Nasenmast)
Höhe:	7,84 Meter
Spannweite:	21,50 Meter
Flügelfläche:	64 Quadratmeter
Kabinenbreite:	2,66 Meter
Kabinenhöhe:	1,92 Meter
Sitzplätze:	3 Sitzplätze für Besatzungsmitglieder und
	bis zu 7 Sitze für Wissenschaftler.
	(Das Basismuster VFW 614 hatte bis zu 44 Sitzplätze)
Leergewicht:	14,9 Tonnen (mit ständiger Versuchsausrüstung)

Gesamtgewicht:	maximal 20,8 Tonnen
Antrieb:	2 x Rolls-Royce Triebwerke M45 H
Schub:	2 x 32 Kilonewton (kein Umkehrschub)
Reichweite:	circa 1.800 Kilometer
Flughöhe:	maximal 7.600 Meter (25.000 Fuß)
Geschwindigkeit:	maximal 700 Kilometer pro Stunde
Tankkapazität:	6.224 Liter
Ursprüngliche Nutzung:	Kurzstrecken-Verkehrsflugzeug
DLR-Flugbetrieb:	Braunschweig
.	.

Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR):

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (= DLR) ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt, Energie und Verkehr. Das Forschungsportfolio des DLR reicht von der Grundlagenforschung bis hin zur Entwicklung von innovativen Anwendungen und Produkten von morgen. So trägt das im DLR gewonnene wissenschaftliche und technische Know-how zur Stärkung des Industrie- und Technologiestandortes Deutschland bei.

Seine umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind in nationale und internationale Kooperationen eingebunden. Über die eigene Forschung hinaus ist das DLR als Raumfahrtagentur im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Weiterhin koordiniert und verantwortet das DLR als Projektträger die fachliche und organisatorische Umsetzung von Förderprojekten verschiedener Bundesministerien.

Das DLR beschäftigt ca. 5700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, es unterhält 29 Institute bzw. Test- und Betriebseinrichtungen und ist an 13 Standorten vertreten, wobei Köln Sitz des Vorstandes ist. Der Etat des DLR für die eigenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie für Betriebsaufgaben beträgt ca. 570 Millionen Euro; davon sind etwa die Hälfte im Wettbewerb erworbene Drittmittel. Das vom DLR verwaltete deutsche Raumfahrtbudget beträgt insgesamt ca. 917 Millionen Euro. Davon werden 68 Prozent für den deutschen Beitrag zur Finanzierung der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) verwendet, 19 Prozent für das Deutsche Raumfahrtprogramm und 13 Prozent wiederum für Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Raumfahrt des DLR. Die vorgenannten Zahlen beruhen auf dem Geschäftsjahr 2007.

Die Ursprungsorganisation des DLR wurde 1907 von Ludwig Prandtl in Göttingen gegründet. Aus dieser Modellversuchsanstalt der Motorluftschiff-Studiengesellschaft wurde später die Aerodynamische Versuchsanstalt. Das DLR entstand 1969 unter dem Namen Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFVLR) durch den Zusammenschluss mehrerer Einrichtungen. Das waren die Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA), die Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL) und die Deutsche Forschungsanstalt für Luftfahrt (DFL) sowie 1972 die Gesellschaft für Weltraumforschung (GfW).

1989 wurde die DFVLR in Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR) umbenannt. Durch die Fusion der Deutschen Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA) mit der DLR zum 1. Oktober 1997 wurde der Name in „Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt“ (DLR) geändert.

Grundmodell VFW-Fokker 614: Geschichte und Entstehung

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden im westen Deutschlands wegen Verbote der Besatzungsmächte und aufgrund Geldmangels mehr als 20 Jahre lang keine Verkehrsflugzeuge produziert. Erst in den 1960er Jahren begann eine Zusammenschluß mehrerer bundesdeutscher Flugzeugfirmen, anfangs Entwicklungsring Nord (ERNO 614 = Entwicklungsring Nord, Jahr 61 Projekt Nr.4) und später Vereinigte Flugtechnische Werke (= VFW) genannt, sich Gedanken über ein mit Turbinen angetriebenes Flugzeug zu machen. Dabei versuchten sie nicht in den von Boeing und Douglas Commercial beherrschten Markt der großen Verkehrsflugzeuge einzudringen, sondern orientierten sich mehr nach „unten“, auf den wachsenden Markt für Flugzeuge bis 50 Passagiere.

1961 fusionierten die beiden Bremer Flugzeughersteller Focke-Wulf-Flugzeugbau GmbH und Weser-Flugzeugbau GmbH („Weserflug“) zu den Vereinigten Flugtechnischen Werken (VFW) mit Hauptsitz in Bremen. Ziel war unter anderem die gemeinsame Entwicklung eines kleinen Verkehrsflugzeugs, das für den Einsatz auf unbefestigten Flugplätzen geeignet war. Im Dezember 1963 wurde dieses Projekt als VFW 614 in das Unternehmen VFW integriert.

1981 wurde das Unternehmen Teil des Luftfahrtkonzerns Messerschmitt-Bölkow-Blohm. Die Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH (MBB) wiederum gehörte damals zu den größten deutschen Luft- und Raumfahrt- sowie Rüstungskonzernen.

