Modellbildung und Simulation beim Flugzeugbau

Diskutiere Modellbildung und Simulation beim Flugzeugbau im Luftfahrzeuge allgemein Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Hallo benötige für ein Referat in Informatik ein paar Materialien über Modellbildung und Simulation beim Flugzeugbau. Hat vielleicht einer...

A340-313X

Fluglehrer
Dabei seit
27.09.2004
Beiträge
249
Zustimmungen
4
Ort
Marsberg
Hallo

benötige für ein Referat in Informatik ein paar Materialien über Modellbildung und Simulation beim Flugzeugbau.

Hat vielleicht einer ein paar Informationen für mich?

MfG Björn
 
Schorsch

Schorsch

Alien
Dabei seit
22.01.2005
Beiträge
12.762
Zustimmungen
5.716
Ort
mit Elbblick
A340-313X schrieb:
Hallo

benötige für ein Referat in Informatik ein paar Materialien über Modellbildung und Simulation beim Flugzeugbau.

Hat vielleicht einer ein paar Informationen für mich?

MfG Björn
Bitte etwas konkreter. Brauchst Du Gleichungen, Algorithmen, Modellierung. Was genau?
 

A340-313X

Fluglehrer
Dabei seit
27.09.2004
Beiträge
249
Zustimmungen
4
Ort
Marsberg
Allgemeine Informationen. Nicht so ein fachchinesich, was keiner kennt.
vielleicht Beispiele aus dem Flugzeugbau und ein paar Bilder und wo so was genau verwendet wird.

MfG Björn
 
Schorsch

Schorsch

Alien
Dabei seit
22.01.2005
Beiträge
12.762
Zustimmungen
5.716
Ort
mit Elbblick

A340-313X

Fluglehrer
Dabei seit
27.09.2004
Beiträge
249
Zustimmungen
4
Ort
Marsberg
Habe gerade meinen Lehrer gefragt (muss bis 15 Uhr nachsitzen) und der nimmt auch das fachchinesich.
Also kann ich auch das verwenden.

MFG Björn
 
Schorsch

Schorsch

Alien
Dabei seit
22.01.2005
Beiträge
12.762
Zustimmungen
5.716
Ort
mit Elbblick
Ich werde mal was dazu schreiben. Kommt morgen.
 
Schorsch

Schorsch

Alien
Dabei seit
22.01.2005
Beiträge
12.762
Zustimmungen
5.716
Ort
mit Elbblick
Modellbildung beim Flugzeug

Beispiel Flugsteuerung.
Kurz und Dreckig.

Grundprinzip ist das man die am Flugzeug wirkenden Kräfte und Kinematik in eine Reihe von Gleichungen zusammenfasst. Diese Gleichungen sind Differentialgleichungen erster Ordnung, also die Abhängige y ist die Ableitung der Variabel x.
Je nach erwünschter Komplexität des Modells können es zwischen 9 und 15 Gleichungen sein.
Die Funktionen y=f(x) werden dabei stark vereinfacht. x sind in diesem Falle Größen wie Ruderausschläge oder Fluggeschwindigkeit. Am Ende hat man Gleichung etwa diese Form:
y = x1*a1 + x2 * a2 + x3 * a3 + …. + xN * aN
x sind dabei Variabeln
a sind feste Faktoren, die an sich auch Funktionen von x sind, aber die zwecks Vereinfachung konstant bleiben (Linearisierung, dazu später mehr)
y ist die gesuchte Größe, zum Beispiel eine Beschleunigung

Mit dem Gleichungssystem:
y1=f(x1,x2,x3,…,xN)
y2=f(x1,x2,x3,…,xN)
y3=f(x1,x2,x3,…,xN)
….
yN=f(x1,x2,x3,…,xN)

kann man nun den Rechner füttern. Da es sich um lineare DGL erster Ordnung handelt, kann numerisch integriert werden. Das ist programmatisch einfachste Sache und kann mit ner schönen Euler-Routine schon einigermaßen voran gebracht werden. Runge-Kutta in seinen verschiedensten Ausführungen sticht natürlich stets und erlaubt zumeist höhere Genauigkeit bei höherer Geschwindigkeit (ich sag nur „variabel step integration“).

Das ganze nennt sich dann Simulation. Anhand der Startwerte für x1…xN kann die Flugsituation bestimmt werden und die Werte auch während der Simulation variiert werden. Somit lässt sich ein mathematisches Flugmodell erstellen, welches dafür genutzt werden kann, bestimmte Steuerungskonzepte auszuarbeiten.

Die Wissenschaft steckt dabei in den Größen a1…aN. Der Rest ist eigentlich nur Mathematik (und nicht mal sonderlich schwierige). Mit den a-Größen bestimme ich mein Flugzeug. Die Gleichungen sehen für einen Eurofighter genau so aus wie für einen A380, aber die a-Größen unterscheiden sich stark.
Im a liegt quasi das A und O.

Mal ein Beispiel:
u_punkt ist meine Beschleunigung in Richtung vorne.
u_punkt = Gewichtskraft/Masse + Schub/Masse + (Aerodynamische Kräfte)/Masse
Jeweils die entsprechenden Kraftkomponenten.

