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Vorlesung Flugzeugentwurf

deutsch Bitte schauen Sie weiter unten auf dieser Seite zu Informationen und Materialien der Vorlesung.
englisch Please consult the English page for information and resources to this lecture.

This is the Open Educational Resource (OER) for this lecture: http://HOOU.ProfScholz.de. pin

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Summer Semester 2020: Distance Education in "Aircraft Design"

For the sake of continuity, I will stick to "Distance Education" until the end of the semester. For the didactics see: Distance Education.

Examination will be in form of an individual homework at the end of the semester.

Due to our guest students in class, communication is in English. Conversion to an online-only-format is possible, because the lecture Aircraft Design is already an Open Educational Resource (OER). We will start with simple online engagement. Step by step, we will pick up more interactive elements during the semester.

Students from "Flugzeugprojekt" (FPR-FE and FPR-FM) also participate in this online course. Due to credit points being limited to 2 in FPR-FE plus FPR-FM, FPR-Students finish after Homework 5 and after Lecture Notes Chapter 6.

I have e-mailed you. This has established an e-mail based chat forum.

You are given tasks for each lecture. You can work on these task at any time (you are not bound by the time the lecture is scheduled). But overall schedule your time, to be well prepared for an examination at the end of the semester. The homework deadlines make sure, we (this also includes me!) are not loosing track of events during very busy times.

You can e-mail me (see bottom of page) and call me in my home office (see home page).

 

Tasks => Homework

 

Prepare your Homework

Prepare your homework in an HTML-Editor:

ButtomHTML-Editor

The buttom opens the HTML-Editor on html-cleaner.com. Alternatively, use the HTML-Editors from wordtohtml.net (does not work in old browsers) or htmlg.com (limited to 300 words in new browsers). These HTML-Editors have been tested. You can find many more Online HTML-Editors.

Getting started: Video: How to use the/an HTML-Editor and more Video Tutorials for HTMLG.

Writing equations (HTML is not particularly good at it): The HTML-Editor helps you to write subscripts with <sub> and superscripts with <sup>. Find help on Greek and Math (&alpha; => α) and find more Math Symbols. Alternatively you can use an Equation-Editor.

To display pictures in your homework, you need to upload the image to a web server and add the link to the HTML document with an <img> tag. Store your images e.g. with postimages.org.
Example: <img src="https://i.postimg.cc/DZvJBKzX/Room218b-S.jpg">

How to store your results (without paying for membership at the HTML-Editor) and how to display and check your results before uploading in any browser is explained in:
*.pdf Text formatting with the HTML-Editor

Once done:
Copy the HTML-Code from the HTML-Editor.
Paste it as HTML-Code in EMIL for the homework in question. See EMIL for details and further explanations.

 

Select and Secure Your Final Homework

Befor you select your aircraft, you must look in the file. You are not allowed to select the same aircraft type. You must select and aircraft that differs from all other aircraft selected and secured in this list by other students! 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: Aircraft Types Selected and Secured for Redesign for Final Homework pin

Family Name:
Given Name:
E-Mail:
Lecture:

  select FE or FPR-FE !!!

Selected Aircraft Type:
 

 

Deliver (only) Homework 1 Here!

Family Name:
Given Name:
E-Mail:
Lecture:

  select FE or FPR-FE !!!

Week:

Homework:
      max. 32767 characters, HTML from HTML-Editor, images are linked to an online storage, do not use "§" (if needed use &sect; instead).

 

Deliver your Aircraft for Everyone to See

Family Name:
Given Name:
Aircraft with Explanations:
      max. 32767 characters, HTML from HTML-Editor, images are linked to an online storage. Details: click below!

Aircraft Designed by Students with OpenVSP-Connect in Week 5 and 6 of Distance Education

Aircraft Designed by Students with OpenVSP and OpenVSP-Connect in Week 3 and 4 of Distance Education

 

Homework Template for Aircraft Delivery

You achieve this:

A Single aisle aircraft, conventional configuration based on the Airbus A350-1000. Designed in OpenVSP Connect. Wingspan 64.75 m, range 16,100 km, passengers 350, cruise Mach number 0.85, conventional tail, landing gear retracted, winglets. 2 jet engines (Trent XWB-97, thrust 334-431 kN, diameter 3 m).


With this:

*.txt Source Code of Homework Template for Aircraft Delivery

 

Homework Template


GivenName FamilyName

Lecture: Aircraft Design, SS 2020, Week 1

1.) Lorem ipsum dolor sit amet adipiscing bibendum sem orci? A question is given in bold face.

In publishing and graphic design, Lorem ipsum is a placeholder text commonly used to demonstrate the visual form of a document. More information on Wikipedia.

Write your homework by copying this text into the right hand (HTML) window of an Online HTML-Editor and start modifying the text in the left (WYSIWYG) window of the Online HTML-Editor to make it your own homework.

Dolor id fringilla ut lacinia sem ut pretium ante, luctus hendrerit porttitor etiam malesuada eleifend vel suscipit fusce molestie posuere venenatis:

2.) Placerat ultrices lacus elementum eu purus, proin ullamcorper class sagittis molestie! A task is given in bold face.

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(1)   c = (a2 + b2)½

(2)   v(t) = v0 + a t

(3)   θ = α + γ

Alternatively you can use an Equation-Editor:

(1)   

(2)   

(3)   

Equations start with the equation number on the left. Tables have captions. Figures have subtitles. Tables and figures are numbered separately and are mentioned in the text at least once. A short quotation is done like this: "Be warned, my son, ... Of making many books there is no end, and much study wearies the body." (New International Version, Pred 12,12). A longer quotation can be done in a separate paragraph in italics. The reference is given with the authors family name and the year of publication.

