Tafelbildern "Fugmechanik mit Labor"

Direkter Zugang zu allen Bildern über ein detailliertes Inhaltsverzeichnes

Author: Dieter Scholz, HAW Hamburg

Mit dem Quelltext dieser Seite können Sie sich den gleichen Zugang zu den Tafelbildern auf Ihrer eigenen Festplatte einrichten, wie auf dieser Seite im WWW. Dazu gehen Sie bitte eine Ebene zurück auf Tafelbilder "Fugmechanik" und speichern dort den Quelltext von dieser Seite indem Sie auf den Link zu dieser Seite "Inhaltsverzeichnis aller Tafelbilder" mit der rechten Maustaste klicken und "Link speichern unter ..." (oder ähnlich) auswählen.

1 Einleitung (Allg. Hinweise, ISA, Höhenskalen, Geschwindigkeiten, Temperaturen)
1-1 Flugmechanik 1
1-2 Inhaltsverzeichnis
1-3 Einleitung / allgemeine Hinweise, Achsen und Bewegungen
1-4 Aufteilung Längs-/Seitenbewegung
1-5 Vorgenommene Vereinfachungen
1-6 ISA, Troposphäre, Stratosphäre
1-7 Herleitung von Berechnungsgleichungen für die ISA
1-8 p/p0
1-9 ρ/ρ0, Definitionen δ, σ, ϴ
1-10 Gleichungen für die Stratosphäre
1-11 Geopotentielle Höhe: Definition
1-12 Geopotentielle Höhe: Formel
1-13 Höhenskalen und -bezugswerte (QNH, QFE, FL)
1-14 Anzeigen im Cockpit: basic-T
1-15 Höhenmessereinstellungen (QNH, QFE)
1-16 Rechnen bei Nicht-ISA-Bedingungen, Δh
1-17 Beispielrechnung (1hPa => 30ft)
1-18 Definition von Geschwindigkeiten (IAS, CAS, EAS, TAS, GS bzw. VI, VC, VE, V, VG)
1-19 Herleitung der Umrechnung V=VE/Wurzel(σ), Faustformel VC => V
1-20 Beispielrechnung mit Faustformel
1-21 Weitere Faustformeln, Temperaturmessung im Flug: T, TI, TT
1-22 Umrechnung TI => T (recovery factor)
2 Definitionen und aerodynamische Grundlagen
2-1 Größenbezeichnungen am Profil
2-2 Größenbezeichnungen am Flügel
2-3 Definition MAC (mittlere aerodynamische Flügeltiefe), Zuspitzung (taper ratio)
2-4 Streckung, Pfeilung, Pfeilwinkel
2-5 V-Form, Verwindung, Flächenbelastung, Schub-Gewichtsverhältnis, Einstellwinkel
2-6 Das Flugmechanische Koordinatensystem, Roll-/Hänge-, Nicklagewinkel, Kurs, Schiebewinkel
2-7 Ruderausschläge
2-8 Aerodynamische Grundlagen (Auftriebsbeiwert, Klappenausschlag)
2-9 Umrechnung in Kräfte, Gleitzahlen
3 Widerstand und Leistung
3-1 Zusammensetzung des Widerstandes
3-2 Widerstandspolare, Oswaldfaktor
3-3 Minimaler Widerstand, maximale Gleitzahl
3-4 Standardwerte für die Berechnung von CL,md und Emax
3-5 Darstellung E=f(CL)
3-6 Herleitung Widerstandsformel D = Av2+Bv-2
3-7 Minimaler Widerstand, dazugehörige Geschwindigkeit
3-8 Leistung im Reiseflug, Propellerwirkungsgrad
3-9 Vergleich der Verkehrsträger hinsichtlich des Vortriebwiderstandes - Einleitung
3-10 Luftschiff und Flugzeug
3-11 Auto, LKW, Bus, Zug: Rad/Boden oder Rad/Schiene
3-12 Vergleich Flugzeug/Auto/Eisenbahn
3-13 Schiff - Grundlagen
3-14 Schiff - Erste Einschätzung
4 Triebwerke
4-1 Nebenstromverhältnis λ
4-2 Schub beim Start/im Reiseflug
4-3 (spezifischer) Kraftstoffverbrauch
4-4 Propellertriebwerke, Erfahrungsformel für Wellenleistung PS
4-5 Darstellung Wellenleistung über Höhe
4-6 Idealisierter Propellerwirkungsgrad ηPi
4-7 Wirklicher Propellerwirkungsgrad, Fortschrittsgrad J
4-8 Gesamt-Propellerwirkungsgrad des Festpropellers
4-9 Diagramm zu 4-8
4-10 Diagramm Propellerwirkungsgrad für variable Pitch Propeller
4-11 Beispiel-Diagramme zu 4-10
4-12 Berechnung des Wirkungsgrades für einen Verstellpropeller, Belastung des Propellers, Kraftstoffverbrauch
4-13 Turboprop Triebwerke, äquivalente Leistung
4-14 Leistungsvariation mit Machzahl und Flughöhe
5 Horizontal-, Steig- und Sinkflug
