Flykonstruktion

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Flykonstruktion er en gren af maskinteknik , trafikteknik . Det omfatter design, konstruktion og test af fly , og i nogle tilfælde også deres vedligeholdelse . Emnet flykonstruktion dækker også konstruktion af luftskibe , helikoptere mv.

Industriel flykonstruktion

Store fly er for det meste bygget i de dominerende luftværfter i Boeing eller Airbus . Til maskiner i mellemstore og små serier til kommerciel brug er der andre producenter (Canadair, Bombardier, Ilyushin eller tidligere BAE Systems samt producenter af sports- og forretningsmaskiner). Alle disse luftværfter samt deres leverandører kræver godkendelse som JA- eller JB -operation i overensstemmelse med internationale regler (FAR / JAR).

Store fly

De store trafikmaskiner består hovedsageligt af aluminium og i stigende grad af fibermaterialer. Først og fremmest fremstilles skrogsektioner, som senere udfyldes til skrog. Nitteknikken er stadig den mest almindelige tilslutningsteknik, hvorved nitten skal have en bestemt temperatur, når den indsættes. Hvis tiden mellem fjernelse fra klimakammeret og installationen er overskredet, kasseres disse som skrot. Den færdige skal kaldes et "grønt fly" på grund af farven på primeren, selvom grønne fly, der er klar til at flyve, sælges som sidste udstyr (f.eks. Lufthansa Technik i Hamburg konverterer grønne 737'er til forretningsfly).

Inden et fly kan gå i serieproduktion og modtage dets godkendelse, kræves forskellige destruktive og ikke-destruktive test (testflyvninger) samt talrige beregninger, analyser og simuleringer.

De test, der skal udføres, er specificeret i ATP (Acceptance Test Procedure) og registreret i ATR (Acceptance Test Report).

Hver komponentprøve skal også bestå kvalifikationstest (ofte destruktiv testning).

Efter endt kvalifikation er der typegodkendelse.

Klassificering af fly

Flykonstruktionen iwS (coll., Faktisk flykonstruktion ) omhandler konstruktion, konstruktion og design af fly af forskellig art.

Opdriftsprincip

Normalt er fly først underopdelt efter deres opdriftsprincip. Der er to grundlæggende kategorier:

Højde

For at skelne mellem rum- og rumfart bruges normalt den maksimale højde over jorden som et klassificeringskriterium. Mens rumfartøjer kan bevæge sig uden for atmosfæren, kaldes fly , der bevæger sig inden for atmosfæren, for fly . Da atmosfæren ikke har nogen streng højdegrænse, bruges generelt en fiktiv 100 km grænse.

Konstruktive klassificeringskriterier

Konstruktive klassifikationskriterier som: B.:

  • Køre:
    • Uden motordrev : Luftfartøjer i denne kategori har ikke deres eget drev (f.eks. Bundet ballon , svævefly )
    • med motordrev : fly i denne kategori har deres eget drev (varmluft, propel, jet)
    • Hybrider : kan flyttes med eller uden kraftdrev (f.eks. Motorflyvemaskiner )
  • Vingetype:
    • Rotary wing fly : er motordrevne fly, der genererer løft gennem reaktionen af ​​en eller flere roterende rotorer med luften (f.eks. Helikoptere , gyroskoper )
    • Svingfly : også ornitoptere genererer deres løft ved at svinge vingerne, analogt med fugleflyvning
    • Fast fløj fly : få deres lift fra faste vinger (fx svævefly , drevne fly )

Yderligere klassificeringskriterier

Disse kan være:

Der er også andre kriterier for klassificering af flyet, f.eks. B. efter vægt, formål eller anvendelsestype. Disse kan variere fra land til land og vedrører udover flytypen også områderne certificering, mærkning og beskatning (se især klassificering af fly i det tyske LuftVG efter flyklasser ).

Strukturelt design af fly

Luftfartøjer skal så vidt muligt være designet til deres formål og bør også være sikre og økonomiske. Plus, nyttelast og rækkevidde er højt på en designers liste.

Byggegrupper inden for flykonstruktion

Fly er opdelt i tre hoveddesigngrupper og de tilhørende designgrupper.

  • Flyskrog
Flyrammen omfatter understøtningsstrukturen, dvs. vingerne eller en propel (helikopter, gyrocopter ). Desuden tilhører flykroppen og halenheden, for at stabilisere flyveegenskaberne, kontrolenheden og landingsudstyret (nogle gange også landingshjulet for helikoptere) til flyrammen. For helikoptere er der også mekaniske samlinger og rotorbladene.
  • Kraftværk
    • Motor
    • Motorinstallation
    • Propelsystemer og funktionelle systemer
  • udstyr
Udstyrsgruppen indeholder primært instrumentering af fly, dvs. højdemålere , lufthastighedsindikatorer , radioudstyr , kompas osv. Desuden kan fly også udstyres med andet sikkerheds- eller driftsudstyr. Disse omfatter f.eks. Udslyngningssæder eller samlede redningssystemer eller, i tilfælde af nødhjælpsudstyr, kabelspil eller specielle måleinstrumenter.

