Vorlesung Flugmechanik
Flugmechanik wird in in zwei Vorlesungen gelehrt:
- Die Hauptvorlesung (4 SWS) "Flugmechanik, FM" (früher: "Flugmechanik mit Labor, FML"; davor: "Flugmechanik 1") gehört zum Bachelor Flugzeugbau, Studienschwerpunkt "Entwurf und Leichtbau"
und wird ergänzt durch den Laborteil "LFB L" (2 SWS) in dem die Themen "Flugerprobung" und "Professionelles Fliegen" behandelt werden.
- Eine Einführung - FPR-FM - (1 SWS) innerhalb der Vorlesung "Flugzeugprojekt" gehört zum Bachelor Flugzeugbau, Studienschwerpunkt "Kabine und Kabinensysteme".
Diese Seite dient im Prinzip beiden Vorlesungen. Beschrieben wird aber die Hauptvorlesung. Klausuren und Lösungen sind aber auch zu FPR-FM abgelegt.
Inhaltsverzeichnis
Auf dieser Seite:
Aktuelles
Basisdaten
Lernziele
Inhalt
Auf weiteren Seiten:
Homepage des Labors LFB L
Material zur Vorlesung
Klausuren und Lösungen
Aktuelles
Inhaltlich verbunden mit der Vorlesung Flugmechanik, aber organisatorisch separat gibt es das Labor - LFB L.
In LFB L geht es um die Themen Flugerprobung und professionelles Fliegen (IFR).
Alle weiteren Informationen auf der Seite zum Labor im Flugzeugbau – LFB L.
Dienstag, 22.10.2024, 08:30 in BT9-203 ist der erste Termin im Labor. Dies ist ein Pflichttermin!
Anmeldung zur Vorlesung und zum Labor: Anmeldeseite zu den Vorlesungen.
Keine Vorlesung FM am Mittwoch, 09.10.24. Kompensation: PSL.
Der Besuch der Abendvorträge aus dem Praxis-Seminar Luftfahrt (PSL) ist Bestandteil der Vorlesung und wird geprüft!
Hinweise zur Prüfung
- Dauer der Klausur:
Die Dauer der Klausur beträgt 180 Minuten.
- Art der Ausführung und zugelassene Hilfsmittel der Klausur:
Die Klausurarbeit besteht aus zwei Teilen:
- Im ersten Teil der Klausur werden insbesondere "Kenntnisse" entsprechend den
Lernzielen geprüft.
In diesem ersten Teil der Klausur sind keine Hilfsmittel erlaubt (auch kein Taschenrechner).
Nach Abschluß des ersten Teils der Klausurarbeit werden die Antwortblätter
eingesammelt. Die Dauer des ersten Teils der Klausur wird spätestens zu Beginn
der Klausur mitgeteilt.
- Im zweiten Teil der Klausurarbeit werden die weiteren
Lernziele geprüft.
In diesem zweiten Teil der Klausur sind alle Hilfsmittel erlaubt,
die im Ingenieurwesen üblich sind und andere Teilnehmer der Klausur nicht stören.
Bitte bringen Sie mit zur Prüfung:
- ihren Studierendenausweis,
- ein Wörterbuch Englisch-Deutsch.
Allgemeine Hinweise zur Klausur-Rückgabe: Die Rückgabe erfolgt in
Haus D, 2. Stock, Raum 217.
Bitte beachten Sie auch die
Spielregeln zur Organisation der Klausur-Rückgabe.
Basisdaten
Die Vorlesung Flugmechanik, FM zusammen mit dem Labor, LFB L sind zwei inhaltlich verbundene Pflichtveranstaltungen im Hauptstudium des Studienganges Flugzeugbau
(Studienschwerpunkt: Entwurf und Leichtbau) an der HAW Hamburg.
- Kurzzeichen:
- FM (Flugmechanik)
- Umfang:
- 4 SWS im 5. Semester des BEng Flugzeugbau, Schwerpunkt Entwurf und Leichtbau (BFL5 L+E)
In Verbindung mit:
- Kurzzeichen:
- LFB L (Labor Flugzeugbau "Luft")
- Umfang:
- 2 SWS im 5. Semester des BEng Flugzeugbau, Schwerpunkt Entwurf und Leichtbau (BFL5 L+E)
Lernziele der Vorlesung
- Kenntnis ...
- ... von Bezeichnungen und Parametern der Flugmechanik in deutscher und englischer Sprache,
- ... formelmäßiger Zusammenhänge und Abhängigkeiten der Flugmechanik,
- ... die Grundlagen der Flugerprobung.
- Entwickeln der Fertigkeit ...
- ... (entsprechend dem Vorlesungsinhalt) Flugleistungs- und Flugeigenschaftsrechnungen durchzuführen und mit Hilfe weiterführender Literatur die Rechnungen zu detaillieren.
