Auslegung, Integration und aerodynamische Analyse der Geometrie eines Blended-Wing-Body-Konzepts innerhalb der Flugzeugvorentwurfsumgebung UNICADO

• Design, integration and aerodynamic analysis of the geometry of a blended wing body concept within the conceptual aircraft design environment UNICADO

Neuerburg, Lukas; Stumpf, Eike (Thesis advisor); Hörnschemeyer, Ralf Gerd (Thesis advisor); Zimmnau, Maurice (Consultant)

Aachen (2022)
Masterarbeit

Masterarbeit, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2022

Kurzfassung

Um den steigenden Anforderungen an Klima- und Umweltverträglichkeit in der kommerziellen Luftfahrt gerecht zu werden, sind neue, innovative Konzepte nötig. Der Blended-Wing-Body (BWB) ist ein solches Konzept und hat das Potential für signifikante Emissionseinsparungen im Vergleich zu konventionellen Tube-and-Wing (TAW) Flugzeugen. Das BWB Konzept wird in Vorentwurfsstudien untersucht, in denen die Wirtschaftlichkeit und der Treibstoffverbrauch unterschiedlicher BWB Konfigurationen ermittelt und mit TAW-Flugzeugen verglichen werden kann. Während der Flugzeugvorentwurf für TAW-Flugzeuge größtenteils über semiempirische Berechnungsmethoden erfolgt, die aus den bisher entworfenen Flugzeugen abgeleitet sind, existieren für den BWB als neues Konzept nur wenige Daten, so dass neue Berechnungsmethoden entwickelt werden müssen. In dieser Arbeit wird die Flugzeugvorentwurfsumgebung UNICADO um Methoden zur Auslegung eines BWBs erweitert. Als Ausgangspunkt wird eine grundlegende Passagierkabine entworfen. Darauf aufbauend wird eine Flügelgeometrie erarbeitet, in welche die Kabine integriert werden kann und die gleichzeitig den aerodynamischen Anforderungen im niedrigen transsonischem Geschwindigkeitsbereich genügt. Der Flügel wird an die aerodynamische Analyse von UNICADO angebunden. Die Auftriebsverteilung und der induzierte Widerstand werden mit dem Mehrfach-Traglinienverfahren LiftingLine berechnet, die restlichen Widerstandsanteile werden über semiempirische Methoden ermittelt. Um die Genauigkeit dieser Verfahren beurteilen zu können, werden die Ergebnisse mit einem hochauflösenden aerodynamischen Berechnungsverfahren überprüft. Aus den Abweichungen werden Korrekturen für den Vorentwurf in UNICADO abgeleitet.

Einrichtungen

• Lehrstuhl und Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme (ILR) [415310]