Dr. András Jancsó Konstruktiver Aufbau eines Flugzeugs

Name: Dr. András Jancsó Konstruktiver Aufbau eines Flugzeugs
Uploaded: 2017-06-29T01:20:27+00:00
Duration: PTM35S28
Channel: Katarina Gierach
Description: Dr. András Jancsó Konstruktiver Aufbau eines Flugzeugs

Dr. András Jancsó Konstruktiver Aufbau eines Flugzeugs

Konstruktiver Aufbau eines Flugzeugs
Die wissenschaftliche Empirie führt erst im 19. Jahrhundert zu erfolgreichen Tests mit flugfähigen Apparaten, die - zunächst im Gleitflug - geeignet waren, das Gewicht eines Menschen zu tragen. Otto Lilienthal

Längere Flugstrecken mit einem steuerbaren Flugzeug zurückzulegen, gelang erst mit der Nutzung motorisierter Starrflügelflugzeuge Anfang des 20. Jahrhunderts. Die Gebrüder Wright legten mit ihren erfolgreich bewiesenen Kenntnissen über den Motorflug den technischen Grundstein für eine rasante Entwicklung in der Geschichte der Luftfahrt, die bis heute fortdauert.

Die Flugzeugkonfiguration von Heute ist so auszulegen, dass das Flugzeug möglichst vielseitig verwendet werden kann, möglichst wirtschaftlich und damit konkurrenzfähig ist, Produktionskosten (Entwicklungs-, Material-, Technologiekosten) Nutzlast (Gesamtfluggewicht: Konstruktion, Treibstoff, Personal, Nuzlast) Reichweite höchsten Standard an Sicherheitsanforderungen erfüllt.

Konstruktiver Aufbau des Flugzeuges Konstruktions- Konstruktionsgruppen Hauptgruppen Flugwerk Rumpfwerk Tragwerk Leitwerk Steuerwerk Fahrwerk Triebwerksanlage Triebwerk Triebwerkseinbau Propelleranlagen und alle Funktionsanlagen Ausrüstung Standardausrüstung Sonderausrüstung bewegliche Einsatzausrüstung

Rumpfwerk Der Rumpf dient hauptsächlich zur Unterbringung von Nutzlast und Besatzung, zur Verbindung von Flügel und Leitwerk, eventuell zum Anschluß bzw. zur Unterbringung von Fahrwerk und Triebwerk, als Druckkabine

Gestaltung des Rumpfs Aerodynamik Nutzvolumen Materialaufwand Das günstigste Verhältnis von Rumpflänge zu Rumpfdurchmesser liegt bei Verkehrsflugzeugen zwischen 8 und 12.

Aspekte zum Auswahl der Rumpfkonfigurationen Festigkeit – Flugsicherheit Lastaufnahme – Verwendungszweck Lufttüchtigkeitsanforderungen Aerodynamik (Widerstandsbeiwert) Bauvorschriften

Die gebräuchlichsten Rumpfquerschnittsformen: Viereckrumpf Kreisrumpf Ellypsenrumpf Dreieckrumpf Doppelrumpf

Aufteilung des Rumpfwerks in Längsrichtung: Vorderer Rumpfteil Mittlerer Rumpfteil Hinterer Rumpfteil Rumpfende

Flügel-Mittel-Kasten des Airbus A300
Rumpf- struktur des Airbus A 300 Nummerierung in Positiver x-Richtung Flügel-Mittel-Kasten des Airbus A300

Ausschnitt aus dem hinteren Rumpfteil des Airbus A300 1. Druckschott 2. Fußboden 3. Spant 4. Stringer 5. Beplankung

Tragwerk Das Tragwerk dient zur Erzeugung des notwendigen Auftriebs Steuerung des Flugs Kraftstoffaufnahme u.U. Befestigung der Triebwerke Unterbringung des Hauptfahrwerks

Belastungen am Tragwerk: Luftstreckenlasten Massenlasten der Flügelkonstruktion Einzellest aus der Masse der Aggregate (Triebwerk, Kraftstoff, Fahrwerk usw.)

