(13) Flugzeugkonzeptentwurf Flashcards
1
Q
Drachenkonfiguration
A
- konventionelle und heute gebräuchliche Anordnung von Flügel, Rumpf und hinten liegenden Leitwerken (Höhen- und Seitenleitwerk)
Vorteile der Drachenkonfiguration:
- sehr häufig verwendete und damit sehr gut erforschte Konfiguration mit sehr vielen bekannten Referenzdaten
- hohe Akzeptanz bei Airlines und Passagieren
- Flugmechanisch sehr vielfältig auslegbar durch entsprechende Positionierung von Flügel und Leitwerken; konventionell: statische Längsstabilität mit Neutralpunkt hinter Schwerpunkt
- Flügelanströmung nicht durch Leitwerke beeinträchtigt, das HLW kann allerdings vom Nachlauf des Flügels beeinflusst werden
- Seitenleitwerk (mit Seitenruder) dient i.W. zur Stabilisierung und Steuerung der Seitenbewegung
2
Q
Entenkonfiguration (Canard)
A
- Hauptflügel weiter hinten und das HLW befindet sich vorne
- Für gutmütiges Überziehverhalten muss Strömungsabriss zuerst am Entenflügel erfolgen (Abnicken der Nase) –> in diesem Fall sind kleinere Hochauftriebssysteme realisierbar (Im Vergleich zur Drachenkonfiguration)
Vorteile der Canardkonfiguration:
- Nutzlasten können besser in der Nähe des Schwerpunktes platziert werden
Nachteile:
- selten verwendete Konfiguration, nur wenig Referenzflugzeuge oder statistische Methoden zur Vorauslegung; geringe Akzeptanz
- Auftriebsverteilung des Hauptflügels kann durch Nachlauf des Entenflügels stark beeinträchtigt werden
3
Q
Tandemkonfiguration (Boxwing)
A
Vorteile der “Box-Wing” Konfiguration:
- Reduzierter induzierter Widerstand im Vergleich zu einem Flügel einer Drachenkonfiguration mit gleicher Streckung
- Vertikale Verbindung der beiden Flügel nimmt zusätzliche Kräfte und Momente auf, dadurch grundsätzlich leichterer Flügel möglich (bei gleicher Grundfläche)
Nachteile:
- Erhöhter Reibungs- und Wellenwiderstand v.a. aufgrund der großen “Winglets”
- Erschwerte Fahrwerks- und Triebwerksintegration
4
Q
Three -Surface Aircraft
A
- drei tragende Flächen
- Kombination der Vorteile aus Drachen- und Canard Konfiguration
- Aufwendige Fertigung
- Trimmung erfolgt über den Canardflügel
- Flügel hinten ist weniger stark durch Auftriebs-/Abtriebskräfte belastet als beim konventionellen Layout und kann dadurch leichter gebaut werden
5
Q
Deltaflügel
A
- Auslegung mit stark gepfeiltem Flügel und niedriger Streckung ohne HLW
- Klappen an der Flügelhinterkante (Elevons) übernehmen die Funktion von Höhen- und Querruder
- Insbesondere für Überschallflugzeuge geeignet
- Sehr kleine Streckung (–> Manövrierfähigkeit) und sehr große Pfeilung (–> sehr effektive Anströmgeschwindigkeit senkrecht zur Flügelvorderkante –> Stöße im Überschall sind so weniger stark ausgeprägt)
6
Q
Eigenschaften des Nurflüglers
A
- Alle Komponenten des Flugzeugs sind in den Tragflügel integriert
- Flügel dient gleichzeitig zur Auftriebserzeugung, zur Aufnahme der Nutzlast (Aufgabe des Rumpfs) und zur Stabilisierung (Aufgabe LW) –> schwieriger Entwurf
- keine LW dadurch Reduktion von Gewicht und Widerstand
- Höhere Gleitzahlen möglich (ca. 25)