Byggemetoder

Grundprincippet i alle konstruktionsmetoder er konstruktionen af ​​konstruktionen: Skroget består af stel , snore og en beklædning, som for det meste består af planker. Overfladerne består af en spar, der holder overfladen sammen på tværaksen. På sparren er der ribber i form af en profil , som giver og stabiliserer overfladens form. Fire konstruktionstyper har hersket siden flykonstruktionen begyndte. Disse kaldes:

Tømmer konstruktion

Med trækonstruktionen er flyet udelukkende lavet af træ. Konstruktionen af kroppen består af langsgående strimler , rammer og krydsfiner planker . Træfly bliver stadig bygget i serier, såsom den italienske Pioneer 300 (se også Asso V ) eller franske Robin DR 400 . Hovedsageligt blev svævefly dog ​​bygget af træ (f.eks. Schleicher Ka 6 ). Selv med denne konstruktionstype var flyoverflader delvist dækket med stof.

For at spare så meget aluminium som muligt blev flyet med det største vingespænd nogensinde (97,51 m), den store flyvende båd Hughes H-4, bygget af træ i 1942–1947 i USA. Myggen De Havilland DH.98, der blev bygget i stort antal fra 1940 til 1950, var også lavet af krydsfiner .

Blandet konstruktion

Den blandede konstruktion kombinerer trækonstruktionen med en metalrørskonstruktion. Metallrørkonstruktionen dannede for det meste skroget, som derefter blev dækket. Overfladerne var for det meste lavet af træ. Den sammensatte konstruktion bruges kun sjældent i serier i disse dage. Blandede konstruktionsfly: K 8 , Piper PA-18 eller nuværende modeller: SF 25 “Falke” skive , M&D flykonstruktion “ Samburo ”, Zlín “Savage”.

Metalkonstruktion

Metalfly er udelukkende lavet af metal. Deres overflader er ikke dækket, men planket overalt med metalplader og nittet. (Eksempel: Lad L-13 , Cessna 172 ).

Konstruktion i fiberkomposit plast

Konstruktionen af ​​fiberkomposit-plast er den konstruktionsmetode, der i øjeblikket bruges til fly. Med denne konstruktionstype er flyet lavet af kunstharpiks forstærket med glas eller kulfiber . Næsten alle komponenter er fremstillet af dette materiale. (Eksempel GRP: glasvinge Libelle , Grob G 115. Eksempel CFRP: Schempp-Hirth Ventus )

Byggemetoder

Der skelnes mellem tre konstruktionsmetoder. Disse beskriver levetiden eller udmattelsesstyrken for de vigtigste konstruktionsgrupper og også reaktionerne fra samlingerne i tilfælde af uheld. Der gøres forsøg på at nå alle destinationer på samme tid, afhængigt af flyets formål. Afhængigt af flyets formål kan et mål være i forgrunden: I tilfælde af træningsfly ville dette være den fejlsikre filosofi, så flyet stort set tilgiver piloten selv grove kontrolfejl og forbliver i en stabil flyvning position. For aerobatiske fly er dette punkt imidlertid placeret i baggrunden for at gøre flyet så manøvredygtigt som muligt.

Aktuelle forskningsemner

Strukturel udvikling

Anvendelse af FE-metoden ( begrænsede elementer ) i udvikling og optimering af flykonstruktioner, udvikling af nye konstruktionsmetoder ved hjælp af nye materialer, bukning og post-buckling adfærd.

Flykontrol, navigation

Videreudvikling af autopilot , vibrationer, dæmpning og affjedring, vækkehvirvler , moderne integrerede instrumenter, integreret navigation , kommunikation mellem menneske og maskine.

Motorudvikling

Øget ydeevne gennem mere effektive køleteknologier i møllen, udvikling af nye propel / blærekoncepter (f.eks. Kanalpropeller)

Fly og økonomi

Komponenter af den samlede pris

Den følgende tekst forklarer fordelingen af ​​de samlede omkostninger ved store kommercielle fly set fra flyselskabers perspektiv.

De samlede omkostninger består af overheadomkostningerne og de individuelle omkostninger . Selvom direkte driftsomkostninger (DOC) kan tildeles et specifikt fly direkte, kan indirekte driftsomkostninger (IOC) ikke (f.eks. Salgsomkostninger). For at kunne gøre de samlede omkostninger til erhvervsfly sammenlignelige, bruges stort set kun DOC, som yderligere kan opdeles, f.eks. B. ved at skelne mellem variable og faste omkostningskomponenter. De variable omkostninger afhænger af graden af ​​flyforbrug (f.eks. Brændstofomkostninger). Komponenter med faste omkostninger ses derimod som uafhængige af apparatets brug (f.eks. Forsikringsomkostninger). Beregningen af ​​driftsomkostninger er baseret på, at flyet afskrives over en periode på 12-14 år. Under forudsætning af konstante årlige afskrivningsbeløb kan der opstilles et omkostningsscenario for en driftsperiode.

