V. Krishnamurthy, A. Hamann, R. Luckner

Bei der Untersuchung der flugmechanischen Eigenschaften im Flugzeugvorentwurf werden bisher meist halb-empirische Methoden angewendet, und es wird der Einfluss der Flugregelung vernachlässigt. Für den Entwurf zukünftiger, noch leistungsfähigerer Verkehrsflugzeuge werden höherwertige Methoden bereits in den frühen Entwurfsphasen benötigt. Die flugmechanischen Einflüsse von Parameterveränderungen, wie z.B. an der Geometrie der aerodynamischen Steuerflächen, ebenso wie die Wirkung der Flugregelungsgesetze müssen berücksichtigt werden. Deshalb entwickelt das Fachgebiet für Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastizität der TU Berlin eine automatisierte Prozesskette zur flugmechanischen Untersuchung von Flugzeugvorentwürfen. In der Prozesskette wird von definierten Eingaben ausgehend ein flugmechanisches Modell generiert, mithilfe dessen generische Flugregelungsmodule ausgelegt werden. In einem nachfolgenden Schritt werden diese Teile zur automatisierten Ermittlung der flugmechanischen Eigenschaften des Flugzeuges mit dem Programm MITRA (Multiobjective Evaluation of Preliminary Aircraft Designs) verwendet. So können die Auswirkungen einzelner Parameterveränderungen automatisiert analysiert und bewertet werden. Die Glieder der Prozesskette werden am Beispiel eines generischen Verkehrsflugzeugs mit einer positiv gepfeilten und mit einer negativ gepfeilten Flügelkonfiguration erläutert und die flugmechanischen Auswirkung der Flügelkonfiguration anhand verschiedener flugmechanischer Kriterien aufgezeigt. Damit liegt ein Bewertungsprozess vor, bei dem bereits früh die flugmechanischen Eigenschaften des Entwurfes anhand höherwertiger Verfahren untersucht werden können. Durch dieses Vorgehen lässt sich das Risiko kostenintensiver Änderungen im Rahmen des folgenden, detaillierten Flugzeugentwurfs verringern.

Currently, the investigation of flight mechanics in preliminary aircraft design mostly relies on semi-empirical methods, neglecting the influence of flight control systems. For the design of future, even more efficient commercial aircraft, more sophisticated methods are needed in the early design phases. The flight mechanics effects of parameter changes, such as those affecting the geometry of aerodynamic control surfaces, as well as the effects of flight control laws, must be considered. Therefore, the Department of Flight Mechanics, Flight Control, and Aeroelasticity at TU Berlin is developing an automated process chain for the flight mechanics analysis of preliminary aircraft designs. Starting with defined inputs, this process chain generates a flight mechanics model, which is then used to design generic flight control modules. In a subsequent step, these modules are used with the MITRA (Multiobjective Evaluation of Preliminary Aircraft Designs) program to automatically determine the aircraft's flight mechanics properties. This allows the effects of individual parameter changes to be automatically analyzed and evaluated. The links in the process chain are explained using the example of a generic commercial aircraft with a positively swept and a negatively swept wing configuration, and the aerodynamic effects of the wing configuration are demonstrated based on various aerodynamic criteria. This provides an evaluation process in which the aerodynamic properties of the design can be examined early on using more sophisticated methods. This approach reduces the risk of costly changes during the subsequent, detailed aircraft design phase.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015, Rostock

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2016

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201601222820

Flugmechanik, Flugzeugentwurf

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22.01.2016