Flugzeugentwurf
TFT-Verlag
978-3-931776-19-0 (ISBN)
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Der Autor behandelt ein Thema, das in der deutschsprachigen Literatur in dieser Form noch nicht vorhanden ist. Er geht in diesem Buch auf das ganze Spektrum des Flugzeugentwurfs für kleinere Flugzeuge ein, das vor allem für den Amateurflugzeugbauer, aber auch für Studenten der Luft- und Raumfahrt mit Sicherheit von Interesse ist.
Inhalt
Kap.ThemaSeite
1.Vorwort 1- 1
2.Einführung 2- 1
3.Formelgrößen 3- 1
4.Strömungsmechanische Grundlagen 4- 1
4.1Vorbemerkung 4- 1
4.2Die Grundgleichungen 4- 1
4.2.1KONTINUITÄTS-Gleichung 4- 1
4.2.2BERNOULLI-Gleichung (Daniel Bernoulli, 1738) 4- 2
4.2.3REYNOLDS-Zahl (Osborne Reynolds, 1842 - 1912) 4- 2
4.2.3.1Tendenz des Re-Zahl-Einflusses auf den Widerstands- und Auftriebsbeiwert
von Profilen 4- 3
4.2.4MACH-Zahl (Ernst Mach, 1838 - 1916)4- 4
4.2.5FROUDE-Zahl4- 4
4.3Zusammenfassung4- 5
5Aerodynamische Grundlagen5- 1
5.1Einleitung5- 1
5.2Grenzschicht – Allgemein5- 1
5.2.1Eigenschaften der laminaren Grenzschicht5- 2
5.2.2Eigenschaften der turbulenten Grenzschicht5- 2
5.2.3Zusammenfassung5- 2
5.3Beeinflussung der Grenzschicht5- 4
5.3.1Passive Beeinflussung der laminaren Grenzschicht5- 4
5.3.1.1"Natürliche" Laminarhaltung5- 4
5.3.1.2Passive Beeinflussung der turbulenten Grenzschicht5- 5
5.3.2Aktive Beeinflussung der Grenzschicht5- 5
5.3.2.1Beeinflussung der Grenzschicht durch Absaugung5- 5
5.3.2.2Selbsttätige Absaugung an der Flügelhinterkante5- 5
5.3.2.3Aktive Beeinflussung der Absaugung5- 6
5.3.2.4Grenzschichtbeeinflussung durch Ausblasen5- 6
6Auftrieb6- 1
6.1Allgemeines6- 1
6.2Experimentelle Bestimmung des Auftriebs und Untersuchung der
zugeordneten Strömungsvorgänge6- 1
6.3Theoretische Verfahren (Modelle) zur Berechnung des Auftriebs6- 1
6.4Aufgelöste Polare6- 3
7Widerstand7- 1
7.1Allgemeines7- 1
7.2Widerstandsbilanz7- 2
7.3Bemerkungen zu den flugphysikalischen Zusammenhängen der
Widerstandsbilanz7- 4
7.4Beschreibung der Teilwiderstände der Widerstandsbilanz7- 6
7.4.1Reibungswiderstand7- 8
7.4.2Druckwiderstand7-12
7.4.3Profilwiderstand7-12
7.4.4Induzierter Widerstand7-15
7.4.4.1Induzierter Widerstand7-15
7.4.4.2Induzierter Anstellwinkel7-16
7.4.4.3Induzierter Zusatzwiderstand durch Flügelverwindung7-17
7.4.4.4Widerstand und Fluggeschwindigkeit7-19
7.4.4.5Widerstand nicht planarer Flügel-Systeme7-21
7.4.5Trimmwiderstand7-21
7.4.6Interferenzwiderstand7-22
7.5Einfluss von Regen und Vereisung auf Aerodynamik und Flugmechanik7-24
7.5.1Einfluss von Regen7-24
7.5.2Einfluss von Eisansatz7-25
7.6Darstellung von Auftrieb und Widerstand in Polaren7-26
7.6.1Widerstandspolare7-26
7.6.2Aufgelöste Polare7-27
7.6.3Geschwindigkeitspolare7-27
7.7Methoden der Widerstandsbestimmung7-28
7.7.1Messmethoden7-28
7.7.2Rechenmethoden7-28
8Entwurf und Auslegung8- 1
8.1Einleitung8- 1
8.1.1Entwurfsgrundsätze8- 2
8.1.2Entwurfsziel8- 3
8.2Entwurfsablauf8- 5
8.2.1Zusammenfassung der Ideen und Vorstellungen8- 5
8.2.2Spezifikation8- 5
8.2.3Datensammlung8- 5
8.2.4Auftragen und Auswerten der Daten8- 6
8.2.4.1Detaillierte Ausarbeitung und Verfeinerung des Entwurfs8- 9
