Vorlesung Flugzeugentwurf

Erste Einordnung

1. Die Hauptvorlesung FE (4 SWS) "Flugzeugenturf" gehört zum Bachelor Flugzeugbau, Studienschwerpunkt "Entwurf und Leichtbau".
2. Eine Einführung FPR-FE (1 SWS) innerhalb der Vorlesung "Flugzeugprojekt" gehört zum Bachelor Flugzeugbau, Studienschwerpunkt "Kabine und Kabinensysteme".

Inhaltsverzeichnis

Auf weiteren Seiten:
Distance Education
Scholz: English Lecture Notes (HOOU)
Link Collection: Aviation History
Link Collection: Online Contributions to Aircraft Design

Scholz: Skript zur Vorlesung (1999, 2005)
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(Die quellennahe Erstellung einiger Teile des Skripts (©) macht es nötig, den kennwortgeschützten Zugang vorzusehen.)

Scholz: Klausuren und Lösungen der Vorlesung FE und FPR ,

Aktuelles / News

The lecture "Flugzeugentwurf", in short: FE, (4 SWS) is given in English during Summer Semesters 2025 as Aircraft Design. Welcome to our international guest students. I hope every participant will benefit from the international format of the lecture.

Praxis-Seminar Luftfahrt, PSL is a part of the lecture!

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The lecture consists of normal teaching plus two possibilities to get an aircraft design done:

1. Individual "Aircraft Redesign Semester Homework" similar to these (Deadline: 11.07.2025) or ...
2. DLR Design Challenge 2025 . Deadline for registration as a team was: 23.03.2025. The short DLR-Report to be extended by a full report for this lecture.

Related to 1.) Select and Secure Your Aircraft for the "Aircraft Redesign Semester Homework"

Befor you select your aircraft, you must look into the file. You are not allowed to select an aircraft type already in that list. You must select an aircraft that differs from all other aircraft selected and secured in this list by other students (this also includes selections from 2024)! If e.g. "Airbus A320" was already selected you can choose "Airbus A330", but not "Airbus A321". If Boeing 747-200 was already selected you must not choose Boeing 747-400.

You must check this first: SS 2025: Aircraft Types Selected and Secured for "Aircraft Redesign Semester Homework"

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Basisdaten

Kurzzeichen:

FE

Umfang:

4 SWS im 6. Semester des BEng Flugzeugbau, Schwerpunkt Entwurf und Leichtbau (BFL6 L+E)

Lernziele der Vorlesung

• Kenntnis ...
  • ... von Bezeichnungen und Parametern des Flugzeugentwurfs in deutscher und englischer Sprache,
  • ... formelmäßiger Zusammenhänge und Abhängigkeiten.
• Entwickeln der Fertigkeit ...
  • ... (entsprechend dem Vorlesungsinhalt) ein Flugzeug zu entwerfen und mit Hilfe weiterführender Literatur den Entwurf zu detaillieren.
• Entwickeln der Fähigkeit ...
  • ... Entwurfsabläufe systematisch und effizient zu gestalten.

Inhalt der Vorlesung

Liste der Formelzeichen
Liste der Abkürzungen


Einleitung und Grundlagen

 1 Einleitung
   1.1  Aufgaben des Flugzeugentwurfs, Parameter, Randbedingungen und Entwurfsziele
   1.2  Flugzeugentwurf: Teil der Flugzeugentwicklung
   1.3  Vorgehen des Flugzeugentwurfs

 2 Entwurfsablauf
   2.1  Dimensionierung (preliminary sizing)
   2.2  Entwurf (conceptual design)

 3 Anforderungen und Luftfahrtvorschriften
   3.1  Ermittlung von Anforderungen an die Luftfahrzeuge
   3.2  Das Nutzlast-Reichweitendiagramm
   3.3  Luftfahrtvorschriften

 4 Flugzeugkonfigurationen
   4.1  Dreiseitenansicht gewöhnlicher Flugzeugkonfigurationen
   4.2  Dreiseitenansicht ungewöhnlicher Flugzeugkonfigurationen
   4.3  Anmerkungen zur Triebwerkswahl und -integration


Dimensionierung (Preliminary Sizing)

 5 Dimensionierung (Preliminary Sizing) 
   5.1  Landestrecke
   5.2  Startstrecke
   5.3  Steigrate im 2. Segment
   5.4  Gleitzahl bei ausgefahrenem Fahrwerk und ausgefahrenen Landeklappen
   5.5  Steigrate beim Durchstartmanöver
   5.6  Reiseflug
   5.7  Maximale Gleitzahl im Reiseflug
   5.8  Entwurfsdiagramm
   5.9  Maximale Startmasse
   5.10 Startschub und Flügelfläche


Entwurf (Conceptual Design)

 6 Rumpfauslegung   
   6.1  Rumpfquerschnitt und Frachtraum
   6.2  Cockpit, Kabine und Rumpfheck

 7 Flügelauslegung  
   7.1  Parameter des Flügels
   7.2  Grundlagen und Entwurfsgleichungen
   7.3  Flug- und operationelle Eigenschaften
   7.4  Querruder und Spoiler
   7.5  Beispiel: Der Flügel des Airbus A310

 8 Hochauftriebssysteme und maximale Auftriebsbeiwerte
   8.1  Hochauftriebssysteme
   8.2  Berechnung maximaler Auftriebsbeiwerte
   8.3  Entwurf von Hochauftriebssystemen

 9 Leitwerksauslegung I 
   9.1  Aufgabe der Leitwerke
   9.2  Leitwerksformen
   9.3  Entwurfsregeln
   9.4  Auslegung nach dem Leitwerksvolumen
   9.5  Höhen- und Seitenruder

