Die Genauigkeit einer vereinfachten Berechnung der Steigzeit von Flugzeugen

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dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.15488/4307
dc.identifier.uri https://www.repo.uni-hannover.de/handle/123456789/4341
dc.contributor.advisor Scholz, Dieter
dc.contributor.author Mutschall, Marcel ger
dc.date.accessioned 2019-01-11T12:03:19Z
dc.date.available 2019-01-11T12:03:19Z
dc.date.issued 2018
dc.identifier.citation Mutschall, Marcel: Die Genauigkeit einer vereinfachten Berechnung der Steigzeit von Flugzeugen. Hamburg : Aircraft Design and Systems Group (AERO), Department of Automotive and Aeronautical Engineering, Hamburg University of Applied Sciences, 2018, 43 S. ger
dc.description.abstract Ziel – Die Zeit die ein Flugzeug benötigt, um auf eine bestimmte Höhe zu steigen (die Steigzeit) kann mit einer Formel berechnet werden, die vereinfachend annimmt, dass die Steiggeschwindigkeit über dem gesamten Steigflug mit zunehmender Höhe linear abnimmt. Ziel der Untersuchung ist, zu ermitteln, ob die Annahme einer linear abnehmenden Steiggeschwindigkeit realistisch ist bzw. welche Fehler sich aus der Annahme ergeben. ----- Methode – Mit der Höhe ändern sich Parameter wie Luftdichte, Widerstand, Schub und damit auch die optimale Fluggeschwindigkeit für den Steigflug. Die Parameter beeinflussen sich dabei gegenseitig. Der Schub wird dabei nach drei unterschiedlichen Methoden berechnet, gegeben von Bräunling, Scholz und Howe. Analysiert wird der Verlauf des Schubes mit der Höhe und der Verlauf der Steiggeschwindigkeit mit der Höhe für jede der drei Schubberechnungen. Abschließend wird für jede Schubberechnung die Steigzeit verglichen wie sie sich ergibt a) aus der einfachen Formel und b) aus einer Integrationsberechnung, bei der der Verlauf der Steiggeschwindigkeit durch eine Funktion beschrieben wird. ----- Ergebnisse – Die drei Schubberechnungen liefern ausgehend vom gleichen Startschub unterschiedliche Schübe in der Höhe. In die Methode nach Bräunling gehen mehr Parameter ein als in die anderen beiden Methoden. Es kann angenommen werden, dass die Methode nach Bräunling genauer ist, der Beweis kann aber nicht geführt werden. Der Schub nach Scholz und Howe fällt nahezu linear mit der Höhe ab. Der Schubverlauf nach Bräunling zeigt eine deutliche Nichtlinearität. Es wird die Steigzeit von 0 km auf 11 km Höhe berechnet nach a) und b), mit jeder der drei Schubberechnungen. Dabei wird jeweils der Unterschied in der Steigzeit ermittelt. Aufgrund der Nichtlinearität im Schubverlauf zeigt die Methode nach Bräunling dann auch den größten Unterschied zwischen den Berechnungsmethoden von 7,1 %. Bei einer Schubberechnung nach Scholz ergeben sich 1,7 % und nach Howe 1,4 %. Wenn bereits zu Beginn Vereinfachungen, z.B. bezüglich des Triebwerksschubes, vorgenommen wurden, ist es in Hinblick auf den Aufwand und die zu erreicheneden Ergebnisse möglich, und zum Teil sinnvoll, die Berechnungen der Steigzeit mittels linearer Abnahme der vertikalen Geschwindigkeit durchzuführen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es hier um den Vergleich von zwei Methoden zur Berechnung der Steigzeit geht und nicht um die Bewertung von Methoden zur Schubberechnung (für die keine Vergleichswerte vorlagen). ----- Praktischer Nutzen – Es konnte festgestellt werden, dass eine einfache Formel zur Berechnung der Steigzeit mit geringem Fehler angewandt werden kann – insbesondere wenn Methoden zur Schubberechnung vorliegen, bei denen der Schub annähernd linear mit der Höhe abnimmt. Bei großem Aufwand und realitätsnaher Betrachtung, z.B. nach Bräunling, führt der lineare Ansatz jedoch zu einem zu großen Fehler. Hierfür sollte die Berechnung der Steigzeit mittels Integration durchgeführt werden. ger
dc.language.iso ger ger
dc.publisher Hamburg : Aircraft Design and Systems Group (AERO), Department of Automotive and Aeronautical Engineering, Hamburg University of Applied Sciences
dc.relation.requires https://doi.org/10.7910/DVN/MX3K1B
dc.rights CC BY-NC-SA 4.0 ger
dc.rights.uri https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ ger
dc.subject aircraft eng
dc.subject flight eng
dc.subject flight mechanics eng
dc.subject jet engine eng
dc.subject thrust eng
dc.subject climb eng
dc.subject Flugzeug ger
dc.subject Steigflug ger
dc.subject Flugleistung ger
dc.subject Strahltriebwerk ger
dc.subject Schub ger
dc.subject.classification Luftfahrt ger
dc.subject.classification Luftfahrzeug ger
dc.subject.classification Flugmechanik ger
dc.subject.classification Flugtriebwerk ger
dc.subject.ddc 600 | Technik ger
dc.subject.ddc 620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau ger
dc.subject.ddc 629,1 | Luft- und Raumfahrttechnik ger
dc.subject.lcsh Aeronautics eng
dc.subject.lcsh Airplanes eng
dc.subject.lcsh Airplanes--Performance eng
dc.subject.lcsh Airplanes--Turbojet engines eng
dc.title Die Genauigkeit einer vereinfachten Berechnung der Steigzeit von Flugzeugen ger
dc.type book ger
dc.type Text ger
dc.relation.urn http://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:18302-aero2018-02-28.018
dc.relation.other https://n2t.net/ark:/13960/t4vj31h1x
dc.description.version publishedVersion ger
tib.accessRights frei zug�nglich ger


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