Untersuchung der Auswirkungen von externen Installationen auf die Flugeigenschaften der Boeing 747-8

Abstract

In dieser Arbeit werden die Auswirkungen von externen Rumpfmodifikationen auf die Flugeigenschaften der Boeing 747-8 untersucht. Zu diesem Zweck wird ein Simulationsmodell der Boeing 747-8 für die open-source Flugdynamiksoftware JSBSim entwickelt und anhand der Daten eines von Lufthansa Technik durchgeführten Testflugs validiert und kalibriert. Im Anschluss daran werden für zwei unterschiedliche Modifikationstypen die veränderten Flugeigenschaften in verschiedenen Flugmanövern untersucht und der Einfluss der Modifikationen auf die Eigenschaften der Stabilität und die Steuerbarkeit der Boeing 747-8 bewertet. Für die erste untersuchte Modifikation ist dabei ein Einfluss auf die Gierbewegung des Flugzeugs festzustellen wohingegen der Einfluss auf die Rollbewegung für die untersuchten Flugmanöver vernachlässigt werden kann. Die zweite externe Modifikation am Rumpf der 747-8 zeigt eine Beeinflussung der Effektivität des Höhenleitwerks wodurch sich für die untersuchten Trimmzustände der notwendige Ausschlag des trimmbaren Höhenleitwerks vergrößert.

In this thesis, the effects of external fuselage modifications on the flight characteristics of the Boeing 747-8 are investigated. For this purpose, a simulation model of the Boeing 747-8 for the flight dynamics software JSBSim is developed. The model is validated as well as calibrated based on data from a test flight performed by Lufthansa Technik. Subsequently, the changed flight characteristics in different flight maneuvers are analyzed for two types of fuselage modifications and the influence of the modifications on the stability characteristics and controllability of the Boeing 747-8 is evaluated. The first modification shows an impact on the yawing motion of the aircraft, whereas the influence on the rolling motion can be neglected for the analyzed maneuvers. The second modification shows an influence on the effectivity of the horizontal stabilizer, which results in an increased necessary deflection of the trimmable horizontal stabilizer for the investigated trim conditions.