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Vorlesung Flugzeugentwurf

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 englisch Distance Education pin
link Scholz: English Lecture Notes (HOOU) 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 / News

item englisch The lecture "Flugzeugentwurf", in short: FE, (4 SWS) is given in English during Summer Semesters 2024 as Aircraft Design. Welcome to our international guest students. I hope every participant will benefit from the international format of the lecture.

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

item englisch Please register for the lecture! pin

item englisch Two possibilities to participate in the lecture:

  1. Individual "Aircraft Redesign Semester Homework" similar to these (Deadline: 21.07.2024) or ...
  2. DLR Design Challenge 2024 englisch    DLR Design Challenge 2024 deutsch    Flyer englisch    Flyer deutsch
    A team of six students registered with DLR via HAW Hamburg on time. The DLR registration deadline expired before semester start. The team must submit a design report to DLR by July 21, 2024. Each team member is responsible for a part (one or more chapters) of the report and is graded at HAW Hamburg accordingly.
item englisch Related to 1.) Generic Task "Aircraft Redesign Semester Homework" for SS2024 (PDF)

item englisch 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 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: SS 2024: Aircraft Types Selected and Secured for "Aircraft Redesign Semester Homework" pin

Family Name:
Given Name:
E-Mail:
Selected Aircraft Type:
 

 

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 PreSTo-Classic-Prop_Part25.xlsx englisch     Geändert am:  21.01.2024,     Größe:  554K

 

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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