logo

Konzeptionelle Untersuchungen zu großen Türausschnitten in Passagierflugzeugen

Autor: Jonne Bobis

Projekt

Kurzreferat

Türausschnitte in Flugzeugstrukturen verursachen Störungen im Kraftfluss innerhalb dieser Strukturen. Der Kraftfluss muss um die Störungen herumgeleitet werden. Damit die verbleibende Struktur den Kraftfluss aufnehmen kann, muss sie am Rande des Ausschnitts verstärkt werden. Eine Verstärkung ist immer mit einem Gewichtszuwachs verbunden. Mit Hilfe der Rechenmethode nach Niu 1988, welche unter anderem das Schubfeldmodell und die Kesselformel beinhaltet, wird der Spannungszuwachs durch große Türausschnitte untersucht und daraus eine resultierende Massenzunahme abgeleitet. Grundlage der Berechnung ist der Flugzeugtyp Airbus A320-200, welcher in dem Flugzeugvorentwurfsprogrammsytem PrADO den Status Quo darstellt. Aus PrADO stammen zudem die Daten, mit denen die Berechnungen durchgeführt werden. Anhand der bekannten Spannungen innerhalb der Flugzeugstruktur sollen die Rumpfausschnitte für Passagiertüren an unterschiedlichen Positionen mit variierender Größe untersucht werden. Dabei soll die gestörte Rumpfstruktur nicht verstärkt werden, wie es üblich ist, sondern sie bleibt unverändert. Aus den dabei resultierenden, theoretischen, Spannungserhöhungen wird berechnet, wie stark das Gewicht der gestörten Rumpfstruktur ansteigen würde, wenn sie verstärkt wird. Wichtig ist die Betrachtung der Richtung, in der ein Ausschnitt vergrößert wird. So bringt beispielsweise eine Vergrößerung in longitudinaler Richtung den geringsten Massenzuwachs mit sich. Für die Türposition 1 bedeutet dies beispielsweise einen Zuwachs von 19,69 kg, sofern der Ausschnitt in longitudinaler Richtung um drei Hautfelder vergrößert wird. Wird der Ausschnitt hingegen in diagonaler Richtung um drei Hautfelder vergrößert, resultiert ein Massenzuwachs von 43,69 kg. Aus der Untersuchung soll letztendlich eine Schlussfolgerung für den Vorentwurf gezogen werden, an welcher Stelle des Flugzeugrumpfes eine bestimmte Geometrie des Ausschnitts bei gegebenen Vorgaben vorteilhaft ist. Vergleichbare Flugzeugtypen wie die weiteren Flugzeuge der Airbus A320 Familie sowie die Boeing 737 können ebenfalls nach der vorgestellten Methode untersucht werden. Ziel ist es mit dieser Arbeit eine Grundlage zu schaffen, auf die in PrADO zurückgegriffen werden kann, um in anschließenden Arbeiten zu einer Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Flugzeugs beizutragen.