Kursbeschreibung

Der Kurs zeigt das Vorgehen beim Entwurf von Flugzeugen unter Berücksichtigung der Zulassungsvorschriften. Dies erfolgt insbesondere am Beispiel der Passagier- und Geschäftsreiseflugzeuge. Die Flugzeugparameter werden dabei ausgehend von den Anforderungen (Nutzlast, Reichweite, ...) so ermittelt, dass sowohl die Kosten beim Betrieb des Flugzeugs als auch dessen Umweltbelastung minimiert werden. Zunächst werden die wichtigsten Parameter wie maximale Abflugmasse, Flügelfläche und Schub mit einem einfachen Dimensionierungsverfahren bestimmt. Anschließend werden die einzelnen Hauptbaugruppen (Flügel, Rumpf, ...) im Detail weiter ausgelegt. Ziel des Kurses ist, die gegenseitige Abhängigkeit der Parameter und der Disziplinen der Luftfahrzeugtechnik darzustellen. Ausgehend vom Flugzeugentwurf werden den Teilnehmer so auch Kenntnisse, Rechenfertigkeiten und Expertenwissen aus der Aerodynamik, Flugmechanik, Triebwerkskunde, Flugzeugsystemtechnik, Massenschätzung und der Kostenrechnung vermittelt. So soll die Erkenntnis reifen, dass ein optimales Flugzeug immer ein Kompromiss ist aus den verschiedenen Anforderungen, wobei jede Disziplin der Luftfahrzeugtechnik auf das Gesamtoptimum des Flugzeugs hinwirken muss. Der Flugzeugentwurf vereint das Wissen des Flugzeugbaus und liefert ein Flugzeug, das sich sowohl innerhalb des Luftverkehrssystems behaupten muss als auch im multimodalen Verkehr.

Zielgruppe

Der Kurs richtet sich an Ingenieure/innen sowie Personen anderer Studienrichtungen, Manager/innen, Forscher/innen und interessierte Piloten/innen, die am Beispiel des Flugzeugentwurfs einen sowohl umfassenden als auch konkreten Einblick in den Flugzeugbau erhalten wollen. Spezialisten aus der Luftfahrtindustrie können hier einen Überblick erlangen, der gleichzeitig in die Tiefe geht. Auch angehende wissenschaftliche Mitarbeiter/innen im Umfeld des Flugzeugentwurfs können mit dem Kurs einen guten Einstieg für ihre Tätigkeit finden.

Inhalte

• Einleitung
  Aufgaben und Vorgehen des Flugzeugentwurfs
• Entwurfsablauf
• Anforderungen und Luftfahrtvorschriften
  Top Level Aircraft Requirements (TLAR) | Nutzlast-Reichweitendiagramm | CS-25
• Flugzeugkonfiguration und Triebwerksintegration
  Konventionelle und unkonventionelle Konfigurationen
• Dimensionierung (Preliminary Sizing)
  Landestrecke | Startstrecke | Abschätzung der Gleitzahl | Steigrate im 2. Segment | Steigrate beim Durchstartmanöver | Reiseflug | Entwurfsdiagramm
• Rumpfauslegung
  Rumpfquerschnitt | Kabinenlayout | Cockpit | Kabine | Rumpfheck
• Flügelauslegung
  Parameter des Flügels | Winglets | Querruder | Spoiler | Flug- und operationelle Eigenschaften
• Hochauftriebssysteme und maximale Auftriebsbeiwerte
  Berechnung maximaler Auftriebsbeiwerte | Entwurf von Hochauftriebssystemen
• Leitwerksauslegung I
  Aufgabe der Leitwerke | Leitwerksformen | Entwurfsregeln | Auslegung nach dem Leitwerksvolumen | Höhen- und Seitenruder
• Masse und Schwerpunkt
  Masseprognose | Schwerpunktberechnung
• Leitwerksauslegung II
  Höhenleitwerksauslegung und Seitenleitwerksauslegung nach Stabilität und Steuerbarkeit
• Fahrwerksauslegung
  Anordnung der Fahrwerke und der Räder | Reifen | ACN/PCN
• Bestimmung und Analyse der Polare
  Berechnung von Nullwiderstand, induziertem Widerstand und Wellenwiderstand
• Kostenbewertung: Direct Operating Costs, DOC
  Rendite | Barwert | Abschreibung | Zinsen | Versicherung | Kraftstoff | Wartung | Besatzung | Gebühren
• Umweltbewertung: Life Cycle Assessment, LCA
  Ressourcenverbrauch | Klimaerwärmung | lokale Luftqualität | Lärm
• Zukunftsthemen im Flugzeugentwurf
  Neue Konfigurationen: Blended Wing Body, Box Wing Aircraft, Strut-Braced Wing, ...
  Neue Kraftstoffe: LH2, BioFuel, PtL
  Neue Antriebe: Elektrische Antriebe, Turbo-Elektrische Antriebe, Verteilte Antriebe, ...