Das Ziel der Arbeit liegt in der Entwicklung eines Prognosemodells zur Ermittlung und Bewertung des Einflusses von Flugzeugsystemparametern auf die benötigte Kraftstoffmasse in frühen Phasen des Flugzeugentwurfs. Die erarbeitete Methodik soll dazu dem Anwender die Möglichkeit geben, Sekundäreffekte zu verstehen und abschätzen zu können, die sich aus einer separaten Betrachtung des Einflusses der Sekundärleistungsentnahme auf den spezifischen Kraftstoffverbrauch nicht ergeben können. Hierzu sollen die Einflüsse der Systemparameter sowie deren Wechselwirkungen auf Triebwerksebene, Flugmissionsebene und Flugzeugentwurfsebene berücksichtigt und untersucht werden, wobei auch insbesondere Betrachtungen der Randbedingungen des Triebwerksprozesses notwendig sind. Da die Ermittlung des Einflusses der Systeme auf den Kraftstoffverbrauch des Triebwerks nur bei einer Einhaltung dieser Randbedingungen sinnvoll ist, muss das Triebwerk gegebenenfalls auch den neuen Anforderungen der Systeme angepasst werden können. Durch die Umsetzung in ein rechnergestütztes Simulationsmodell, das den Einfluss von Parametern der Flugzeugsysteme beginnend mit den Einflüssen auf den Triebwerksprozess bis hin zu Auswirkungen auf den Flugzeugvorentwurf abbildet, können sich Synergie- und Sekundäreffekte, beispielsweise eine Reduktion der benötigten Kraftstoffmasse durch Anpassung der Flügelfläche an die neuen Anforderungen, abbilden und analysieren lassen. Die zu entwickelnde Methode liefert somit neben der Betrachtung auf Systemebene auch einen Beitrag zur Entwurfsoptimierung, der sich erst aus der ganzheitlichen Betrachtungsweise des Modells ergibt. Das Triebwerkmodul basiert auf Datenmatrizen, die Simulationsergebnisse unterschiedlich ausgelegter Triebwerksmodelle enthalten, die mit Hilfe der kommerziellen Simulationssoftware GAsTuRB erstellt sind. Die Untersuchung unterschiedlich ausgelegter Zweiwellen-Zweistrom-Triebwerke derselben Schubklasse hat gezeigt, dass sich der prozentuale Einfluss der Systemparameter auf die benötigte Kraftstoffmasse in seiner Größenordnung nur gering ändert. Generell kann bei Triebwerken mit höherem Bypassverhältnis von einem geringeren Einfluss der Systeme ausgegangen werden. Das Einsatzpotential der entwickelten Methode und damit das primäre Anwendungsgebiet des daraus entstandenen Simulationsprogramms SYSFUEL liegt in der Bewertung unterschiedlicher Systemkonzepte und deren Integration seitens der Flugzeughersteller. SYSFUEL wird in der vorliegenden Arbeit exemplarisch zur Ermittlung der benötigten Kraftstoffmasse zweier Beispielarchitekturen von Flugzeugsystemen eingesetzt. SYSFUEL wurde im Rahmen seiner Erstellung seitens der AIRBUS DEUTSCHLAND GMBH validiert und findet sich dort seitdem im Einsatz zur Analyse und Bewertung neueuren und Systemtechnologien auf Flugzeugebene.


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    Titel :

    Methode zur Prognose des Einflusses von Flugzeugsystemen auf die Missionskraftstoffmasse


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2007


    Format / Umfang :

    189 Seiten, Bilder, Tabellen, 54 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




    Methode zur Prognose des Einflusses von Flugzeugsystemen auf die Missionskraftstoffmasse

    Dollmayer, Jürgen / Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Flugzeug-Systemtechnik | TIBKAT | 2007


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