Validierung eines Missionsprofils eines Ultraleichtflugzeugs unter Verwendung der Aerodynamischen Beiwerte

Abstract

Die vorliegende Abschlussarbeit befasst sich mit der Validierung eines Missionsprofils für das Ultraleichtflugzeug Breezer B400-6 unter Verwendung aerodynamischer Beiwerte. Ziel der Arbeit ist es, die aerodynamischen Eigenschaften und Leistungsdaten des Ultraleichtflugzeugs mit Hilfe klassischer Handbuchmethoden sowie der Open-Source-Plattform SUAVE zu analysieren und mit den Herstellerangaben zu vergleichen. Im Rahmen des BeHyPSy-Verbundprojektes, das die Entwicklung eines wasserstoffbasierten Antriebssystems verfolgt, dient diese Arbeit als Grundlage für die Integration alternativer Antriebskonzepte. Die Modellierung beginnt mit der Bestimmung der aerodynamischen Eigenschaften des Ultraleichtflugzeugs, woraufhin das Missionsprofil mit Hilfe von physikalisch basierten Berechnungsmethoden und umfassenden Simulationsmethoden entwickelt wird. Widerstands-, Auftriebs- und Leistungskennwerte werden für beide Ansätze - Handbuchmethoden und SUAVE - berechnet und verglichen. Die Ergebnisse der Methoden zeigen eine hohe Korrelation mit nur geringen Abweichungen, die hauptsächlich auf unterschiedliche Berechnungsansätze der aerodynamischen Kenngrößen zurückzuführen sind. Die gewonnenen Erkenntnisse validieren das bestehende Missionsprofil und tragen zur Optimierung zukünftiger Modellierungsansätze bei. Der durchgeführte Vergleich stellt somit eine wichtige Basis für weitere Untersuchungen im Bereich alternativer Antriebssysteme dar.

This thesis deals with the validation of a mission profile for the Breezer B400-6 ultralight aircraft using aerodynamic coefficients. The aim of the thesis is to analyse the aerodynamic properties and performance data of the ultralight aircraft using classic handbook methods and the open-source-platform SUAVE and to compare them with the manufacturer’s specifications. As part of the BeHyPSy joint project, which is pursuing the development of a hydrogen-based propulsion system, this work serves as a basis for the integration of alternative propulsion concepts. The modelling begins with the determination of the aerodynamic properties of the ultralight aircraft, whereupon the mission profile is developed with the help of physically based calculation methods and comprehensive simulation methods. Drag, lift and performance characteristics are calculated and compared for both approaches - handbook methods and SUAVE. The results of the methods show a high correlation with only minor deviations, which are mainly due to different calculation approaches of the aerodynamic parameters. The knowledge gained validates the existing mission profile and contributes to the optimisation of future modelling approaches. The comparison thus provides an important basis for further investigations in the field of alternative propulsion systems.