Prinzipschema der Kräfte an einem Tragflügel Gegenkraft zum Auftrieb, Gegenkraft zum Widerstand Torsionskraft Querkraft

Aufbau eines Tragflügels mittlerer Torsionskasten, vorderer Torsionskasten, hinterer Torsionskasten, innrere Vorflügel, mittlerer Vorflügel, äußerer Vorflügel, Querruder, Bremsklappen, innere Landeklappen, äußere Landeklappen Grenzschichtzaun, Randbogen bzw. Winglets

Aufbau eines Tragflügels
mittlerer Torsionskasten, vorderer Torsionskasten, hinterer Torsionskasten, innrere Vorflügel, mittlerer Vorflügel, äußerer Vorflügel, Querruder, Bremsklappen, innere Landeklappen, äußere Landeklappen Grenzschichtzaun, Randbogen bzw. Winglets

Aufbau eines Tragflügels mittlerer Torsionskasten, vorderer Torsionskasten, hinterer Torsionskasten, innrere Vorflügel, mittlerer Vorflügel, äußerer Vorflügel, Querruder, Bremsklappen, innere Landeklappen, äußere Landeklappen Grenzschichtzaun, Randbogen bzw. Winglets

Aufbau eines Tragflügels
mittlerer Torsionskasten, vorderer Torsionskasten, hinterer Torsionskasten, innrere Vorflügel, mittlerer Vorflügel, äußerer Vorflügel, Querruder, Bremsklappen, innere Landeklappen, äußere Landeklappen Grenzschichtzaun, Randbogen bzw. Winglets

Haptstruktur des Tragflügels des Airbus A300 Vorderholm (aus einem Stück gefräst) Mittelholm (Obergurt/Stegbleche/Untergurt) Hinterholm (aus einem Stück gefräst) 29 Rippen (jeweils aus einem Stück gefräst)

Haptstruktur des Tragflügels des Airbus A300 Hilfsstruktur Kastenstruktur durch Beplankungspanels auf der Ober- und Unterseite (gefräste Al- Platten) feste Nasenkante Steuerflächen

Leitwerk Das Leitwerk dient zur Sicherstellung der Stabilität Steuerbarkeit

Leitwerk Aufteilung: Höhenleitwerk (20-30 % der Flügelfläche) Seitenleitwerk (10-20 % der Flügelfläche)

Gebräuchliche Leitwerksformen
konventionelle Form, Höhenleitwerk in halber Höhe des Seitenleitwerks T-Leitwerk Seitenleitwerk in zwei Endscheiben aufgeteilt dreiteiliges Seitenleitwerk, zwei Seitenleitwerke auf Leitwerksträgern, V-Leitwerk mit Wirkung als Höhen- und Seitenruder

Unabhängig von Leitwerksform:
Struktureller Aufbau eines konventionellen Leitwerks Unabhängig von Leitwerksform: Zellenkonstruktion, bestehend aus Vorder- und Hinterholm, Rippen Beplankungspanels. Werkstoff z.B. bei A , A und A320: CFK.

Struktureller Aufbau eines konventionellen Leitwerks
Seitenleitwerk Höhenleitwerk Höhenleitwerksmittelkasten Seitenleitwerksmittelkasten Höhenleitwerks-Nasenverkleidung Seitenleitwerks-Nasenverkleidung Rumpf-Leitwerksanschluß Seitenleitwerksflosse Höhenleitwerksflosse

Steuerwerk Hauptsteuerung (dreidimensionale Bewegung um die Längs-, Quer- und Hochachse) Nebensteuerung (Landeklappen, Nasenklappen, Vorflügel, Störklappen, Trimmung, Geschwindigkeitsbremsen, Steuerungen)

