Refine
Document Type
- Conference Proceeding (10)
- Article (3)
Has Fulltext
- no (13) (remove)
Keywords
- Aircraft design (1)
- Correlations (1)
- Design rules (1)
- Drag (1)
- Geometry (1)
- Green aircraft (1)
- Hybrid-electric aircraft (1)
- Statistics (1)
- Unmanned Air Vehicle (1)
Institute
- Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik (13) (remove)
On the flight performance impact of landing gear drag reduction methods for unmanned air vehicles
(2018)
The flight performance impact of three different landing gear configurations on a small, fixed-wing UAV is analyzed with a combination of RANS CFD calculations and an incremental flight performance algorithm. A standard fixed landing gear configuration is taken as a baseline, while the influence of retracting the landing gear or applying streamlined fairings is investigated. A retraction leads to a significant parasite drag reduction, while also fairings promise large savings. The increase in lift-to-drag ratio is reduced at high lift coefficients due to the influence of induced drag. All configurations are tested on three different design missions with an incremental flight performance algorithm. A trade-off study is performed using the retracted or faired landing gear's weight increase as a variable. The analysis reveals only small mission performance gains as the aerodynamic improvements are negated by weight penalties. A new workflow for decision-making is presented that allows to estimate if a change in landing gear configuration is beneficial for a small UAV.
A hybrid-electric propulsion system combines the advantages of fuel-based systems and battery powered systems and offers new design freedom. To take full advantage of this technology, aircraft designers must be aware of its key differences, compared to conventional, carbon-fuel based, propulsion systems. This paper gives an overview of the challenges and potential benefits associated with the design of aircraft that use hybrid-electric propulsion systems. It offers an introduction of the most popular hybrid-electric propulsion architectures and critically assess them against the conventional and fully electric propulsion configurations. The effects on operational aspects and design aspects are covered. Special consideration is given to the application of hybrid-electric propulsion technology to both unmanned and vertical take-off and landing aircraft. The authors conclude that electric propulsion technology has the potential to revolutionize aircraft design. However, new and innovative methods must be researched, to realize the full benefit of the technology.
The results of a statistical investigation of 42 fixed-wing, small to medium sized (20 kg−1000 kg) reconnaissance unmanned air vehicles (UAVs) are presented. Regression analyses are used to identify correlations of the most relevant geometry dimensions with the UAV’s maximum take-off mass. The findings allow an empirical based geometry-build up for a complete unmanned aircraft by referring to its take-off mass only. This provides a bridge between very early design stages (initial sizing) and the later determination of shapes and dimensions. The correlations might be integrated into a UAV sizing environment and allow designers to implement more sophisticated drag and weight estimation methods in this process. Additional information on correlation factors for a rough drag estimation methodology indicate how this technique can significantly enhance the accuracy of early design iterations.
A review of guidelines and best practices for subsonic aerodynamic simulations using RANS CFD
(2019)
Wie sieht das unbemannte Flugzeug von Übermorgen aus? Dieser Frage stellen sich Forscher an der Fachhochschule Aachen. Die weltweit rasant fortschreitende Entwicklung des Marktes für unbemannte Fluggeräte (UAVs - „Unmanned Aerial Vehicles“) bietet großes Potenzial für Wachstum und Wertschöpfung. Unbemannte fliegende Systeme können – für bestimmte Anwendungsgebiete – wesentlich günstiger, kleiner und effizienter ausgelegt werden als bemannte Lösungen. Dabei sind sich viele Unternehmen über das mögliche Potential dieser Technologie noch gar nicht bewusst.
Die autonome, unbemannte Luftfahrt ist einer der Schlüsselsektoren für die Zukunft der Luftfahrt. In diesem rasant wachsenden Bereich nehmen senkrecht startende und senkrecht landende Flugzeuge (Vertical Take-Off and Landing – VTOL) einen besonderen Platz ein. Ein VTOL-Flugzeug (manchmal auch „Transitionsfluggerät“ genannt) verbindet die Eigenschaft des Helikopters, überall starten und landen zu können, mit den Geschwindigkeits-, Reichweiten und Flugdauervorteilen des Starrflüglers. Grundsätzlich wird die Senkrechtstart- und -landefähigkeit sowohl von zivilen als auch von militärischen Betreibern unbemannter Fluggeräte (UAVs) gewünscht. Trotzdem bietet der Markt nur eine geringe Anzahl von VTOL-UAVs, da qualitativ hochwertige Entwürfe eine ausgesprochene Herausforderung in der Entwicklung darstellen. An der FH Aachen wird deshalb seit über 5 Jahren an der Auslegung und Analyse von solchen unbemannten VTOL Flugzeugen geforscht. Das neuste Projekt ist der Eigenentwurf einer großen, senkrechtstartenden Transportdrohne. Das „PhoenAIX“ getaufte Fluggerät wird von Falk Götten und Felix Finger im Rahmen einer EFRE-Förderung entwickelt.