8.2.4.2Endgültiger Entwurf und Dokumentation8- 9
8.2.5Hauptauslegungsparameter, Geometrie und Leistungsbedarf für den ersten
Entwurf8- 9
8.2.6Wahl der Konfiguration8- 10
8.2.7Wahl der Bauweise8- 11
8.2.8Übersichtszeichnung8- 13
8.2.9Erste Gewichts-(Massen-) und Schwerpunktsrechnung8- 13
8.2.10Abschätzung/Berechnung der Flugzeugpolare und des Schubverlaufs8- 14
8.2.11Berechnung der Flugleistungen8- 15
8.2.12Berechnung der statischen Längsstabilität8- 15
8.2.13Detaillierte Ausarbeitung und Verfeinerung des Entwurfs8- 15
8.2.14Entwurfsdokumentation8- 16
8.2.15Entwurfsablaufplan8- 16
Kap.ThemaSeite
8.3Konfigurationsgruppen8- 19
8.3.1Einleitung8- 19
8.3.2Schema der Konfigurationsgruppen8- 19
8.3.3Kommentar zum Schema der Konfigurationsgruppen8- 23
8.3.4Diskussion einiger interessanter Entwurfs- und Entwicklungsbeispiele aus
Verschiedenen Bereichen der Luftfahrt8- 25
8.3.4.1Zur Enten-(Canard-)Konfigurations-Variante8- 26
8.3.4.2Zur Normal-KonfigurationsVariante8- 26
8.3.4.3Zur Doppeldecker-NormalKonfigurationsVariante8- 26
8.3.4.4Zur Endform der OV-10 A8- 26
8.3.5Spezifische Eigenschaften der Konfigurationsgruppen8- 31
8.3.5.1NORMAL-Konfiguration als Eindecker8- 31
8.3.5.2ENTEN-(CANARD)Konfiguration8- 35
8.3.5.3DREI-FLÄCHEN-Konfiguration8- 38
8.3.5.4TANDEM-Konfiguration8- 38
8.3.5.5HALL-WARREN-, JOINED-WING- und KASTENFLÜGEL-Konfigu-
ration8- 42
8.3.5.6NURFLÜGEL-Konfigurationen8- 44
8.3.6Parametrischer Vergleich der aerodynamischen Eigenschaften von Zwei-
und Drei-Flächen-Systemen8- 63
8.3.7Zusammenfassung und Hinweise zur Wahl einer Konfiguration8- 67
8.3.8Einige unkonventionelle aerodynamische Konzepte und Konfigurationen8- 68
8.4Gesamtentwurf, dessen Aspekte, Problembereiche und Möglichkeiten8- 75
8.4.1Vorwort8- 75
8.4.2Zu den Bauvorschriften und zum V-n-Diagramm8- 75
8.4.3Aspekte und Probleme von "kleinen" und "leichten" Flugzeugen8- 81
8.4.3.1Spezifische Problembereiche des KLEINEN und LEICHTEN Flugzeugs8- 81
8.4.4Aspekte und Probleme des effizienten Langsam- und Schnellflugs8- 85
8.4.5Aspekte und Problematik der Aerolastik8- 91
8.4.5.1Ursachen des Flatterns bzw. der Neigung zum Flattern8- 92
8.4.5.2Maßnahmen zur Flattervorbeugung8- 93
8.4.6Aspekte der Flügelhochlage8- 97
8.4.6.1Hochdecker8- 97
8.4.6.2Mitteldecker8- 98
8.4.6.3Tiefdecker8- 98
8.4.6.4Doppeldecker8- 99
8.4.6.5Grundsatzuntersuchungen zum Einfluss der Flügelhochlage auf die Polare8-100
8.4.7Aspekte und Probleme des Rumpf-Flügel-Übergangs, der Querschnitts-
verteilung und der bespülten Oberfläche8-105
8.4.7.1Aspekte des Widerstandsverhaltens8-105
8.4.7.2Querschnittsverteilung und bespülte Oberfläche des Rumpfes8-106
8.4.8Aspekte der Propeller- und Triebwerks-Anordnung8-111
8.4.8.1Einbauwirkungsgrad des Propellers8-111
8.4.8.2Direkte Effekte des Propellers8-112
8.4.8.3Indirekte Effekte des Propellers8-112
8.4.8.4Zusammenfassung der Eigenschaften von Zug- und Druckpropelleranord-
nungen8-113
8.4.9Modelle und Attrappen als Entwurfshilfen8-119
8.4.9.1Stationäre Modelle8-119
Kap.ThemaSeite
8.4.9.2Fliegende Modelle8-121
8.4.9.3Zu den Modellen8-121
8.4.9.4Zum Modellbau8-122
8.4.9.5Die "Flugerprobung" der Modelle8-122
8.4.9.6Das Anschauungsmodell8-122