Hauptgruppen der Steuerwerke Bedienorgane Übertragungsbauteile Ruderflächen

Übertragungsbauteile in den Steuerwerken Seilzüge spielfreie Kraftübertragung, Gewichtssparung, problemlose Kraftumlenkung, hohe Sicherheit gegen Gewaltbruch und Dauerbruch), Nachteil: übertragen nur Zugkräfte Stoßstangen, nur für kürzere Strecken (Rudern, Klappen, Ventileingänge) für Zug- und Druckkräfte spielfreie Kraftübertragung schwer realisierbar Drehwellen, für Schwenk- und für Rotationsbewegungen Ketten für geringe Betätigungsgeschwindigkeit, z.B.: Trimmung, Antrieb

Aspekte zur Auslegung der Steuerungsanlage: Spannweite der Ruders Tiefe des Ruders Verhältnis Rudertiefe zur Profiltiefe Ausschlagwinkel Geschwindigkeit

Fahrwerk Aufgaben des Fahrwerks: Beweglichkeit des Flugzeuges am Boden, Aufnahme des Landestoßes, Aufnahme der kinetischen Energie beim Bremsen, Federung bei Bodenunebenheiten

Fahrwerksarten Hauptfahrwerk (90-95% des Gesamtfluggewichts), Heckfahrwerk (Bild 1) Bugfafrwerk (Bild2.)

Fahrwerksanordnungen einfahrbar – nicht einziehbar Geschwindigkeit, Fluggewicht, Ökonomie, Herstellungskosten

Fahrwerksanordnungen
1. Heckfahrwerk mit Spornrad, 2. Bugfahrwerk, 3. Tandemfahrwerk

Gliederung und Kennzeichnung nach Baugruppen

Gliederung und Kennzeichnung nach Baugruppen Großgruppe, bzw. Fertigungsgruppe Baugruppe Untergruppe Hilfsgruppe Einzelteil (z.B.: Rumpfvorderteil – eine Halbschale des Rumpfvorderteils – ein Spant – eine Spanthälfte – ein Spantprofil)

Gliederung und Kennzeichnung nach Baugruppen in der Praxis

Konstruktions- und Baugruppen mit Sektionsteilung

Massehauptgrupen und Massebegriffe im Flugzeugbau (Luffahrtsnorm LN DIN 9020) Massehaptgruppen: Fahrwerk Triebwerksanlage Standardausrüstung Sonderausrüstung Bewegliche Einsatzausrüstung Besatzung und Dienstlast Nutzlast Betriebsstoffe (aufgeteilt nach Schmierstoff Kraftstoff im Rumpf, Kraftstoff im Flügel) Rollkraftstoff

Lokalisierungsverfahren im Flugzeug Koordinatensystem Stationspläne Zoning-System Geographische Ortsbezeichnungen

Lokalisierungsverfahren im Flugzeug Koordinatensystem Stationspläne
Zoning-System Geographische Ortsbezeichnungen Koordinatensystem zum Lokalisieren und Bezeichnen der Bauteile am Flugzeug

Lokalisierungsverfahren im Flugzeug Koordinatensystem Stationspläne
Zoning-System Geographische Ortsbezeichnungen Zoning-System zum Lokalisieren von Flugzeug-Bauteilen

Bauweisen

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweise Integralbauweise Sandwitsch- bzw. Verbundplattenbauweise

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Bei der Fachwerkbauweise nimmt ein räumlicher Fachwerkverband bestehend aus Gurten, Stäben und Diagonalen sämtliche auftretenden Biege und Torsionsspannungen auf, während die umhüllende Beplankung aus Stoff, Kunststoff oder Sperrholz lediglich der äußeren Formgebung dient. (Max. bis 150 km/h)

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Tragwerk in Fachwerkbauweise Fachwerkholm Fachwerkrippe Diagonalauskreuzung

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Rumpfwerksektion in Formsegmente Gurtleisten Beplankung Fachwerkverbund Querversteifungen an Krafteinleitungsstellen (z.B.: Leitwerkanschlüsse)

