Statische aeroelastische Anforderungen beim multidisziplinären Strukturentwurf von Transportflugzeugflügeln

Abstract

Die Vermeidung von Querruderumkehr und statischer Divergenz innerhalb der aeroelastischen Stabilitätsenveloppe wirkt sich auf den Strukturentwurf von Verkehrsflugzeugflügeln aus. Die Fragestellung wird anhand von Parameterstudien mit einem Entwurfsprozess bearbeitet. Dem Entwurfsprozess liegt ein ganzheitliches Parametrisierungskonzept zugrunde, mit dem alle Simulationsmodelle des Prozesses mit Hilfe von Geometriefunktionen parametrisch aufgebaut werden. Zum Entwurfsprozess gehört auch die Ermittlung der Entwurfslasten, die über quasi-stationäre Trimmsimulationen für die elastische Struktur ermittelt werden. Die Lasten werden anschließend in einem dreistufigen Dimensionierungsprozess verwendet, bei dem sowohl empirische analytisch Dimensionierungsmethoden als auch Methoden der Strukturoptimierung zum Einsatz kommen. Es werden zulässige Spannungen und die lokale Beulsicherheit, wie auch die Ruderwirksamkeit und die statische Divergenz als Restriktionen definiert. Die Restriktionen der Aeroelastik werden in der letzten Dimensionierungsstufe verwendet, um insbesondere deren Auswirkungen auf den Strukturentwurf zu untersuchen. Der parametrische Entwurfsprozess wird in weitreichenden Parameterstudien für die drei Flugzeugkonfigurationen DLR-D150, iGREEN und CRM angewendet.