Aeroelastik

Die Veranstaltung Aeroelastik teilt sich in die zweistündigen Fächer Aeroelastik I im WS und Aeoelastik II im SS auf.

In der Vorlesung werden die gegenseitigen Wechselwirkungen der elastischen Flugzeugstruktur und der aerodynamischen Kräfte beschrieben und untersucht. Aeroelastische Phänomene können zu einer
Beeinträchtigung der Steuerbarkeit des Flugzeugs, zu hohen Belastungen oder sogar dem Bruch des Flügels führen. Man unterscheidet statische und dynamische aeroelastische Phänomene, so z. B. statische Divergenz (Ausknicken eines Flügels bei zu hoher Geschwindigkeit) und Ruderumkehr, d.h. die Verringerung (oder gar Umkehr) der Ruderwirksamkeit bei hohen Anströmgeschwindigkeiten, sowie dynamisches Flattern, d. h. selbstverstärkende Schwingungen von Flügel und Rudern, die Auswirkungen bis hin zum Bruch des Flügels haben können.

Vorlesung:

• Aeroelastisches Dreieck
• Torsionsdivergenz
• Querruderwirksamkeit
• Strömungs-Struktur-Kopplung
• Flattern
• Standschwingversuch

Bei modernen Flugzeugen gewinnt die Elastizität der Struktur immer größeren Einfluss auf das Flugverhalten. Die Elastizität muss daher in allen relevanten Disziplinen wie z. B. Flugmechanik und Flugregelung oder Aerodynamik berücksichtigt werden. In vielen Bereichen ist die Simulation des fliegenden Flugzeugs ein wichtiges Auslegungswerkzeug. Dabei können die Simulationszeiten je nach Komplexität des betrachteten Modells sehr stark schwanken. Es werden besonders solche Modellierungen betrachtet, die eine schnelle Simulation des gesamten Flugzeugs möglich machen. Diese Art der Modellierung wird in verschiedenen Anwendungsbereichen verwendet, z. B. in der Entwurfsphase von Flugzeugen, in der Analyse von Lasten durch Landestoß und Rollen, in der Flugmechanik, und im Flugsimulator.

Vorlesung:

• Modellierung des Flugzeugs und seiner Komponenten
• Numerische Verfahren zur Lösung von Bewegungsgleichungen
• Anforderungen der Modellierung für echtzeitfähige Simulation
• Schnittstellen für den Einsatz von Modellen auf dem Flugsimulator

Erforderlich:

• Mechanik (Kinematik und Dynamik)
• Mathematik (lineare Algebra, lineare Differentialgleichungen)
• Flugmechanik 1 (Flugleistungen)
• Aerodynamik

Wünschenswert:

• Flugmechanik 2 (Flugdynamik)
• Schwingungsberechnung elastischer Kontinua
• Methoden der Regelungstechnik

Dozent:
Vorlesung: Dr.-Ing. Wolf Krüger (DLR)
ISIS-Plattform

Semester:
Aeroelastik I: WS
Aeroelastik II: SS

Prüfungsart:
Mündliche Prüfung (MP)

Prüfungsleistung:
Bachelor: 6 LP (ECTS) als Vertiefungsmodul
Master: 6 LP (ECTS) als Profilmodul