Flattersimulation für das Motorseglerprojekt fs35

Abstract

Mit dem Projekt fs35 entwickelt die Akaflieg Stuttgart einen Motorsegler der primär zum Schleppen von Segelflugzeugen geeignet ist. Im Vergleich zu existierenden Flugzeugen soll dieses effizienter und kostengünstiger sein. Das projektierte Flugzeug ist ein Motorsegler mit 850 kg MTOM und einem Dieselmotor (CD-155) mit 155 PS Wellenleistung. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll die Aeroelastik untersucht werden, um die Flatterfreiheit für eine erste Fluggenehmigung (Permit to Fly) ohne Standschwingungsversuch in einer beschränkten Flugenveloppe nachzuweisen. Die dazu notwendige Nachbildung der Struktur und Steuerung in einem Finite Elemente Modell und das Aufstellen des aerodynamischen Modells soll mit einer neu entwickelten Prozesskette und der Strukturberechnungssoftware CoBlade geschehen. Durch einen konsequenten modularen Aufbau wird die Prozesskette auch sehr einfach auf weitere Kleinflugzeuge übertragbar sein. Anschließend erfolgt eine Modalanalyse mit dem NASTRAN-kompatiblen CoFE. Die eigentliche Flatterrechnung erfolgt mit dem aeroelastischen Analyseprogramm des Instituts für Aeroelastik am DLR Göttingen. In der Auswertung werden die Frequenzen durch einen Vergleich der modalen Parameter mit vergleichbaren realen Flugzeugkonstruktionen kalibriert. Ebenso wird eine Variationsrechnung durchgeführt, um die Flattersicherheit unter den Modellierungsunsicherheiten und verschiedenen Flugzuständen bewerten zu können. Die Berechnungen zeigen, dass das Flugzeug durch kleine Modifikationen im geforderten Geschwindigkeitsbereich frei von Flattern ist. Auch ist die entworfene Prozesskette leicht auf andere Kleinflugzeuge übertragbar.