Methodik zur modellbasierten Prognose von Flugzeugsystemparametern im Vorentwurf von Verkehrsflugzeugen

Heutzutage fallt der frühzeitigen, detaillierten Bewertung von Flugzeugsystemen im Flugzeugentwurf ein immer größer werdender Stellenwert zu, da die vorgesehenen Technologien und Konzepte einen wesentlichen Einfluß auf die spätere Wirtschaftlichkeit und damit auf den Erfolg eines Entwurfes haben. Die bisher verwendeten Modelle beruhen auf einer statistischen Auswertung gebauter Flugzeuge und berücksichtigen meistens nur ein bis zwei Eingangskennwerte. Die dabei zugrunde liegenden physikalischen Zusammenhänge werden daher nur unzureichend abgebildet, weshalb eine Anwendung dieser Modelle auf einen Entwurf mit neuen Systemarchitekturen, -konzepten und -technologien nur sehr ungenaue Ergebnisse liefert. Der Einfluß der Flugzeugsysteme auf das Gesamtflugzeug ist einerseits durch ihre Masse und den daraus resultierenden Kraftstoffverbrauch von großer Bedeutung. Andererseits ist für den Betrieb der Systeme Leistung erforderlich, die sich über das Triebwerk ebenfalls auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Durch diesen Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit des Flugzeuges ist die BelÜcksichtigung der Systeme bereits im frühen Entwurfsstadium notwendig. Diese Arbeit stellt eine entsprechende Methodik und das daraus entwickelte physikalisch basierte Systemmodell vor, mit dem eine Prognose von Flugzeugsystemparametem unter Berücksichtigung von Architekturen und Technologien bereits im Vorentwurf möglich ist. Die Methodik gliedert sich in drei Schritte: „Identiflkation der Haupteinflüsse“, ,, Bildung der Funktionale„ und ,, Adaption anhand gebauter Flugzeuge“. Im ersten Schritt werden auf der Systemebene und der Hauptkomponentenebene dominante Teile bestimmt, die zusammen etwa 80 % der Summe des betrachteten Parameters ausmachen. Für die ausgewählten Elemente werden dann im zweiten Schritt die physikalischen Funktionale ennittelt und für die Anwendung im Vorentwurf angepaßt. Im letzten Schritt erfolgt eine Adaption der Funktionale anhand realer Daten gebauter Flugzeuge, um die nicht berücksichtigten Komponenten und Vereinfachungen auszugleichen.