Multidisciplinary Design of High-Lift Systems

Abstract

Die Arbeit widmet sich dem Themengebiet des multidisziplinären Entwurfs von Hochauftriebs-systemen (zweidimensional). Dabei wird der Fokus auf die Untersuchung der gegenseitigen Beeinflussung der betrachteten Disziplinen gelegt. Folgende Disziplinen werden innerhalb dieser Arbeit betrachtet: Kinematik, Aerodynamik, Massenabschätzung des Mechanismus zum Ausfahren des Vorflügels und des Hinterkantenauftriebselements und schließlich die Flugmechanik. Das Ergebnis der Optimierungen, d.h. der Datensatz, liefert erstens plausible Zusammenhänge. Zweitens wurde festgestellt, dass die Prozesskette Daten generiert, die die Start- und Landeleistung des Hoch-auftriebssystems verbessern. Drittens werden Empfehlungen aus den Ergebnissen abgeleitet, welche Disziplinen im Entwurfsprozess für Hochauftriebssysteme als geeignet erachtet werden. Die Ergebnisse legen nahe, dass es äußerst sinnvoll ist, den Mechanismus der Hochauftriebselemente für zukünftige Hochauftriebsoptimierungen zu berücksichtigen. Die Flugmechanik zeigte sich als geeignete Disziplin, um die einzelnen aerodynamischen integralen Beiwerte für die jeweiligen Flugphasen während Start und Landung realistisch zu gewichten. Diese Disziplin berücksichtigt zweckmäßig die Größen, die in der Hochauftriebsoptimierung standardmäßig Verwendung finden. Als Ergebnis zeigt sich, dass nicht das ganze Verbesserungspotential für die Hochauftriebsleistung ausgeschöpft wird, wenn die Massen des Hochauftriebssystems vernachlässigt werden. Die Veränderungen in der Hochauftriebsleistung werden immer im Vergleich zum initialen Entwurf bewertet, der eine hoch entwickelte, industriell entworfene Konfiguration ist. Demnach ist es schlüssig, dass lediglich minimale Verbesserungen erzielt wurden. Dies wird vielmehr als großer Erfolg bewertet, da die automatisierte Herangehensweise in der Lage ist, Konfigurationen nahe des Initialentwurfs zu reproduzieren und fähig ist, die Hochauftriebsleistung noch weiter zu verbessern.