8.4.9.7Die Attrappe und das Detailfunktionsmodell8-123
8.4.10Zu den Zusammenhängen und Einflüssen der Entwurfsgrößen und
Aerodynamik, Stabilität, abhängigen geometrischen Größen und die
Komponenten-Gewichte (-Massen)8-131
8.4.10.1Flügelstreckung = b²/s8-131
8.4.10.2Flügelzuspitzung la/li8-132
8.4.10.3Flügelpfeilform 258-132
8.4.10.4Flügel-Profilwölbung f8-133
8.4.10.5Relative Profildicke d/l des Flügels8-133
8.4.10.6Flügel-V-Form8-133
8.4.10.7Flügelhochlage, generell8-134
8.4.10.8Freitragender Flügel8-134
8.4.10.9Abgestrebter Flügel8-135
8.4.10.10Verspannte Flügel8-135
8.4.10.11Flügelhochlage und Längsstabilität8-136
8.4.10.12Höhenleitwerkshebelarm rH8-136
8.4.10.13Seitenleitwerkshebelarm rS8-136
8.4.10.14Relative Rumpfdicke D*/LR8-136
8.4.10.15Zusammenfassung der Entwurfsgrößen und ihrer gegenseitigen Einflüsse8-136
8.4.10.16Flugeigenschaften8-137
8.4.11Entwurfsdaten und Parameter8-141
8.4.11.1Sehr kurze Startstrecken8-141
8.4.11.2Große Steiggeschwindigkeiten8-141
8.4.11.3Große Maximalgeschwindigkeiten8-142
8.4.11.4Sehr kleine Landestrecken8-142
8.4.11.5Flugphasen und Parameter-Statistiken8-143
8.4.11.6Zusammenfassung8-145
8.4.11.7Geometrische Entwurfsdaten8-146
8.4.11.8Geometrische Entwurfsdaten der anderen Konfigurationen8-148
8.4.11.9Darstellung der Form-, Parameter- und Leistungsentwicklung anhand der
Verschiedenen Flugzeugkategorien der Bauvorschriften8-152
8.5Komponentenentwurf und -auslegung8-173
8.5.1Tragflügel8-173
8.5.1.1Allgemeines zur Flügelauslegung8-173
8.5.1.2Bestimmung der Flügelfläche8-177
8.5.1.3Wahl der Flügelform8-177
8.5.1.4Wahl des Flügelprofils8-195
8.5.1.4.1"Turbulenz"- oder "Laminar"-Profil8-196
8.5.1.4.2Profildicke8-196
8.5.1.4.3Profilwölbung8-197
8.5.1.4.4Profile für Nurflügel-Flugzeuge8-198
8.5.1.5Endscheiben, Winglets, besondere Randbogenformen8-208
8.5.1.5.1Prinzipielle Funktion von Endscheiben, Winglets und besonderen Rand-
bogenformen8-208
8.5.1.5.2Besondere Randbogenformen8-211
8.5.1.5.3Variable Flügelenden8-213
8.5.1.6Flügel-Endkanten-, Nasen-Klappen und Vorflügel als Auftriebshilfen8-219
8.5.1.6.1Zu den spezifischen Eigenschaften der verschiedenen Klappen8-221
8.5.1.7Ruder, Spoiler und Bremsklappen8-237
8.5.1.7.1Ruder allgemein8-237
8.5.1.7.2Querruder8-237
8.5.1.7.3Spoiler8-238
8.5.1.7.4Bremsklappen8-239
8.5.2Höhenleitwerk8-247
8.5.2.1Allgemeines zur Höhenleitwerksfunktion8-247
8.5.2.2Gesamtauslegung8-247
8.5.2.3Höhenleitwerksstreckung8-248
8.5.2.4Ruderauslegung8-250
8.5.3Seitenleitwerk8-259
8.5.3.1Allgemeines zur Seitenleitwerksfunktion8-259
8.5.3.2Gesamtauslegung8-259
8.5.3.2V-Leitwerk8-260
8.5.4.Rumpf8-263
8.5.4.1Gesamtauslegung8-263
8.5.4.2Cockpit-/Kabinenauslegung8-263
8.5.4.3Rumpfentwurf8-264
8.5.4.4Äußere Triebwerksaerodynamik8-268
8.5.4.5Innere Triebwerksaerodynamik8-270
8.5.5Fahrwerk8-283
8.5.6Propellerauslegung8-289
8.5.6.1Vorbemerkung8-289
8.5.6.2Zur Aerodynamik und Physik des Propellers8-289
8.5.6.3Blatt-Geometrie8-290
8.5.6.4Propellerauslegung8-292
8.5.6.5Sonderformen des offenen Propellers8-294
8.5.6.5.1Propeller mit "Proplets"8-294
8.5.6.5.2Bi-Propeller8-294
8.5.6.5.3Mantel-Propeller und Vielblattpropeller8-294
8.5.6.6Propellerlärm8-295