10 Masse und Schwerpunkt
   10.1 Masseprognosen
   10.2 Schwerpunktberechnung
   
11 Leitwerksauslegung II
   11.1 Höhenleitwerksauslegung 
   11.2 Parameter zur Höhenleitwerksauslegung    
   11.3 Seitenleitwerksauslegung
   11.4 Parameter zur Seitenleitwerksauslegung       

12 Fahrwerksauslegung   
    
13 Polare und Widerstand
   13.1 Polare
   13.2 Widerstand
   13.3 Nullwiderstand
   13.4 Wellenwiderstand
   13.5 Induzierter Widerstand und Oswald-Faktor
   
14 Entwurfsbewertung

15 Literaturverzeichnis 


Anhang A: Air Transport Association: ATA 100
          "Manufacturer's Technical Data"
          
Anhang B: Querschnittsflächenregel (area rule)

Anhang C: Schub / Standschub von Triebwerken mit
          unterschiedlichen Nebenstromverhältnis

Anhang D: Breguet - Herleitung und Anwendung

Anhang E: Weitere Angaben aus DATCOM

Anhang F: NACA-Profile

Hinweise zur Prüfung

• Dauer der Klausur:
  Die Dauer der Klausur beträgt 180 Minuten.
• Art der Ausführung und zugelassene Hilfsmittel der Klausur:
  Die Klausur 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 Klausur werden die Antwortblätter eingesammelt. Die Dauer des ersten Teils der Klausur wird spätestens zu Beginn der Klausur mitgeteilt.
  • Im zweiten Teil der Klausur 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.

• ihren Personalausweis oder 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.

Tabellenkalkulation zur Flugzeugdimensionierung: PreSTo-Classic

• Homepage von PreSTo: berichtet über weiter Module von PreSTo.
• Homepage von OPerA: berichtet über die Optimierung im frühen Flugzeugentwurf mit allen Gleichungen aus der Vorlesung und darüber hinaus. OPerA basiert auf PreSTO.
• Homepage von SAS: berichtet über die Optimierung schon in der Flugzeugdimensionierung (Abschnitt 5 der Vorlesung). Die Optimierung basiert auf OPerA.

A-C_Dimensionierung.pdf

A-C_Dimensionierung.xls     Geändert am:  29.03.2017,     Größe:  159K

A-C_Preliminary_Sizing.xls     Geändert am:  29.03.2017,     Größe:  160K

Flugzeug-Dimensionierung von Propellerflugzeugen (CS-25)
PreSTo-Classic-Prop_Part25.xlsx     Geändert am:  21.01.2024,     Größe:  554K

OpenOffice.org ist ein frei zugängliches Software-Paket, das die gängigen Anwendungen, die in den meisten Büros benötigt werden, enthält. Calc ist das Modul für die Tabellenkalkulation. Die meisten Funktionen, die von anderen Produkten (wie z.B. von EXCEL) her bekannt sind findet man auch in Calc. Sie können die oben gegebene EXCEL-Dateien fehlerfrei in Calc einlesen und weiter bearbeiten!

Unterrichtsmaterial von Lehrbeauftragten und Wissenschaftlichen Mitarbeitern

Grundlagen.pdf

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Eric Prenzel zum Thema "Flugzeuggeometrie - Kabine, Rumpf, Flügel, Leitwerke und Integration"
Geometrie.pdf     Größe:  2.5 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Bernd Trahmer zum Thema "Rumpf"
Rumpf_09-10-28.pdf     Größe:  4.2 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Ole Böttger zum Thema "Rumpf"
Rumpf_Hauptparameter.pdf     Größe:  2.2 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Ole Böttger zum Thema "Projektaerodynamik"
Projektaerodynamik.pdf     Größe:  7.5 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Ole Böttger zum Thema "Flügelentwurf"
Fluegel_04-11-19.pdf     Größe:  2.6 MB
Fluegel_Hauptparameter.pdf     Größe:  1.2 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Bernd Trahmer zum Thema "Fahrwerksintegration in den Gesamtentwurf"
Fahrwerk.pdf     Größe:  2.9 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Bernd Trahmer zum Thema "Masse und Schwerpunkt"
Massen.pdf     Größe:  1.3 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Bernd Trahmer zum Thema "Wirtschaftlichkeit"
Wirtschaftlichkeit.pdf     Größe:  0.3 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Einfuehrung_in_den_industriellen_Flugzeugentwurf.pdf

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. André Anger zum Thema "Wing Design"
WingDesign.pdf     Größe:  2.4 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Axel Dengler zum Thema "Aircraft Design and Ground Operation"
Aircraft_Design_and_Ground_Operation_13-04-26.pdf     Größe:  1.6 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

Zusätzliches Unterrichtsmaterial

Luftverkehr.pdf

Separation
Horizontal, während der Radarüberwachung:
medium behind heavy: 5 NM
light behind heavy: 6 NM
heavy behind heavy: 4 NM
light behind medium: 4 NM

Vertikal:
1000 ft: Standard
2000 ft: über FL 290 in alten Lufträumen also ohne RVSM (Reduced Vertical Separation Minimum)

Airbus: Develop New Aircraft: Milestones
Develop_New_Aircraft_Milestones.pdf     Größe:  51 kB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

  Prof. Dr. Scholz
  Aircraft Design and Systems Group (AERO)
  Studiengang Flugzeugbau
  Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
  Fakultät Technik und Informatik
  HAW Hamburg