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Referencing with the author-year-style follows ISO 690 as explained here.

 

Table 1: Data of passenger aircraft

Max. Take-Off Mass [kg] Wing Area [m²] Thrust [kN]
Airbus A320      
Boeing 737      

 

A320 System Simulator

Figure 1: A320 System Simulator at HAW Hamburg

 

List of References

FAMILYNAME, Givenname, yyyy. Title. Location: Publisher.

SMITH, John, 2019. Aircraft of the World. New York: Eastman.


*.txt Source Code of Homework Template

 

Frequently Asked Questions (FAQ)

I am a student from Germany. Do I need to deliver the homework in English?
German students will benefit, if they try to write in English. However, I accept your homework in English or in German. If you want to challenge me, write in French.

Does the homework have any effect on the final result at the end of the semester?
Yes: 1.) You learn from my comments. 2.) The course will be graded based on an individual homework at the end of the semester. Without continuous contributions to the ongoing homework sets during the semester, you will hardly have a chance to manage your individual homework. 3.) The consecutive homework sets from the semester also count and contribute a certain percentage to the final grade.

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Erste Einordnung

Flugzeugentwurf lehre ich in zwei Vorlesungen:
  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".
Diese Seite dient im Prinzip beiden Vorlesungen. Beschrieben wird aber die Hauptvorlesung.

 

Inhaltsverzeichnis

Auf dieser Seite:
link Aktuelles
link Basisdaten
link Lernziele
link Inhalt
link Hinweise zur Prüfung
link Tabellenkalkulation zur Flugzeugdimensionierung: PreSTo-Classic
link Unterrichtsmaterial von Lehrbeauftragten
link Zusätzliches Unterrichtsmaterial

Auf weiteren Seiten:
link Scholz: English Lecture Notes (HOOU, 2007, 2017) englisch
link Link Collection: Aviation History englisch
link Link Collection: Online Contributions to Aircraft Design englisch

link Scholz: Skript zur Vorlesung (1999, 2005) deutsch
Benutzername: student oder user. Richtiges Kennwort ist erforderlich!
(Die quellennahe Erstellung einiger Teile des Skripts (©) macht es nötig, den kennwortgeschützten Zugang vorzusehen.)

link Scholz: Klausuren und Lösungen der Vorlesung FE und FPR deutsch, englisch

 

Aktuelles

item englisch The lecture "Flugzeugentwurf", in short: FE, (4 SWS) will be given in English during Summer Semesters 2020 as Aircraft Design. Welcome to our international guest students. I hope every participant will benefit from the international format of the lecture.

item englisch Some of our international guest students are ordered to go home or will go on their own decision. I am sorry for this development, I would have liked to continue to be in class with you. If you leave, you are still welcome to follow this online lecture, but an online examination is not guaranteed (rather unlikely). Let's keep in touch. The world of aviation is small enough for a fair chance to meet again.

item englisch Tueday, 02.06.2020 is scheduled for the lectures normally given on Monday 01.06.2020. Hence, no lecture (FE) on Tuesday, 02.06.2020!

 

item Klausurtermin: Siehe Startseite -> NEWS-Kasten

item 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 Flugzeugentwurf gehört zum Studiengang Flugzeugbau (Vertiefungsrichtung Entwurf und Leichtbau) an der HAW Hamburg.
Kurzzeichen:
FE
Umfang:
4 SWS im 6. Semester des BEng Flugzeugbau, Schwerpunkt Entwurf und Leichtbau (BFL6 L+E)
 

Lernziele der Vorlesung

 

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

Bitte bringen Sie mit zur Prüfung:

 

item 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

Hier auf dieser Seite werden einfache Tabellen angeboten zur Dimensionierung von Flugzeugen (Abschnitt 5 der Vorlesung). Diese Tabellen waren der Ausgangspunkt für unsere Berechnungen im Flugzeugentwurf ab 1999. Im Lauf der Zeit sind viele weitere Berechnungsmodule entstanden, um die Vorlesung in den weiteren Abschnitten 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14 zu unterstützen. Veröffentlicht ist davon nur "PreSTo-Cabin". Nachdem also viele weitere Module entstanden waren, hat die alte, urspüngliche Tabelle den Namen PreSTo-Classic bekommen. Unterdessen haben deutlich mehr als 1000 Studierende oder Teilnehmer im Short Course mit "Presto-Classic" gearbeitet. Siehe auch: item Flugzeug-Dimensionierung von Jets (CS-25)
*.pdf A-C_Dimensionierung.pdf     Geändert am:  04.12.2007,     Größe:  229K

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

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

 

item Flugzeug-Dimensionierung von Propellerflugzeugen (CS-25)
*.xls A-C_Preliminary_Sizing_Prop.xls englisch     Geändert am:  13.01.2009,     Größe:  634K

OpenOffice 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

item Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Kolja Seeckt zum Thema "Grundlagen"
*.pdf Grundlagen.pdf     Größe:  2.2 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

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

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

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

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

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

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

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

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


item Unterrichtsmaterial von Dipl.-Ing. Bernd Trahmer zum Thema "Introduction to Industrial Aircraft Conceptual Design"
*.pdf Einfuehrung_in_den_industriellen_Flugzeugentwurf.pdf     Größe:  4.8 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

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

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

 

Zusätzliches Unterrichtsmaterial

item Unterrichtsmaterial zum Thema "Luftverkehr"
*.pdf Luftverkehr.pdf     Größe:  2.8 MB
Benutzer: student; Passwort erforderlich!

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)

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


STAND:  13.07.2020
AUTOR:  Prof. Dr. Scholz
IMPRESSUM (PDF)

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home  Studiengang Flugzeugbau
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home  Fakultät Technik und Informatik
home  HAW Hamburg