- Flugmechanisch ungünstig: positives cm0 –> instabile Längbewegung –> große Trimmausschläge bzw. künstliche Stabilisierung notwendig; häufig geringe Nickdämpfung; geringe Richtungsstabilität
- Überziehverhalten stark abhängig von Schwerpunktlage (meistens kritische Langsamflug-Eigenschafte mit Hochauftriebshilfen)
7
Q
Eigenschaften der Blended Wing Body - Konfiguration
A
- Mischung aus Nurflügler und Standardkonfiguration mit konventionellem Rumpf
- Um Nutzlast und Passagiere besser unterbringen zu können als im Nurflügler, gibt es einen ausgeprägten Rumpf, der in einen Flügel übergeht (Blend)
- Rumpf erzeugt einen erheblichen Anteil des Auftriebs
- Vorteil: Geringerer Widerstand durch reduzierte benetzte Oberfläche im Vergleich zur Drachenkonfiguration
- Nachteil: Komforteinschränkungen für die Passagiere durch geringere Fensteranzahl, große Vertikalbeschleunigungen
8
Q
Eigenschaften eines Hochdeckers
A
- Ground Clearance bei Triebwerken am Flügel erhöht
- Gut geeignet für Start und Landung auf unwegigem Gelände
- Wartungsarbeiten am Triebwerk erschwert
- Strömiung auf der Flügeloberseite nicht durch Rumpf gestört, dadurch höheres CA,max
- Ohne Abstrebung aufwendige Rumpfstruktur zum Tragen des Flügels
9
Q
Eigenschaften eines konventionellen Leitwerks
A
- HLW + SLW am Heck, mit dem Rumpf verbunden
- Direkte Einleitung der HLW-Lasten in den Rumpf
- Durch die Montage des HLW’s am Rumpf kann es als Ganzes beweglich ausgeführt werden und so zur Trimmung genutzt werden
- Gefahr des SLW’s-Abschattung durch HLW
- Gängigste Konfiguration
10
Q
Eigenschaften eines T-Leitwerks
A
- HLW-Lasten werden durch SLW geführt –> schwereres SLW
- Vermeidung einer Abschattung des SLW’s durch das HLW sowie einer Abschattung des HLW’s durch den Hauptflügel
- Triebwerke können seitlich am Heck montiert werden
11
Q
Eigenschaften des H-Tail
A
- Höhrere Seitenstabilität
- SLW’s wirken auf das HLW wie Endplatten (Winglets) –> Steigerung der HLW-Effizienz
- Bei Ausschlag des Seitenruders wird ein geringeres Rollmoment erzeugt als bei einem großen SLW
- Findet bei Spezialflugzeugen Anwendung
12
Q
Eigenschaften Kreuzleitwerk
A
- HLW befindet sich etwa auf halber Höhe des SLW
- Kompromiss zwischen konventionellem und T-Leitwerk
- Lasten müssen nicht durch ganzes SLW geführt werden
- HLW liegt hoch genug, um SLW nicht abzuschatten
13
Q
Eigenschaften des V-Tail
A
- Verringerung des Reibungswiderstandes (2 Flächen anstatt 3 Flächen)
- komplexe Ansteuerung der Ruder
- Ruderwirksamkeit ist geringer als bei den konventionellen Layouts
14
Q
Was sind die wichtigsten Anforderungen an das Fahrwerk?
A
Aufnahme und Übertragung der Lasten beim Landestoß, die Aufnahme der Bremsenergie bei einem Startabbruch, ein stabiles Rollverhalten sowie die Integration bezgl. der Gesamtkonfiguration
15
Q
Bugradkonfiguration (allgemein)
A
- in Verkehrsluftfahrt ausschließlich verwendet
- Hauptfahrwerk hinter dem Schwerpunkt und ein Bugrad weit vor dem SP
20
Q
Spornrad vs Bugrad (Stabilität)
A
23
Q
Heckanordnung (Vorteile)
A
28
Q
Entwicklungsphasen und Milestones
A
