A05: Flugdynamikmodelle und Handling-Eigenschaften

Disziplin Flugphysik

Projekt A05 trägt Open-Source-Flugdynamikmodelle bei, die es erlauben alle Erkenntnisse aus den aerodynamischen Untersuchungen, die Fortschritte beim Antrieb und die neuen Flugregelungs- (und Allokations-) Algorithmen zu integrieren. Somit gehen diese Modelle über den aktuellen Stand der Technik hinaus und erlauben die Analyse und Erforschung der Handling-Eigenschaften. Es werden neue Methoden zur Flugdynamikmodellierung untersucht und ein Modul bereitgestellt, das die Handling-Eigenschaften sowohl für den verteilten Antrieb als auch für die Schubvektorsteuerung möglichst automatisch auswertet. Weiterhin soll untersucht werden, inwieweit sich die Flugeigenschaften durch Ausnutzung der Konzepte des verteilten Antriebs oder der Schubvektorsteuerung in Verbindung mit neuen Regelungsalgorithmen noch verbessern lassen.

Motivation

Wie kann die Handhabungsqualität hochintegrierter Flugzeugkonfigurationen effizient benchmarkt werden?

  • Die Handhabungsqualität (HQ) wird maßgeblich von neuen Gesamtkonfigurationen und Steuerzuweisungsalgorithmen beeinflusst.
  • Neue Flugdynamikmodelle sind erforderlich, die komplexe aerodynamische Wechselwirkungen berücksichtigen.
  • Ergebnisse aus aerodynamischen Untersuchungen müssen integriert werden.

Ziel

Benchmarking der Handhabungsqualität basierend auf Flugdynamikmodellen

  • Entwicklung eines White-Box-Flugdynamikmodells für hochintegrierte Flugzeugkonfigurationen: 1. Verbessert das physikalische Verständnis. 2. Erleichtert zukünftige Modellierungsarbeiten. 3.Veröffentlichung der Software als Open-Source-Code
  • Automatisiertes Benchmarking der Handhabungsqualität für hochintegrierte Flugzeugkonfigurationen: 1. Ermöglicht eine umfassende Analyse und Optimierung der Handhabungsqualität. 2.Vereinfacht zukünftige Benchmarking-Prozesse

Lösungsansatz

Das Projekt umfasst die Entwicklung eines physikbasierten Flugdynamikmodells, das sich auf die starren Körpergleichungen der Bewegung konzentriert und eine nichtlineare erweiterte Traglinienmethode implementiert, die automatisch aus Geometriedaten parametrisiert wird. Weitere Verbesserungen umfassen eine neue Erweiterung der Traglinienmethode zur Kopplung mit dem Propellermodell und die Verwendung von Modellen höherer Ordnung (RANS und LES) zur Kalibrierung. Die Validierung und die vorläufige Unsicherheitsquantifizierung zielen darauf ab, die Sensitivität unsicherer Parameter zu identifizieren. Schließlich analysiert die Untersuchung die Flugdynamikeigenschaften und die Handhabungsqualitäten, vergleicht sie aus der Perspektive von Piloten und Autopiloten mit klassischen Flugzeugkonfigurationen und quantifiziert das Handhabungsqualitätsniveau gemäß dem Military Handbook 1797A.

Rolle in SynTrac

  • Input von A06 (Geometrie), A04 (Regler), B02, B04, A03 (hochaufgelöste Daten)
  • HQ to A03, A04, A05

An "A05: Flugdynamikmodelle und Handling-Eigenschaften" beteiligte Personen