Inhalt der Vorlesung
Buchempfehlung zur Vorlesung:
Trevor M. Young: "Performance of the Jet Transport Airplane : Analysis Methods, Flight Operations, and Regulations"
Onlinezugang an der HAW Hamburg (oder über VPN): https://katalog.haw-hamburg.de/vufind/Record/895341433
- Teil 1: Flugleistungen
- Internationale Standardatmosphäre, Machzahl, Fluggeschwindigkeiten
- Aerodynamische Grundlagen
- Widerstand, Polare, Gleitzahl, Geschwindigkeiten geringsten Widerstands und geringster Leistung
- Triebwerksschub und Triebwerksleistung, Propellerwirkungsgrad, Kraftstoffverbrauch
- Horizontalflug, Steig-, Sink- und Gleitflug
- Maximale Flughöhe und maximale Fluggeschwindigkeit
- Überzogener Flugzustand
- Kurvenflug
- Reichweite und Flugdauer
- Start- und Landung
- Lasten im Flugzeugschwerpunkt
- Manöverlasten aus stationärem Abfangen und Kurvenflug
- Böenlasten aus Vertikalböen
- V-n-Diagramme und Zulassungsvorschriften
- Teil 2: Flugeigenschaften (je nach verbleibender Unterrichtszeit)
- Statische Stabilität der Längsbewegung bei festem und losem Ruder, Längssteuerung
- Flugzeugneutralpunkte, Stabilitätsreserven
- notwendiger Ruder- und Trimmklappenwinkel
- Knüppelkräfte
Die Vorlesung Flugmechanik wird durchgeführt basierend auf dem
Flugmechanik-Skript der
University of Limerick.
Autor des Skripts ist Prof. Dr. Trevor Young.
Inhaltsverzeichnis zum Skript
i Nomenclature
ii Standard Data
iii Conversion Factors
Part 1 Aircraft Performance
1 Introduction to Flight Mechanics and the ISA
1.1 Introduction
1.2 The Atmosphere
1.3 Winds and Gusts
1.4 Mach Number and Flight Speeds
2 Definitions, Background and Aerodynamic Fundamentals
2.1 Notation and Definitions
2.2 Sign Convention
2.3 Aerodynamic Forces and Moments
2.4 Controls for Pitch, Roll and Yaw
2.5 High Lift Devices
3 Aircraft Drag and Drag Power
3.1 Introduction
3.2 Aircraft Drag
3.3 Lift/Drag Ratio
3.4 Minimum Drag
3.5 Minimum Power
3.6 Dependence of Parameters on Airframe Geometry, Weight and Altitude
3.7 Summary of Performance Expressions based on the Parabolic Drag Polar
4 Powerplant Performance
4.1 Introduction
4.2 Turbo-jet
4.3 Turbo-prop
4.4 Piston-propeller
5 Level, Climbing and Descending Flight
5.1 Equations of Motion
5.2 Performance in Level Flight
5.3 Performance in Climbing Flight
5.4 Ceiling (Maximum Altitude)
5.5 Maximum Level Speed
5.6 Performance in Descending (Gliding) Flight
6 Stall, Speed Stability, Turning Performance
6.1 Stall
6.2 Speed Stability
6.3 Turning Performance
7 Range and Endurance
7.1 Turbo-jet Range
7.2 Piston-prop Range
7.3 Turbo-jet Endurance
7.4 Piston-prop Endurance
7.5 Weights, Payload and Range
8 Take-off and Landing Performance
8.1 Takeoff
8.2 Landing
8.3 Aircraft Operations
9 (reserved)
10 Loads, V-n Diagrams and Flight Envelope
10.1 Loads
10.2 V-n Diagrams
10.3 Flight Envelope
Part 2 Static Longitudinal Stability
11 Elementary Static Longitudinal Stability
11.1 Introduction
11.2 Criteria for Equilibrium and Static Stability
11.3 The Balance and Stability Equations
12 Stick-free and Stick-fixed Conditions
12.1 Tailplane Control definition and Description
12.2 Stick-fixed and Stick-fixed Stability
12.3 Stick-fixed Trim Condition
12.4 Stick-free Trim Condition
13 Longitudinal Manoeuvring Stability
13.1 Pitching Manoeuvre
13.2 Position of Manoeuvre Points
13.3 Determination of Manoeuvre Points from Flight Tests
13.4 Manoeuvre Points in Tums
14 (reserved)
15 (reserved)
16 Introduction to Dynamic Stability
References
Appendix A International Standard Atmosphere
Appendix B Miscellaneous Derivations
Appendix C Tutorial Questions
STAND: 04. 10. 2024
AUTOR: Prof. Dr. Scholz
IMPRESSUM (PDF)
Prof. Dr. Scholz
Aircraft Design and Systems Group (AERO)
Studiengang Flugzeugbau
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Fakultät Technik und Informatik
HAW Hamburg