BA6 – Grundlagen der Flugmechanik

Die Studierenden erwerben im Modul „Grundlagen der Flugmechanik“ das luftfahrttechnische Grundwissen zur Beurteilung und Berechnung von Flugleistungen eines aerodynamisch getragenen, konventionellen Flächenflugzeugs. Hierzu zählen im Einzelnen die folgenden Inhalte:

• Die Studierenden erhalten einen Überblick über die Ziele und Aufgaben der Flugmechanik, die Einordnung des Fachgebiets in die Disziplinen der Luftfahrttechnik und die Bedeutung der Flugmechanik in den Wirkungsschleifen der Flugführung.
• Die Studierenden werden vertraut gemacht mit grundlegenden Modellvorstellungen
  • der Umgebung, in der sich das Flugzeug bewegt (z.B. Atmosphäre),
    der am Flugzeug angreifenden aerodynamischen Kräfte,
  • deren Zustandekommen und deren Zusammenhänge (z.B. Flugzeugpolare) und
  • der Antriebskraft und deren Abhängigkeit vom Flugzustand für die wichtigsten idealisierten Antriebsarten.
• Die Studierenden lernen die Grundgleichungen für die wichtigsten Bezugsflugzustände (z.B. Gleitflug, horizontaler Geradeausflug, Steigflug, horizontaler Kurvenflug) im Hinblick auf die Beurteilung der Punktleistungen des Flugzeugs kennen. Dabei werden die Studierenden in verschiedene analytische Berechnungsmethoden der Flugleistungsrechnung eingeführt, wie z.B.:
  • Bestimmung der Optimalgeschwindigkeit,
  • Berechnung des besten Gleitens,
    Ermittlung von minimaler und maximaler Fluggeschwindigkeit,
    Berechnung des Triebwerksleistungsbedarfs für verschiedene Flugzustände,
  • Bestimmung der maximalen Flughöhe,
  • Ermittlung der Steigleistungen (schnellstes bzw. steilstes Steigen),
  • Begrenzungen des Kurvenflugvermögens (Lastfaktor, maximaler Auftrieb, Triebwerksleistung),
  • Bestimmung des minimalen Kurvenradius und der minimalen Kursänderungszeit.
• Ausgehend von der Diskussion der Punktleistungen werden die Studierenden mit dem Begriff des Flugbereichs und der Interpretation des Höhen-Machzahl-Diagramms vertraut gemacht. Die Studierenden lernen die zugrunde liegenden Prinzipien, die Flugbereichsgrenzen qualitativ zu definieren.
• Die Studierenden erhalten eine Einführung in ein ausgewähltes, weiterführendes Wissensgebiet der Flugmechanik. In diesem Zusammenhang erwerben die Studierenden Kenntnisse zu
  • Flugleistungsbetrachtungen für Flugabschnitte, wie z.B. Start, Landung, Streckenflug, Beschleunigungsflug, Steigflug;
    oder
  • Fragestellungen der statischen Stabilität und Steuerbarkeit des Flugzeugs. Hierzu wird der Begriff des aerodynamischen Moments, insbesondere des Nickmoments und dessen Zustandekommen (Beitrag des Höhenleitwerks) eingeführt.