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Berechnung aerodynamischer Beiwerte zur Flugleistungssimulation hochfliegender solarelektrischer Plattformen

Hassenstein, Johannes (2023) Berechnung aerodynamischer Beiwerte zur Flugleistungssimulation hochfliegender solarelektrischer Plattformen. DLR-Interner Bericht. DLR-IB-FT-BS-2023-25. Bachelor's. TU Braunschweig. 68 S.

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13MB

Abstract

Für die Projektplanung und Entwicklung eines solarelektrischen Stratosphären-Flugzeuges sind konfigurationsspezifische Parameter sowie Einsatzgrenzen festzustellen und zu analysieren. Essentiell sind dabei Missionssimulationen, in denen entsprechende Größen bestimmt und getestet werden können. Der Übergang in ein mathematisches bzw. numerisches Modell ist dabei vorteilhaft um Vorhersagen über Flugleistungen und Effizienz treffen zu können. Im Rahmen der Arbeit „Berechnung aerodynamischer Beiwerte zur Flugleistungssimulation hochfliegender solarelektrischer Plattformen“ wird die Simulationsumgebung für das Projekt High Altitude Platform (HAP) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) aufgearbeitet und hinsichtlich der Flugzeug-Aerodynamik angewandt. Aufbauend auf der Beschreibung vergleichbarer Projekte und dem aktuellen Stand der Solar- und Batterietechnik werden die wichtigsten Einsatzparameter, wie z.B. Sonnen- und Atmosphären-Einflüsse, sowie die Flugzeug-Aerodynamik in ihren grundlegenden Zügen erläutert. Nach der Durchführung, in der der verwendete Programmierstil (Objektorientierte Programmierung) sowie die Aerodynamik-Simulationsprogramme (Drela XFOIL und Drela AVL) und ihre Matlab-Umgebungen erklärt und schrittweise analysiert werden, folgt die Auswertung der Simulationsausgaben. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Auftragung von Auftriebs- über Widerstandskräften einzelner Flügelprofile und die Verteilung von aerodynamischen Kennzahlen über die Breite bzw. Länge einzelner Strukturelemente für das Projekt HAP. Ein abschließender Vergleich zu dem älteren NASA-Projekt Pathfinder (1981) führt letztlich zu einem Ausblick und möglichen Optimierungsansätzen.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/202968/
Document Type:Monograph (DLR-Interner Bericht, Bachelor's)
Title:Berechnung aerodynamischer Beiwerte zur Flugleistungssimulation hochfliegender solarelektrischer Plattformen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iDORCID Put Code
Hassenstein, JohannesUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:2023
Open Access:No
Number of Pages:68
Status:Published
Keywords:Solarelektrische Höhenflugzeuge; Vortex Lattice Methode; Beiwerte
Institution:TU Braunschweig
Department:Fakultät für Maschinenbau
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Components and Systems
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L CS - Components and Systems
DLR - Research theme (Project):L - Aircraft Systems
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Flight Systems
Institute of Flight Systems > Safety Critical Systems&Systems Engineering
Deposited By: Bierig, Andreas
Deposited On:01 Mar 2024 10:38
Last Modified:01 Mar 2024 10:38

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