Entwurf eines viersitzigen Flugzeugs aus carbonfaserverstärkten Rumpf mit Elektromotoren

Abstract

In der Luft- und Raumfahrt besteht ein größerer Anteil der Struktur meist aus leichtbaugerechtem Material. Bei Verkehrsflugzeugen ist eine derartige Umsetzung seit längerem bekannt. Bei Kleinflugzeugen allerdings ist selten eine solche Optimierung vorgenommen worden. Die Struktur eines heutigen Kleinflugzeugs besteht zum größten Teil aus Aluminium. Durch die Optimierung der Struktur mit carbonfaserverstärktem Kunststoff kann man bedeutende Vorteile sowohl für die Umwelt als auch für den Verbraucher gewinnen. Hierdurch wird neben der Masseneinsparung auch an Festigkeit gewonnen. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird ein Kleinflugzeug entworfen, dessen Rumpf aus carbonfaserverstärktem Kunststoff besteht. Das Flugzeug soll eine Kapazität für vier Sitze in Flugrichtung enthalten und zusätzlich Platz für Sonderwünsche bieten. Außerdem sollen die Triebwerke durch Elektromotoren angetrieben werden. Hierfür werden die Elektromotoren aus dem schon vorhandenen Elektroflugzeug E-Fan von Airbus auf ihre Eignung hin untersucht.

In aerospace, a significantly larger part of the structure is usually built with some sort of lightweight material. Therefore, in commercial aircraft, such an implementation has been used for a considerably long time; whereas in small aircraft, such an optimization has rarely been undertaken. Currently modern, small aircraft generally are built with more aluminum rather than lightweight material.The proposal of fiber composite optimization to the main structure of an aircraft can be very beneficial, both environmentally and economically. In addition to the massive monetary savings, the strength of the aircraft will be increased. In Conclusion, in this master thesis, a small aircraft has been designed with a fuselage made of fiber composite. The airplane shall accommodate four seats and additional spaces for upcoming requests. In addition, the engines are designed to be powered by electric motors. For this purpose, the electric motors from the already existing electric aircraft E-Fan from Airbus are being examined.