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Dassault Falcon 20E

Forschungsplattform der DLR für Umwelt- und Klimaforschung

Die Dassault Falcon 20E mit der Kennung D-CMET ist für den Forschungseinsatz beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) stark modifiziert worden. Der DLR-Flugbetrieb in Oberpfaffenhofen setzt das Flugzeug hauptsächlich zur Atmosphärenforschung ein. Forscherteams messen Spurengase und Aerosole direkt an Bord und sammeln Luftproben, die anschließend im Labor analysiert werden. Das Forschungsflugzeug ist seit 1979 in Betrieb. Seitdem ist es eine der wichtigsten Plattformen deutscher und europäischer flugzeuggetragener Forschung zur Erkundung von Erde und Atmosphäre. In mehr als 30 Jahren Betrieb in der Umwelt- und Klimaforschung hat das Flugzeug eine Spitzenposition unter den europäischen Forschungsflugzeugen eingenommen. So wurde zum Beispiel 2010 die Vulkanasche aus Island gemessen wurde, die dafür sorgte, dass große Teile des europäischen Luftraums für Flugzeuge gesperrt werden musste. Das Flugzeug fliegt höher als die meisten Verkehrsflugzeuge und ist äußerst robust und wendig. Das erlaubt sogar Messungen in der Nähe von Gewittern oder in nur 30 Metern Entfernung hinter den Triebwerken eines Verkehrsflugzeugs. Die Gipfelhöhe der Falcon reicht aus, um in mittleren Breiten die untere Stratosphäre zu erreichen, die seit einigen Jahren im Zusammenhang mit dem Ozonabbau im Brennpunkt der Forschung steht. Über den Bergen Norwegens wurden beispielsweise polare stratosphärische Wolken vermessen, die zumindest in kalten Wintern maßgeblich zum Ozonabbau beitragen. In den letzten Jahren war die Falcon eines der wichtigsten Großforschungsgeräte des DLR, um die Auswirkungen von Flugzeug-Emissionen auf die Zusammensetzung der Atmosphäre zu erforschen.

Die Avioniksysteme der Falcon werden permanent den ständig steigenden Anforderungen der wissenschaftlichen Experimente sowie der Flugsicherheit angepasst. Dies ermöglicht eine präzise Navigation und den uneingeschränkten weltweiten Einsatz des Flugzeugs.

An der Flugzeugstruktur der Dassault Falcon 20E der DLR wurden folgende Modifikationen und Anbauten vorgenommen:

Nasenmast mit integrierter Strömungssonde für Messungen von Anströmgeschwindigkeit und -richtung

Insgesamt drei Spezialfenster im Dach und Boden des Flugzeugrumpfs unter anderem für den Einsatz von LIDAR-Instrumenten zur Atmosphärenmessung. Die unteren Spezialfenster können dabei während Start und Landung durch eine Rolltür vor Beschädigungen durch Steinschlag geschützt werden.

Neue Triebwerke mit zusätzlichen elektrischen Generatoren zur Versorgung der Experimente (zwei x 330 Ampere und 28 Volt)

Vier kleine Öffnungen (acht Zenitmeter Durchmesser) an der Rumpfoberseite

Vier Befestigungspunkte unterhalb der Tragflächen zum Anbau von Partikelmesssystemen (PMS)

Zentraler Befestigungspunkt an der Rumpfunterseite zum Anbau variabler Messbehälter

Seitliche Fenster für Infrarot- und Radarantennen, so genannte Mikrowellen-Messgeräte

Befestigungspunkte am unteren Rumpfheck für Radiometer

Missionen und Forschungsschwerpunkte: (Quelle: DLR)

Messungen zur Entstehung und Struktur arktischer Stürme

Im Rahmen des Internationalen Polaren Jahres (IPY) 2007/2008 führten Wissenschaftler des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre im Februar 2008 Messungen zur Entstehung und Struktur arktischer Stürme über der norwegischen Barentssee durch.

Ausgerüstet war die Falcon mit modernen Fernerkundungsinstrumenten:
einem neuentwickeltem LIDAR, welches zum ersten Mal Aerosol- und Wasserdampfprofile mit allen vier Wellenlängen messen konnte, und dem Doppler-LIDAR, was den Wissenschaftlern Windprofile unterhalb des Flugzeugs lieferte. Das eingesetzte Wasserdampf-LIDAR dient als Vorläuferinstrument für zukünftige Weltraummissionen.

In insgesamt 13 Missionen wurde der Lebenszyklus von polaren Tiefdruckgebieten, arktischen Fronten und orographisch modifizierten Strömungen in Nord-Norwegen und Spitzbergen untersucht. Vergleichbare Messungen sind in der von der Klimaveränderung besonders betroffenen Arktis selten. Die Einzigartigkeit der gewonnenen Daten wird die Wissenschaftler in den nächsten Jahren vor faszinierende Aufgaben stellen.

Messungen zum Klimawandel

Ziel war die Klärung der Frage, wie sich die Zusammensetzung der Atmosphäre und das Klima in der Zukunft weiterentwickelt. So konnte z.B. der Beweis erbracht werden, dass Aerosole in tropischen Gewittern von den bodennahen Schichten bis in die Stratosphäre in Höhen über 18 Kilometern transportiert werden. Dort verbleiben diese Spurenstoffe über viele Jahre, werden rund um den Erdball verteilt und beeinflussen die Ozonschicht negativ.

Ihre einzigartige Modifikation und Ausstattung machen die Falcon zu einer echten Mehrzweckplattform für Forschungsanwendungen, die den individuellen Bedürfnissen entsprechend angepasst werden kann. Mit den hier gezeigten Instrumenten wurde 2010 isländische Vulkanasche gemessen, die den europäischen Flugverkehr zeitweise lahmlegte.

Höhe:	5,32 m
Spannweite:	16,3 m
Kabinenlänge:	5,5 m
Kabinenbreite:	1,7 m
Kabinenhöhe:	1,62 m
Sitzplätze:	10
	Im Rahmen der DLR-Forschung 3 Sitzplätze für
	Besatzungsmitglieder und 3 Wissenschaftler oder Ingenieure,
	je nach Instrumentierung
Leergewicht:	7,53 Tonnen (mit ständiger Versuchsausrüstung)

Gesamtgewicht:	maximal 13,2 Tonnen
Antrieb:	2 x Garrett Turbojet Triebwerke TFE 731-5BR-2C
Schub:	2 x 20.000 Newton (kein Umkehrschub)
Reichweite:	circa 3700 km
Flughöhe:	maximal 12,8 km (42.000 Fuß)
Geschwindigkeit:	maximal 917 Kilometer pro Stunde (0,865 Mach)
Flugdauer:	5:30 Stunden (abhängig von der Nutzlast)
Tankkapazität:	5007 Liter (4,006 Tonnen)
Ursprüngliche Nutzung:	Business Jet und Einsatz im militärischen Bereich
DLR-Flugbetrieb:	Oberpfaffenhofen