5-1 Koordinatensystem, Winkel
5-2 Annahmen und Vereinfachungen
5-3 Horizontalflug, minimaler Widerstand/Leistung
5-3a (Herleitung)
5-3b Dazugehörige Beiwerte, Gleitzahlen
5-3c Vergleich Widerstand und Leistung
5-4 Jet: V = f(T)
5-4a Grafik: Jet: T, D, V = f(T)
5-5 Prop: V = f(P)
5-5a Grafik: Prop: T, D, V = f(T)
5-6 Horizontalflug mit Vertikalbeschleunigung: Looping
5-7 Maximal zugelassene Lastvielfache
5-8 Steigflug, 3 Arten
5-9 Bahnneigungswinkel, Steigrate
5-10 Unterschiede zwischen Bahnneigungswinkel und Steigrate in der Praxis
5-11 Max. Bahnneigungswinkel für Jet
5-11a Grafik: Jet: T, D, max. Bahnneigungswinkel
5-12 Max. Steigrate für Jet
5-12a Grafik: Jet: T, D, max. Steiggeschwindigkeit
5-13 Max. Steigrate für Prop
5-13a Grafik: Prop: T, D, max. Steiggeschwindigkeit
5-14 Max. Bahnneigungswinkel für Prop
5-15 Zusammenfassung: Steigflug
5-16 Sinkflug
5-17 Gleitflug
5-18 Sinkrate im Gleitflug
5-19 Geschwindigkeitspolare
5-20 Steigen und Sinken mit Windeinfluss
5-21 Vereinfachte Berechnung der Steigzeit
5-22a Umrechnung von Höhe auf Steiggeschwindigkeit. Vorbereitung zur Integration der Steigzeit.
5-22b Integration und Basisgleichungen: t = f(VV) (1) sowie t = f(h) (2)
5-22c Generische Betracthung: t = f(VV) (1)
5-22c-Plot Plot: t = f(VV) (1)
5-22d Generische Beracthung: t = f(h) (2)
5-22d-Plot Plot: t = f(h) (2)
5-22e Generische Betracthung: VV = f(t) (1-mod)
5-22e-Plot Plot: VV = f(t) (1-mod)
5-22f Generische Beracthung: h = f(t) (2-mod)
5-22f-Plot Plot: h = f(t) (2-mod)
5-22g Eingaben zur Berechnung der Steigzeit: habs und VV0 (1 von 2)
5-22h Eingaben zur Berechnung der Steigzeit: habs und VV0 (2 von 2)
5-23 Gipfelhöhe (verschiedene Beschränkungen)
5-24 Definition von Gipfelhöhen
5-25 Vereinfachte Berechnung der Gipfelhöhe
5-26 Gipfelhöhe des Props am Kolbenmotor
6 Kurvenflug und überzogener Flugzustand
6-1 Drehrate = Kreisfrequenz
6-2 Definition des Lastvielfachen, Lastvielfache im Kurvenflug
6-3 Überzogener Flugzustand im Kurvenflug
6-4 Überziehgeschwindigkeiten-Verhältnisse (n, Dichte, CL,max, Hängewinkel)
6-5 Gleichungen zum Kurvenflug (n, v, r, Ω)
6-6 Aufgelöste Gleichungen
6-7 Wie eng kann eine Kurve geflogen werden? Diagramm r über n
6-8 Anwendung des minimalen Kurvenradius
6-9 Welche maximale Drehrate kann erreicht werden?
6-10 Diagramm Ω über v
6-10a Ωmax und vmax)
6-11 Erforderlicher Schub im Kurvenflug
6-12 Geringster Widerstand/Leistung im Kurvenflug
7 Reichweite und Höchstflugdauer
7-1 Definition
7-2 Berechnung des Kraftstoffmassenstroms, Vergleich Jet/Prop
7-3 Integration zur Berechnung der Reichweite (Jet), Breguet-Faktor
7-4 Breguetsche Reichweitengleichung
7-4a Reichweite und Höchstflugdauer eines Batterie-Flugzeugs
7-4b Electric Flight: Max. Range (1)
7-4c Electric Flight: Max. Range (2)
7-4d e-Genius überquert die Alpen - 365 km mit einer Batteriefüllung
7-4d.pdf
7-4e Perspectives for Future Batteries
7-4f Spezifische Energie in Wh/kg
7-4g Schlußfolgerungen zur Batterietechnologie
7-5 Übersicht Berechnungsarten
7-6 Mögliche Optimierungen (Verbrauch, Kosten)
7-7 Vereinfachte Berechnung der besten Flugbedingungen
7-8 Optimale Geschwindigkeit für die Reichweite des Jet, CL, Gleitzahl
7-8a Optimale Bedingungen für den Jet, (D/V)min: Herleitung von CL,opt, CDi,opt, Eopt, Dopt
7-9 Optimaler Reiseflug (step climb)
7-10 Flugzeugmasse, Nutzlast und Reichweite
7-11 Nutzlast-Reichweiten-Diagramm
7-11a Spezifische Reichweite (SAR)
7-12 Nutzlast-Reichweiten-Diagramm: Eigentlich keine Geraden ...
