Welche Parameter werden in den frühen Entwurfsphasen bei der Bestimmung des Gewichts eines Flugzeugs berücksichtigt?

Welche Parameter werden bei der Schätzung des Gewichts eines Flugzeugs zu Beginn des Konstruktionsprozesses berücksichtigt?

Können Sie das bitte näher erläutern? Da Sie Kunstflug und Aerodynamik markiert haben, nehme ich an, dass Sie an etwas Bestimmtem interessiert sind?
Für? Fracht/Passagier/Jäger/Bomber/Landwirtschaft/Seepatrouille/Kunstflug/Mikroleichtflugzeug? Bausatz/GA?

Antworten (2)

Jedes Design beginnt mit einem Missionsprofil. Als Konstrukteur erhalten Sie die Nutzlast, Reichweite und Geschwindigkeit und möglicherweise Einschränkungen wie die maximale Landebahn und müssen dann eine Konfiguration erstellen.

Wenn Sie das in der Hand haben, schauen Sie, was andere zuvor erreicht haben. Es gibt Sammlungen von Gewichtsdaten für verschiedene Konstruktionen und ihre Teile sowie Formeln, die die Hauptparameter so kombinieren, dass die Gewichte mehr oder weniger gut aufeinander abgestimmt sind, wenn sie über dem Ergebnis dieser Gleichung aufgetragen werden. Geben Sie die Nummer Ihres neuen Designs ein und Sie erhalten etwas, das innerhalb von ±10 % des Realismus liegt. Dies wird als parametrische Gewichtsschätzung bezeichnet (PDF!).

Da Sie nur betrachten können, was Sie haben, beginnen Sie mit den Grenzen der Dimensionierungsmission:

  • Nutzlast
  • Reichweite oder Ausdauer
  • Gewünschte Reisegeschwindigkeit und Höhe
  • Betriebsbeschränkungen wie Landebahnlänge, Betrieb von unvorbereiteten Feldern, Bedrohungsszenario.

BEARBEITEN:

@Peter hat Recht: Die Kosten pro Kilo Flugzeugzelle und pro Sitzmeile (wo zutreffend) sind ebenfalls eine Anfangsanforderung, und für die Kostenminimierung wird gesorgt, indem die kleinstmögliche Flugzeugzelle konstruiert wird, die alle Anforderungen erfüllt und gleichzeitig bewährte Technologie verwendet. Und die parametrische Dimensionierung funktioniert nur, wenn sie auf bewährter Technologie basiert.

Ich denke, was Sie in Laiensprache als Missionsprofil bezeichnen, wären Designziele und beabsichtigter Zweck? Die Optimierung eines Designs könnte ähnlich wie die lineare Programmierung betrachtet werden, da Sie Ziele, Variablen und Einschränkungen haben. Abhängig von einer Reihe von Faktoren kann das MTOW von diesen Dingen abweichen.
Ich denke, in der heutigen Geschäftswelt müssen ROI, Gesamtbetriebskosten und Betriebskosten ebenfalls Faktoren sein.
@Peter: Das Ziel ist es, das kleinste Design zu finden, das die Anforderungen erfüllt, nicht irgendein. Dies und die Verwendung bewährter Technologie halten die Kosten niedrig. Die parametrische Dimensionierung funktioniert nur, wenn sie auf bewährter Technologie basiert.

Bei der Gestaltung müssen die Designer berücksichtigen:

  1. Die Menge und Art der Materialien, die für die Flugzeugzelle verwendet werden. Viele Flugzeuge, die heutzutage hergestellt werden, verwenden Verbundmaterialien, weil sie stärker und leichter als Metalle sind. Auch die Motoren spielen dabei eine große Rolle, denn sie müssen einen gewissen Schub erzeugen, ohne zu viel Gewicht hinzuzufügen.

  2. Sie müssen auch die Nutzlast (Menge an Treibstoff, Passagieren und/oder Fracht oder andere Dinge) berücksichtigen, die das Flugzeug transportieren wird.

Das Gewicht des/der Motors/Motoren kann ebenfalls erheblich sein
@DanPichelman Fällt unter die verwendeten Materialien. Ich werde in der Antwort jedoch etwas über die Motoren hinzufügen.