Zielsetzung und Ergebnisse bei der Entwicklung des Grundmodells VFW-Fokker 614:

Es sollte ein Flugzeug für Entwicklungsländer und den Betrieb unter schweren Bedingungen gebaut werden, also mit STOL-Eigenschaften.

Das auffälligste Merkmal der VFW 614 ist die Triebwerkmontage auf Pylonen über den Tragflächen, die deshalb erfolgte, weil zum Einsatz auf schlechten Pisten ein kurzes und kräftiges Fahrwerk benötigt wurde. Dadurch wird auch das Einsaugen von Steinen und anderen Gegenständen in die Triebwerke sowie die Störung der Luftströmung vor den Triebwerksöffnungen vermieden. Die hohe Triebwerksmontage erlaubt auch die Ausrüstung mit einem ungeteilten Klappensystem und bietet für den Fall einer Notlandung oder eines Triebwerksbrandes größere Sicherheit.

Ein interessanter Nebeneffekt der Triebwerksanordnung war, dass die Tragflächen die Triebwerke bei Überflug, Start und Landung abschirmten und die VFW 614 dadurch ein relativ leises Flugzeug seiner Zeit war. Airodynamische Vorteile brachten die oben befindlichen Triebwerke ebenfalls. Beim Durchstarten zieht die Maschine nicht einfach nach oben, wie dass sonst meist der Fall ist.

Am Ende der Entwicklungsphase war die VFW 614 – bis auf die Triebwerksanordnung – äußerlich dann doch etwas konventioneller geraten, als man anfangs vorgesehen hatte. Die VFW 614 ist ein Tiefdecker mit gepfeilten Tragflächen. Die VFW erhielt umfangreiche Luftbremsen und Radbremsen mit ABS. Dadurch ist die Start- und Landestrecke mit 1.300 bzw. 1.000 Meter für derartige Flugzeuge sehr kurz. Die Kabine ist für 40 bis 44 Passagiere in 4 Sitzreihen ausgelegt. Eine verlängerte Version war geplant, wurde aber nicht verwirklicht.

Ab 1966 wurde das Projekt von der Bundesregierung finanziell unterstützt. Da für die VFW die Entwicklung eines Verkehrsflugzeuge Neuland war , suchte man nach Partnern, die das Risiko mit übernehmen und sich an der Herstellung beteiligen würden. Die Niederländischen Fokker-Werke sagten zu, und so wurde 1969 aus der VFW 614 die VFW-Fokker 614, die 1971 zum Erstflug startete. Allerdings wurden die Testflüge von einem tragischen Unfall überschattet. Bei einem Testflug in 1972 kam es zum “Flattern” des Höhenruders. Das Flugzeug geriet außer Kontrolle und stürzte ab.

Dennoch schien die VFW-Fokker 614 einen guten Start zu haben. Mitte 1971 hatte VFW-Fokker bereits 26 Optionen und Bestellungen erhalten. Man ging davon aus, dass man ab 175 verkauften Exemplaren Gewinn einfahren würde. Genau zu diesem Zeitpunkt gab es Probleme mit dem Triebwerkshersteller, so dass man erneut umdisponieren musste. Nach und nach erhielt man aber alle relevanten Zulasungen. Die erste Serienmaschine flog am 28. April 1975. Aber das hoffnungsvoll begonnene Projekt sollte in einem ökonomischen Desaster enden. Bestellungen blieben aus und 1977 wurde das Projekt VFW-Fokker 614 nach der Fertigung von 10 Serienmaschinen und 3 Prototypen offiziell geschlossen.

Eine Maschine wurde für das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt in das Test- und Forschungsflugzeug „Advanced Technologies Testing Aircraft System – “ATTAS“ umgebaut und für Forschungsaufgaben genutzt (siehe oben). 2013 musterte die DLR die Maschine aus und übergab den „Fliegenden Simulator ATTAS“ an das Deutsche Museum.

Technische Daten: Grundmodell VFW-Fokker 614

Entwicklung und Umbauten	VFW Bremen (Erstflug: 1971)
Nutzung	Kurzstrecken-Verkehrsflugzeug
Länge	20,60 m
Höhe	7,84 m
Spannweite	21,50 m
Flügelfläche	64 m²
Kabinenbreite	2,66 m
Kabinenhöhe	1,92 m
Leergewicht	12.180 kg
typische Nutzlast	3625 kg
max. Startgewicht	19.950 kg
max. Tankkapazität	6.320 Liter
Reisegeschwindigkeit	720 km/h in 7.600 m
max. Geschwindigkeit	780 km/h (Mach 0,697)

Landegeschwindigkeit	157 km/h
Steigleistung	15,75 m/s
Dienstgipfelhöhe	7.600 m
Startstrecke	ca. 850 m
Landestrecke	ca. 620 m
Landegeschwindigkeit	160 km/h
Minimalgeschwindigkeit	157 km/h
Passagiere und Besatzung	40 + 2
Reichweite (leer)	2.010 km
Reichweite (beladen)	1.200 km
Triebwerke	2 x Rolls-Royce/SNECMA
Typ	M 45 H Mk. 501
Schub	2 x 32,4 kN
.	(kein Umkehrschub)