Wie kann ich einen Rumpf modifizieren, um die Nutzlast zu erhöhen?

Ich entwerfe einen regionalen Turboprop für eine Universitätsaufgabe. Die Designanforderungen sind denen der Dash 8 Q400 in Bezug auf Passagierkapazität (90 Personen), Geschwindigkeit, Reichweite und Anforderungen an die Landebahnlänge sehr ähnlich. Der Unterschied besteht darin, dass die erforderliche Nutzlastmasse um 35 % höher ist (8.500 kg bis 11.500 kg).

Also habe ich meine Flügel und meine Motoren und Steuerflächen und Klappen dimensioniert und sie sind alle größer. Mein Problem ist jetzt der Rumpf. Da die Passagierkapazität gleich ist, habe ich weniger Motivation, die Abmessungen zu erhöhen.

Das Erhöhen des Durchmessers zugunsten von mehr Innenvolumen erscheint ineffizient; Ich brauche nicht mehr Platz im Gang und auf den Armlehnen. Andererseits würde eine Vergrößerung der Länge (ohne Vergrößerung des Durchmessers) eine schwerere Rumpfstruktur bedeuten.

Auch wenn der Rumpf verlängert ist, wohin bringe ich die Ladung? Beim Q400 befinden sich die Laderäume direkt am Heck und direkt vor dem Cockpit. Aber wenn das meine Lösung ist, verlagere ich den Schwerpunkt und erzeuge noch größere Biegemomente.

Meine bisherigen Ideen sind, einen Frachtraum in der Nähe des Schwerpunkts zu schaffen, der wahrscheinlich Sitzplätze aufteilen würde, oder den verfügbaren Platz unter dem Boden der Kabine zu nutzen. Ich habe jedoch keine Designs gesehen, die diese Ideen unterstützen (für schmale Körper).

Ich habe versucht, nach zweimotorigen Turboprops mit ähnlicher Nutzlast zu suchen, das einzige, das ich gefunden habe, war die C-27J Spartan (Militärtransporter), aber sie ist praktisch für Fracht ausgelegt.

Kann mir jemand einen Rat geben, wie ich weiter vorgehen soll? Ich habe ziemlich viel gelesen und recherchiert, kann aber diesen Aspekt des Designs nicht lösen.

Hier ist das Kabinenlayout mit 74 Sitzen für den Q400.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wollen Sie das Nutzlastvolumen oder die Nutzlastmasse erhöhen? Sie erhalten jeweils unterschiedliche Antworten.
Wenn Ihre Anzahl der Passagiere angegeben ist, ist auch deren Gewicht angegeben. Die ICAO hat Standard-Passagiermassen , die mit der Reichweite zunehmen. Worin besteht die zusätzliche Nutzlast? Wie @jamesqf sagt, macht es einen Unterschied, ob es Styroporblöcke oder Ziegel sind.
@ Jamesqf, Nutzlastmasse auf 11.500 kg (von 8.500 kg des Q400).
@PeterKämpf Danke, ich hatte die Standard-ICAO-Massen noch nicht gesehen. Die Auftragsbeschreibung sieht 90 Passagiere mit 106 kg (!) vor, aber das Flugzeug muss eine Nutzlast von insgesamt 11.500 kg tragen können. Seltsamerweise ist der Konstruktionsfahrer für Kurzstreckenflüge von 600 km ausgelegt, ich weiß nicht, warum die Passagiere so viel Gepäck brauchen.
Vielen Dank für die Einzelheiten. Sollte man von der Nutzlastdichte der ICAO von 161 kg/m³ ausgehen oder ist ein anderer Wert angegeben? Es wird nicht empfohlen, die Kabine in zwei Teile zu teilen (Notausstiege!), also machen Sie den Rumpf breiter und gewinnen Sie mehr Platz unter dem Kabinenboden.
@Peter Kämpf: Außerdem muss man bedenken, wie dicht die Ladung sein wird. Wenn es dicht ist, sollten Sie es irgendwo in der Nähe des Schwerpunkts haben. Wenn es leicht, aber sperrig ist, haben Sie ein ganzes Stück mehr Freiheit.