Aerodynamische Kraft kann geschrieben werden als:
Widerstand + Steuerkraft + Auftrieb

Der Auftrieb ist eine Funktion von:
- Geschwindigkeit u (deswegen Differentialgleichung)
- Anstellwinkel
- Machzahl (fast das gleiche wie u)
- Schiebewinkel
- Höhe
- Nickgeschwindigkeit

Man sieht also, dass die Gleichungen zwar von einfacher Gestalt sind, je nach erwünschter Aussagegenauigkeit sehr kompliziert werden können. Und das Problem ist eben die Bestimmung des Auftriebes aufgrund einer gewissen Nickgeschwindigkeit. Das muss man mit Modellen im Windkanal machen.

Literatur für normale Menschen zu diesem Thema gibt es nicht. Jedenfalls nicht das ich wüsste. Komischerweise ist man von diesem Thema auch entweder Experte mit Herz bei der Sache oder aber angewiderter Nichtwisser. Mitteldinger sind mir noch nicht über den Weg gelaufen.

Beispiel für diese a-Größen ist zum Beispiel ist der ominöse Auftriebsbeiwert. Für ein Modell begrenzter Komplexität benötige ich etwa 22 bis 30 Werte. Diese können durchaus wieder Funktionen anderer Variabeln sein.
Von wegen:
y=a1*x1 + … + aN * xN,
mit a=f(x1,…,xN),
folglich y = f1(x1, … ,xN)*x1 + …. + fN(x1, … ,xN)*xN
und dann ist der Bock fett.

Alles nicht sehr exakt. Ich könnte es bestimmt besser. Aber bekomm ja auch nix dafür.

Ach ja: Man kann auch Strukturmodelle basteln, aber da hab ich keinen Plan von.

Was machst Du nochmal? Schueler? An welcher Schule?
 

A340-313X

Fluglehrer
Dabei seit
27.09.2004
Beiträge
249
Zustimmungen
4
Ort
Marsberg
Schorsch schrieb:
Was machst Du nochmal? Schueler? An welcher Schule?
Schüler der 10 Klasse der Realschule Marsberg mit dem Neigungsfach Informatik. Danke für die Information. Hätte nie gedacht, das das so schwierig ist.
 
Schorsch

Schorsch

Alien
Dabei seit
22.01.2005
Beiträge
12.762
Zustimmungen
5.716
Ort
mit Elbblick
A340-313X schrieb:
Schüler der 10 Klasse der Realschule Marsberg mit dem Neigungsfach Informatik. Danke für die Information. Hätte nie gedacht, das das so schwierig ist.
Dann muss ich leider Gottes sagen, dass die ganze Sache etwas zu hoch fuer ein Referat ist. Um das einigermassen einzublicken sollte man mal von Differentialgleichungen gehoert haben (ich hatte Mathe-LK auf einem Gymnasium und wurde damit nicht belaemmert), man sollte wenigstens mal was von numerischer Integration gehoert haben und schlussendlich ein bisschen Einblick in Dynamik haben (Physik 11. Klasse Gym bzw Uni).
 
Thema:

Modellbildung und Simulation beim Flugzeugbau

Modellbildung und Simulation beim Flugzeugbau - Ähnliche Themen

  • Tag der offenen Tür des Flughafens Pula: MiGs, Black Hawk und Storm Wings am Himmel

    Tag der offenen Tür des Flughafens Pula: MiGs, Black Hawk und Storm Wings am Himmel: Am kommenden Samstag, 23. März, findet von 10 bis 17 Uhr der Tag der offenen Tür am Flughafen Pula statt. Alle Aktivitäten sind kostenlos und...
  • F-84 F Thunderstreak in 1:32

    F-84 F Thunderstreak in 1:32: Für die Fans des großen Maßstabs gibt es eine tolle Nachricht von dem Hersteller JETMADS: endlich erbarmt sich ein Hersteller eine 32er...
  • F-4F Phantom - Tanks und Peace Rhine

    F-4F Phantom - Tanks und Peace Rhine: Hallo liebe Phans der F-4, mit dem "Peace Rhine Upgrade" wurde bei der F-4F vom "alten" auf den neuen "F-15"-Tank unter dem Rumpf umgestellt. Das...
  • Komm, wir fliegen eine Runde!

    Komm, wir fliegen eine Runde!: Hallo, Also ratteldifatz brauche ich hier im FF bestimmt nicht vorzustellen. Aber mich, ich bin Karl, ein kleiner grüner Drache. Und weil am...
  • Die Douglas C-47D und C-53DO SKYTRAIN/DAKOTA bei der Bundesluftwaffe

    Die Douglas C-47D und C-53DO SKYTRAIN/DAKOTA bei der Bundesluftwaffe: Beim Besuch der Flugwerft Oberschleissheim wurde meine Aufmerksamkeit auf die dort ausgestellte C-47D 14+01 der Bundesluftwaffe gelenkt. Am Boden...
  • Ähnliche Themen

    Oben