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Aeroelastische Untersuchung eines V-Leitwerks mit integrierten Antriebseinheiten

Koch, Christopher and Arnold, Jürgen and Schmidt, Hauke (2019) Aeroelastische Untersuchung eines V-Leitwerks mit integrierten Antriebseinheiten. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. DLRK 2019 - Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress, 30. Sep. - 02. Okt. 2019, Darmstadt, Deutschland.

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Abstract

Die Hecksektion des im Entwurf befindlichen, hybrid-elektrischen Motorseglers FVA 30 der Flugwissenschaftlichen Vereinigung Aachen wird auf seine dynamische und aeroelastische Stabilität untersucht, um mögliche Auswirkungen auf den Design-Prozess abzuschätzen. Das V-Leitwerk mit elektrisch angetriebenen Propellern an den Spitzen wird hierzu bzgl. klassischem Leitwerksflattern, Bodenresonanz und Whirl-Flattern untersucht. Leitwerksflattern wird mittels numerischer Parameterstudien in MSC Nastran analysiert. Zur Stabilitätsuntersuchung bzgl. Bodenresonanz kommt eine Kombination aus Parameterstudien mit einem analytischen Modell und numerischen Validierungsrechnungen mit der MKS-Umgebung SIMPACK zum Einsatz, während Whirl-Flattern in Studien mit einer Streifentheorie für den starren Propeller sowie MKS-Simulationen bewertet wird. Die Untersuchungen zeigen, dass im betrachteten Parameterraum als einzige Instabilität ein Ruderflattern durch Kopplung der Rudereigenform bei freier Steuerung mit der ersten Schlagbiegung des Leitwerks auftritt. Diese lässt sich durch ausreichenden Rudermassenausgleich verhindern. Gegen Whirl-Flattern zeigt das Leitwerk hohe Reserven bzgl. der ersten Eigenfrequenzen der Hauptstruktur. Eine Instabilität durch Bodenresonanz ist aufgrund der Geometrie der Propellerblätter gänzlich ausgeschlossen. Vergleiche der MKS-Simulationen mit den Parameterstudien bestätigt diese Ergebnisse. Somit haben aeroelastische Randbedingungen kaum Auswirkungen auf die weitere Konstruktion des Leitwerks der FVA 30.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/132106/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Aeroelastische Untersuchung eines V-Leitwerks mit integrierten Antriebseinheiten
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Koch, ChristopherChristopher.Koch (at) dlr.deUNSPECIFIED
Arnold, JürgenJuergen.Arnold (at) dlr.deUNSPECIFIED
Schmidt, HaukeInstitut für Strukturmechanik und Leichtbau, RWTH AachenUNSPECIFIED
Date:2019
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Publisher:Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.
Status:Published
Keywords:Aeroelastische Stabilität, Motorsegler, Whirl-Flattern, V-Leitwerk
Event Title:DLRK 2019 - Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress
Event Location:Darmstadt, Deutschland
Event Type:national Conference
Event Dates:30. Sep. - 02. Okt. 2019
Organizer:DGLR - Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:fixed-wing aircraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AR - Aircraft Research
DLR - Research theme (Project):L - Simulation and Validation
Location: Göttingen
Institutes and Institutions:Institute of Aeroelasticity > Aeroelastic Simulation
Deposited By: Koch, Christopher
Deposited On:06 Jan 2020 16:29
Last Modified:06 Jan 2020 16:29

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