Antworten (1)

Sie haben wirklich nur zwei Möglichkeiten; dehnen oder anschwellen.

Der Q400 verfügt bereits über eine „Kombi“-Konfigurationsoption mit 50 Sitzen vorne und einem Laderaum, der das hintere Drittel der Kabine einnimmt. Wenn Sie also nur ein paar weitere Stecker hinzufügen möchten, einen (kleineren Stecker) vor den Flügeln und einen achtern, um 74 Sitze plus eine große Ladefläche zu erhalten, können Sie das tun und einfach die strukturellen Anforderungen anpassen, um mit dem noch längeren fliegenden Bleistift fertig zu werden, der sich ergibt. Sie können einen Frachtraum achtern und eine Passagierkabine vorne haben, mit den entsprechenden Gewichts- und Balanceanforderungen und Einschränkungen für das Laden von Passagieren und Fracht, genau wie bei jedem anderen geteilten Kombi-Layout.

Im Fall des Q400 selbst ist seine Konfiguration bereits an der äußersten Grenze dessen, was Sie mit Rumpfstrecken auf einem solchen 4-Quer-Rohrdurchmesser tun können, nachdem er mit 36 ​​Sitzen im Original begonnen hatte. Das Flugzeug leidet aus diesem Grund unter Problemen mit der Heckfreiheit, da die Fahrwerkbeine begrenzt sind, um das lange Heck zu berücksichtigen (Landung mit weniger als vollen Klappen - es gibt ein paar Zwischenlandeklappeneinstellungen - hat eine hohe Das Risiko von Heckschlägen und die Nicklage müssen beim Landeausflug sehr sorgfältig gehandhabt werden).

Ich denke, Sie würden ein besseres Flugzeug bekommen, wenn Sie mit "Swell" gehen und den Rohrdurchmesser so weit erhöhen, dass Sie eine Kabine mit einer Breite von 5 (ca. 2 Fuß) erhalten, mit 2 auf der linken Seite und 3 auf der rechten Seite. Eine 5-Quer-Kabine für 74 Personen würde nur 15 Reihen benötigen, wobei der Rest für Fracht frei bleibt, und diese zusätzliche Breite und der verkürzte Passagierbereich könnten es Ihnen sogar ermöglichen, den Rumpf etwas zu kürzen, wodurch in Ihrem ursprünglichen Design ein gewisses Dehnungspotenzial verbleibt ( Sie erhalten möglicherweise sogar Bonuspunkte, wenn Sie dies berücksichtigen).

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Danke, sehr informativ. Ich denke, das ist einer der Gründe, warum die Leute sagen, der Q400 sei schwer zu landen. Mir war nicht klar, dass Heckschläge die Kupplungslänge (?) des Flugzeugs begrenzen, aber es ist definitiv etwas, das ich in meinem Bericht ansprechen werde. Ich werde wahrscheinlich die zweite von Ihnen empfohlene Konfiguration verwenden, aber die Sitze etwas nach hinten verschieben, damit das Gepäck sowohl hinten als auch vorne verteilt werden kann. Ich habe jetzt ein Bild vom Q400-Kabinenlayout in meinem Beitrag gepostet, so ungefähr nur mit 5 Sitzplätzen nebeneinander.
Das würde funktionieren, wenn Sie den vorderen Laderaum nur auf einer Seite hätten. Ein Problem bei großen hinteren Laderäumen ist, dass Sie einen beladenen Laderaum mit einer leeren Kabine am Boden zulassen müssen, und Sie könnten gezwungen sein, die Ausrüstungsposition zu verschieben weiter hinten, was ein größeres horizontales Heck erfordert, oder schlimmer noch, eine Heckstrebe enthalten. Bedenken Sie also, dass in C von G-Berechnungen. Hecktriebwerksjets haben dieses Problem, wenn keine Passagiere an Bord sind, weil das Gewicht der Triebwerke liegt, und platzieren Sie das Getriebe weiter achtern als nötig für die normal belastete C-of-G-Anforderung, um eine Heckstrebe zu vermeiden und ein größeres Höhenruder für die Drehung auf TO zu erfordern.
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