7-13 Das erweiterte Nutzlast-Reichweiten-Diagramm (Gross Weight Range Diagram)
7-13a Gross Weight Range Diagram (TU Berlin)
8 Start und Landung
8-1 Überschrift
8-2 Berechnung der Startrollstrecke
8-3 Lösungsansätze zur Integration
8-4 Mittlere Geschwindigkeit, Bodeneffekt
8-5 Rollreibung, optimaler Anstellwinkel beim Start, Abschätzgleichung
8-6 Übergangsflugstrecke (screen height)
8-7 Fallunterscheidung
8-8 Sicherheitsstartstrecke
8-9 V1 => balanced field length
8-10 Hinweise aus der Praxis, unbalanced field length
8-11 Vorgeschriebene minimale Steiggradienten
8-12 Geschwindigkeiten beim Start (VMCG, VMCA, V1)
8-13 Geschwindigkeiten beim Start (VR, V2, VMU, VMBE, Vmax,tire, VLOF)
8-14 Übersicht über die Geschwindigkeiten
8-15 Berechnen der Landestrecke
8-16 Abschätzungen
8-17 Gleichung für die Landestrecke
8-18 Sicherheitslandestrecke
9 ---
10 Lasten, V-n-Diagramm, zulässiger Flugbereich
10-1 Definitionen, Limit Load, Ultimate Load
10-2 V-n-Diagramm
10-3 Manöverlastdiagramm, maximale Lastvielfache (CS-25)
10-4 Maximale Lastvielfache CS-23
10-5 Böenlastdiagramm (CS-23)
10-5a Herleitung: Das Lastvielfache durch eine Böe
10-6 Zeichnung des Böenlastdiagramms
10-7 Flugbereichsgrenzen (Flight Envelope)
10-8 Schüttelgrenze (Buffet Onset Boundary)
11 Statische Stabilität der Längsbewegung (Grundlagen)
11-1 Gleichgewichtszustände (stabil, indifferent, instabil)
11-2 Dynamische Stabilität (Betrachtung der Amplitude)
11-3 Beispiele aus dem Flugpraktikum
11-4 Freiheitsgrade
11-5 Koordinatensystem, Anmerkungen
11-6 Vereinfachende Annahmen zur Berechnung der statischen Stabilität
11-7 Kriterien für Gleichgewicht und statische Stabilität, MAC bei Trapezflügeln
11-8 Beispiel statisch (in)stabil bzgl. Längsbewegung (CM,CG über CL)
11-9 Erläuterung zu den Beispielen
11-10 Beispiele indifferentes Verhalten, Austrimmen auf unterschiedliche CL
11-11 Wann ist ein Flugzeug ausgetrimmt?
11-12 Neutralpunkt eines Profils (aerodynamic center)
11-13 Herleitung Formel für CM,CG
11-14 Definitionen: (modifizierter) Leitwerksvolumenbeiwert
11-15 2 Bedingungen für statische Längsstabilität
11-16 Beispiele zur Stabilität (Nurflügler, Drachen)
11-17 Entenflugzeug
11-18 Neutralpunkt des Flugzeugs (neutral point)
11-19 Erläuterung Neutralpunkt, Stabilitätsreserve
12 Statische Stabilität der Längsbewegung bei festem und losem Ruder
12-1 Begriffsbestimmungen
12-2 Anstellwinkel, zero lift line, Anstellwinkel des Höhenleitwerks
12-3 Auftriebsbeiwert des Höhenleitwerks, Scharniermoment
12-4 Scharniermomentenbeiwert
12-5 Festes Ruder / loses Ruder
12-6 Zusammenfassung
12-7 Neutralpunkt und Stabilitätsreserve bei festem/losem Ruder
12-8 Austrimmen des Flugzeugs
12-9 Höhenruderwinkel bei losem Ruder
12-10 Stabilität und Knüppelkraft
13 Statische Längsbewegung in Flugmanövern
13-1 Abfangen
13-2 Unterschiede zum stationären Horizontalflug
13-3 Berechnungen dazu
13-4 Auswirkung der Dämpfung auf die Stabilität
13-5 Herleitung des Manöverpunktes (festes Ruder)
13-6 Manöverpunkt bei festem Ruder
13-7 Manöverpunkt bei losem Ruder
13-8 Änderung der Manöverstabilität mit der Flughöhe
13-9 Knüppelkräfte
13-10 Kurvenflug
13-11 Vergleich Abfangen - Kurvenflug
13-12 Beispielaufgabe
13-13 (Fortsetzung Beispielaufgabe)


STAND:  17. 12. 2017
AUTOR:  Prof. Dr. Scholz
E-Mail-Adresse
home  Prof. Dr. Scholz
home  Aircraft Design and Systems Group (AERO)
home  Studiengang Flugzeugbau
home  Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
home  Fakultät Technik und Informatik
home  HAW Hamburg
IMPRESSUM (PDF)