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Baustruktur für höhere Beanspruchungen, bis km/h wirtschaftlich anwendbar

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Tragwerk in Holmbauweise Hautversteifungen Rippe Steg Gurte

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Rumpfwerksektion in Gurtbauweise Beplankung Stringer Spante

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweise Alle Komponenten der Beplankung und des Geripppes sind miteinander direkt verbunden. Vorteile: hohe Materialnutzung extrem leichte Konstruktion optimale Innenraumausnutzung (keine Querstäbe)

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweise Elemente der Schalenbauweise Beplankung Spant Stringer Verbindungselement

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweise Rumpfheck des Airbus in Schalenbauweise Spant Beplankung Stringer

Rißstopblech Konstruktiver Aufbau eines Flugzeugs Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweise Querschnitt durch ein Rumpfwerk in Schalenbauweise Fenster

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweisen im Rumpfbereich: Schalenbauweise (Monocoque-Bauweise) Halbschalenbauweise (Semimonocoque-Bauweise)

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweisen im Rumpfbereich: Schalenbauweise = (Monocoque-Bauweise) Halbschalenbauweise = (Semimonocoque-Bauweise) Rumpfkonstruktion in Monocoque-Bauweise Spant Beplankung

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweisen im Rumpfbereich: Schalenbauweise = (Monocoque-Bauweise) Halbschalenbauweise = (Semimonocoque-Bauweise) Airbus-Rumpfvorderteil als Monocoque-Struktur Spant Beplankung Bugfahrwerkskasten

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweisen im Rumpfbereich: Schalenbauweise = (Monocoque-Bauweise) Halbschalenbauweise = (Semimonocoque-Bauweise) Rumpfkonstruktion in Semimonocoque-Bauweise Stringer Beplankung Spant

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweisen im Rumpfbereich: Schalenbauweise = (Monocoque-Bauweise) Halbschalenbauweise = (Semimonocoque-Bauweise) Semimonocoque Bauweise beim Airbus 1. Spant 2. Stringer 3. Clip 4. Beplankung

Bauweisen Übersicht der Bauweisen im Flugzeugbau Fachwerkbauweise Holm- bzw. Gurtbauweise Schalenbauweisen im Rumpfbereich: Schalenbauweise = (Monocoque-Bauweise) Halbschalenbauweise = (Semimonocoque-Bauweise) Semimonocoque Bauweise beim Boeing, bei der sehr schmale Clips mit zusätzlichen Rißstopblechen verwendet werden 1. Clip 2. Spant 3. Stringer 4. Beplankung 5. Rißstopblech

Bauweisen Bauweisen der Bauteile im Flugzeugbau Differentialbauweise Integralbauweise

Bauweisen der Bauteile im Flugzeugbau Integralbauweise Reduzierung der Verbindungsstellen, größere Baueinheiten werden aus einem Werkstoff - Werkstoffrohling (vorgerckte Platten) - hergestellt. keine Nietlöcher: extreme Spannungsspitzen entfallen, somit sehr leichte Bauweise, hohe Präzision durch CNC Fertigungstechnologie sehr gute Oberflächen, da Nietköpfe entfallen, hoher Zusammenhalt und große Dauerfestigkeit Wirschaftlich günstiger als die Differentialbauweise Differentialbauweise Ein Bauteil wird aus mehreren verschiedenen Einzelteilen zusammengebaut (vernietet, verklebt). gute Reparaturmöglichkeiten gute Rißstopmöglichkeiten elastische Bauweise

Bauweisen der Bauteile im Flugzeugbau 2. Differentialbauweise 1. Integralbauweise Die Integralbauweise ist ökonomisch insgesamt günstiger.

Statische und dynamische Ermüdungsversuche Prinzipdarstellung des Gesamtaufbaus der Versuchsanlage für dynamische Ermüdungsversuche. Ein Gestänge verteilt hier die Lasten der Hydraulikzylinder.

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