De samlede omkostninger skyldes:

Som regel tager DOC-beregningen ikke hensyn til omkostningerne ved indlæsning af service ombord. Hvis du relaterer den årlige DOC til antallet af flyvninger, får du de gennemsnitlige omkostninger pr. Flyvning (rejseomkostninger) . Hvis du fortsætter med at dividere med den gennemsnitlige længde af implementeringsruten, får du omkostningerne pr. Kilometer. Efter at have divideret det igen med antallet af passagerkapacitet, får du enhedsomkostningerne DOC / SKO (SKO - Seat Kilometers Offered) . Enhedsomkostningerne falder betydeligt med stigende flyveafstand.

vedligeholdelse

Der er flere planlagte vedligeholdelsesarrangementer for civile fly:

  • Rejsetjek: før hver flyvning (tager ca. 30 minutter)
  • Service check: ugentligt (tager ca. 20 timer)
  • A-check: hver 250 flyvetimer (ca. hver 4. uge)
  • B-Check: hver 900 flyvetime (ca. hver 3. måned)
  • C-Check: hver 3000 flyvetimer (ca. hver 12. måned)
  • IL -check: første interval hver 12500 flyvetimer (ca. hvert 5. år)
  • D-Check: første interval hver 25.000 flyvetimer (ca. hvert 9. år)

Informationen er kun et eksempel; der er helt sikkert flytyper, som producenten f.eks. Slet ikke definerer en D-Check (f.eks. Dassault Falcon 900 EX).

Gør-det-selv fly

I de fleste lande er det muligt og også tilladt at bygge et personbærende fly selv; disse fly er derefter mærket "eksperimentelle". Tre typer er blevet etableret:

  • Konstruktion af et kitfly
  • Byg efter en købt blueprint
  • In-house udvikling af et fly

Byggeri efter kit er den mest almindelige metode. Fordel: Konstruktionerne er generelt allerede afprøvet og testet; med mere eller mindre præfabrikerede komponenter kan et fly bygges i en overskuelig tidsramme, normalt mellem 500 og 2000 timer. Sættets producent har overtaget indkøb af materialer. Prisen på et kitfly er mellem 50 og 80% af prisen på en færdig model.

Når man bygger efter en blueprint, køber man en plan fra en designer, som man derefter bruger til at bygge flyet. I dette tilfælde skal alle komponenter imidlertid fremstilles eller anskaffes internt. Afhængigt af konstruktionen er den nødvendige tid 1000–5000 timer, nogle gange endnu længere. For mange flytyper er der kun tegninger og ingen kits tilgængelige.

Det er også muligt at udvikle et fly internt. For en nybegynder er dette imidlertid ikke den sædvanlige indgang til flykonstruktion på startniveau. I teorien er det muligt at bygge ethvert objekt som et fly, hvis det kan påvises, at konstruktionen flyver pålideligt og sikkert.

At bygge et fly selv er kun muligt for private. Serieproduktion er ikke tilladt. Der kræves et typecertifikat til dette. Efter færdiggørelse må flyet kun bruges til hobbyformål; kommerciel brug er forbudt.

I Tyskland gøres det- selv- fly normalt af Oskar Ursinus Association . Denne forening støtter bygherren i tekniske og juridiske spørgsmål. Akaflieg bygger også sit eget fly.

Se også

litteratur

  • Ulrich Krüger: Historie om konstruktion af metalfly. DVS-Verl., Düsseldorf 2008, ISBN 978-3-87155-981-5 .
  • John P. Fielding: Introduktion til flydesign. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2008, ISBN 978-0-521-65722-8 .
  • Thomas C. Corke: Design af fly. Pearson Education, Upper Saddle River 2003, ISBN 0-13-089234-3 .
  • Lloyd R. Jenkinson, et al.: Flydesignprojekter for ingeniørstuderende. American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston 2003, ISBN 1-56347-619-3 .
  • Anthony M. Springer, et al.: Aerospace design - fly, rumfartøjer og kunsten at moderne flyvning. Merrell, London 2003, ISBN 1-85894-207-1 .
  • Bernd Chudoba: Stabilitet og kontrol af konventionelle og ukonventionelle flykonfigurationer - en generisk tilgang. Libri, Norderstedt 2001, ISBN 3-8311-2982-7 .
  • Daniel P. Raymer: Flydesign - en konceptuel tilgang. American Inst. Of Aeronautics and Astronautics, Reston 1999, ISBN 1-56347-281-3 .
  • Mark Davies: Standardhåndbogen til luftfarts- og astronautiske ingeniører. McGraw-Hill, New York 2003, ISBN 978-0-07-136229-0 .
  • A. Fecker: Technik im Flugzeugbau , Motorbuch Verlag, Stuttgart 2014, ISBN 978-3-613-03657-4

Weblinks

Wiktionary: flykonstruktion - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser
Hentet fra " https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Flugzeugbau&oldid=205061914 "