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High Aspect-Ratio Composite Wing Aerostructural Optimisation of a Short-Medium Range Aircraft

Pacheco, Luís und Volle, Fabian und Petersson, Ögmundur und Marta, A. C. (2025) High Aspect-Ratio Composite Wing Aerostructural Optimisation of a Short-Medium Range Aircraft. AeroBest 2025, 2025-04-22 - 2025-04-25, Lisboa, Portugal.

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Kurzfassung

A key pathway towards climate-neutral aviation lies in the adoption of high aspect-ratio wings, which reduce lift-induced drag. A recently developed high-fidelity multidisciplinary design optimisation framework, incorporating DLR's aerodynamic TAU solver and Airbus' structural Lagrange solver, is used for the aeroelastic structural sizing optimisation of two high aspect-ratio composite medium-range transport aircraft wings. Three distinct objective functions are considered: i) the classical minimisation of mass, ii) the maximisation of aerodynamic efficiency, and iii) the maximisation of Breguet range. A gradient-based algorithm with direct sensitivity analysis is used. The design variables include structural sizing parameters such as the thickness or cross-sectional area of the skin, spars, and stringers. Constraints reflect industry requirements, encompassing structural strength, buckling stability, and manufacturing criteria. For the objective functions and design points analysed, the findings highlight the advantages of high aspect ratio wings in reducing drag and improving aerodynamic efficiency, despite the increase in structural weight. Optimising for Breguet range results in a trade-off between structural and aerodynamic efficiency, demonstrating the benefits of considering a multidisciplinary performance-based objective for structural sizing in the preliminary design phase.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214152/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:High Aspect-Ratio Composite Wing Aerostructural Optimisation of a Short-Medium Range Aircraft
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pacheco, Luísluis.miguel.martins.pacheco (at) tecnico.ulisboa.ptNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Volle, Fabianfabian.volle (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-2997-3710NICHT SPEZIFIZIERT
Petersson, Ögmunduroegmundur.petersson (at) airbus.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marta, A. C.Instituto Superior Técnico, Universidade de LisboaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 April 2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:Multidisciplinary Design Optimisation, Structural Sizing, Composite High Aspect-Ratio Wings, Breguet Range, Aerodynamic Efficiency
Veranstaltungstitel:AeroBest 2025
Veranstaltungsort:Lisboa, Portugal
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:22 April 2025
Veranstaltungsende:25 April 2025
Veranstalter :ECCOMAS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Flugzeug und Validierung
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > CASE, BS
Hinterlegt von: Volle, Fabian
Hinterlegt am:22 Mai 2025 08:53
Letzte Änderung:23 Mai 2025 12:36

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