Entwicklung von Rollsteuerungskonzepten für Transportflugzeuge in Verbindung mit der Strukturdimensionierung des Flügelkastens

Abstract

Diese Arbeit umfasst aeroelastische Untersuchungen am Common Research Model Flü-gel. Für diese Untersuchungen wird der Einfluss verschiedener Parameter auf das Roll-verhalten des CRMs untersucht. Es wird mit dem MONA Prozess aufgebaut. Schwerpunkt der Untersuchungen ist ein Rollkonzept mit einem teilweise flexiblen Flügel, das heißt die äußeren Querruder sollen im Hochgeschwindigkeitsbereich Ruderumkehr bewirken. Hier-für müssen die Parameter so gewählt werden, dass die inneren Querruder eine geringe und die äußeren Querruder eine möglichst große Verwindung und Durchbiegung beim Rollen bewirken. Als Parameter wurden untersucht, die Querrudergeometrie, das Flügel-kastenmaterial, sowie verschiedene Randbedingungen bei der Dimensionierung des Flü-gelkastens. Diese Arbeit hat ergeben, dass für dieses Rollkonzept durch eine gezielte Auslegung des Flügels eine ausreichende Querruderwirksamkeit für jeden Flugbereich gewährleistet werden kann und somit ein leichterer Flügel gestaltet werden kann als für einen rein steif ausgelegten Flügel.

Inside this report different aeroelastic variants of the Common Research Model wing were studied. Therefore several parameters were analysed with regards to the rolling proper-ties. The model is build up with the MONA process. The focus is on a rolling concept with a partial stiff and partial flexible wing. That means the outer ailerons use control reversal in high speed flight for the rolling. For the stiff wing the inner ailerons need to cause little twist and bending for the roll in order to act as a stiff wing, while the outer ailerons need to provide a large twist and bending in order to create control reversal. The studied parame-ters are the aileron geometry, the wing box materials and constraints for the sizing of the wing box. This thesis shows, that the studied roll concept can be realized with the right pa-rameters to have a lighter, more flexible wing compared to the stiff wing, using control re-versal for the outer ailerons for high speeds.