Flattersimulation für das Nurflügelsegelflugzeug AK-X

Abstract

In dieser Arbeit ist der rechnerische Nachweis der Flatterstabilität für das Nurflügelsegelflugzeug AK-X erbracht. Die Flatterrechnung basiert auf einem vereinfachten Finite-Elemente Modell, mit welchem die Eigenschwingungsformen und Eigenfrequenzen charakterisiert wurden. Dieses wurde durch den Vergleich mit in einem Standschwingversuch gemessenen Schwingungsformen bestmöglich angepasst. Der Standschwingungsversuch fand im Mai 2025 in der Versuchshalle des Instituts für Aeroelastik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Göttingen statt. Die gemessenen Eigenschwingungsformen mit Frequenzen, Dämpfung und generalisierter Masse wurden bereitgestellt und stellen die Grundlage dieser Arbeit dar. Das FE-Modell wurde anschließend bezüglich Masse und Steifigkeit aktualisiert. Die Flatterrechnung wurde mit dem DLR-internen Programm aeflut für alle relevanten Konfigurationen durchgeführt. Es konnten Randbedingungen festgelegt werden, unter denen der für Nurflügler charakteristische Flatterfall, bei dem die Starrkörpernickmode mit der ersten elastischen Flügelbiegung gekoppelt auftritt. Außerdem wurden andere Instabilitäten in Verbindung mit den Winglets festgestellt und Gegenmaßnahmen untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse sollten am Flugzeug umgesetzt werden. Im Rahmen der Flugerprobung ist zu ermitteln, wie gut die numerische Berechnung mit den dort festgestellten Flattereigenschaften übereinstimmt.