8.5.6.7Einfluss von Eisansatz auf den Propellerwirkungsgrad8-295
8.6 Gewichts-(Massen-)Statistik und einige Hinweise zum Strukturaufbau
kleiner Flugzeuge8-309
8.7Schwerpunktbestimmung8-333
9 Praktische Entwurfsaerodynamik (analytische und vergleichende Ver-
fahren)9- 1
9.1Allgemeines zum Problem der Widerstandsbestimmung9- 1
9.2Abschätzung des Nullwiderstands nach dem analytisch-additiven Ver-
fahren9- 1
9.3Rückrechnung des Nullwiderstands ausgeführter Flugzeuge über die
Leistungsangaben der Hersteller und Vergleich mit dem eigenen Ent-
wurf9- 18
9.4Abschätzung des Null- oder Minimalwiderstands mit dem CWo·S/O-
Verfahren für Entwurfszwecke9- 20
9.5Verfahren zur Abschätzung/Berechnung des anstellwinkel- bzw. auf-
triebsabhängigen Widerstands9- 31
9.5.1Vorbemerkung9- 31
9.5.2Zum Verfahren9- 31
9.6Polaren ausgeführter Flugzeuge9- 32
9.6.1Generelles9- 35
9.6.2Zu den Abbildungen9- 35
9.6.3Zum OSWALD-Faktor e9- 36
9.6.4Zu den Einzeldarstellungen9- 37
10Flugmechanik10- 1
10.1Flugleistung10- 1
10.1.1Grundlagen der Flugleistungsrechnung10- 1
10.1.2Leistungsgleichungen10- 4
10.1.3Startstrecke10- 7
10.1.4Landung10- 8
10.1.5Reichweite und Flugdauer10- 9
10.1.6Besondere Punkte der Widerstandskurve über der Fluggeschwindigkeit10- 9
10.2Flugeigenschaften10 17
10.2.1Allgemeines zu den Flugeigenschaften10-17
10.2.1.1Zur Entwicklung der Flugeigenschaften10-17
10.2.1.2Zu den Flugeigenschaften10-17
10.2.1.3Grundsätzliches zur Flugmechanik und den Flugeigenschaften10-18
10.2.2Längsstabilität10-20
10.2.2.1Grundlage der Längsstabilität10-20
10.2.2.2Definition der Längsstabilitätsgradienten10-21
10.2.2.3Einfluss des Abwinds auf die statische Längsstabilität10-21
10.2.2.4Bestimmung (Berechnung) der Längsstabilität10-22
10.2.2.5Einfluss der Propellerposition in X-Richtung10-22
10.2.2.6Einfluss der Flügelhochlage auf die Längsstabilität10-23
10.2.3Quer- und Seitenstabilität10-33
10.2.3.1Querstabilität10-33
10.2.3.2Seitenstabilität (Windfahnenstabilität)10-34
10.2.3.3Wechselwirkung zwischen Quer- und Seitenbewegung10-35
10.2.4Trudeln10-39
10.2.5Steuerbarkeit und Beurteilung der Flugeigenschaften10-43
10.2.5.1Zur Steuerbarkeit10-43
10.2.5.2Zur Trimmbarkeit10-45
10.2.5.3Abschließende Bemerkungen zur Stabilität und Steuerbarkeit10-45
10.2.6Zur Beurteilung der Flugeigenschaften10-47
11Abbildungsverzeichnis11- 1
12Literaturverzeichnis12- 1
13Schlagwortverzeichnis13- 1
| Reihe/Serie | Neue flugtechnische Reihe ; 4 |
|---|---|
| Verlagsort | Fürstenfeldbruck |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 210 x 295 mm |
| Gewicht | 1400 g |
| Einbandart | Paperback |
| Themenwelt | Technik ► Luft- / Raumfahrttechnik |
| Schlagworte | Aerodynamik • anstellwinkelabhängiger Widerstand • Auslegungsparameter • Entwrufsablauf • Entwurfssystematik • Flugmechanik • HC/Technik/Luftfahrttechnik, Raumfahrttechnik • Komponentenentwurf • Nullwiderstand • Propellerauslegung • Schubverlauf • strömungsmechanische und aerodynamische Grundlagen |
| ISBN-10 | 3-931776-19-0 / 3931776190 |
| ISBN-13 | 978-3-931776-19-0 / 9783931776190 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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