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Flugsicherheitsseminar 2001 Aeroelastic/Flattern.

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1 Flugsicherheitsseminar 2001 Aeroelastic/Flattern

2 Flugsicherheitsseminar 2001Aeroelastic History Prinzip Aeroelastic Phenomens Ergebnis Flight Tests Zusammenfassung

3 Flugsicherheitsseminar 2001History Bis heute sind Aeroelastische Effekte Ursache vieler Unfälle DHC , Lokheed Electra 14, T-33, KC-135, B lost half fin, Lockheed Electra, DG600, LAK-17, F8L, LO Es gibt eine lange Liste aller Flatterunfalle die bis heute geführt wird. Auch Österr.Produkte hatten Vorfälle HK36, wing tip flow seperation due to deformation DV20 rudder vibrations HK36 air brake vibrations

4 Flugsicherheitsseminar 2001Prinzip Folgende Kräfte wirken an Bauteilen Luftkräfte(Aerodynamical Forces) Massenkräfte(Inertial Forces) Federkräfte(Elastic Forces)

5 Flugsicherheitsseminar 2001Aeroelastic Phenomens Statisch: Divergence - Ruderwirksamkeit Control Surface Reversal - Ruderwirkungsumkehr Lift Effectiveness - Auftriebsverlust Dynamisch: Flutter Buffeting

6 Flugsicherheitsseminar 2001Divergence Plastische Deformation durch Aerodynamische Kräfte Beispiel: WA18 Flaperon Verwindung

7 Flugsicherheitsseminar 2001Control Surface Reversal Ruderumkehr durch elastische Verformung, zu geringe Steifigkeit

8 Flugsicherheitsseminar 2001Lift Effectiveness Änderung der Auftriebsverteilung durch Elastische Verformung Beispiel: Torsion des Flügels

9 Flugsicherheitsseminar 2001Flutter Oscillierende nieder bis hochfrequente, stabile bis instabile Eigenerregte Schwingung. Verschiedene Flattermodes - Kombinationen von Einzelschwingungen Einzelschwingungen (Natural Frequency) mit unterschiedlichen Frequenzen Zusammenwirken von Einzelschwingung-Massenkraft-Luftkraft ist Flattern Höchstgeschwindigkeit nicht immer Kritisch Beispiel SB-8 Video

10 Flugsicherheitsseminar 2001Flattermodes Symmetrische Flattermodes –Flügelbiegung/Torsion mit Rumpfbiegung/Höhenleitwerkbiegung Assymetrische Flattermodes –Flügelrumpfbiegung mit Seitenruderrotation –Flügelbiegung mit Querruderbewegung

11 Flugsicherheitsseminar 2001Flutter - Höhe Flattern-Modes abhängig von Dichte und Geschwindigkeit

12 Flugsicherheitsseminar 2001Flutter - Höhe Flattern-Modes abhängig von Dichte und Geschwindigkeit

13 Flugsicherheitsseminar 2001Flutter - Video SB 8 im Versuch

14 Flugsicherheitsseminar 2001Buffeting Hochfrequente Instabilität durch Strömungsablösung in der Grenzschicht bedingt durch Schockwellen nahe der Schallgeschwindigkeit

15 Flugsicherheitsseminar 2001Ergebnis/Konstruktion Flugzeuge leicht und steif gebaut Ground Vibration Test erforderlich um natural frequencies zu ermitteln Dynamic Aeroelastic Computer Model Up to date Software Flight Tests FAA AC Material available

16 Flugsicherheitsseminar 2001Ergebnis/Piloten Betreiber Grenzwerte nicht überschreiten Handbücher beachten keine Änderungen am Flugzeug Fahrtmesser beachten genaue Wartung insbesonders bei Kunststoff

17 Flugsicherheitsseminar 2001Flight Tests Nur nach positiver Bodenanalyse Datenerfassungseinrichtung erforderlich Aktivierung extern erforderlich Step by Step approach Critical flight tests, structural failure will occure in less than 1 second !!!

18 Flugsicherheitsseminar 2001Conclusions Festigkeit ist im Leichtbau mit modernen Materialien ein geringeres Problem als die Steifigkeit Komplexe Analysen erforderlich Hohes Flight Test Risiko


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