Browsing by Author "Kämpf, Bernhard G."

Now showing 1 - 1 of 1

Open Access
Flugmechanik und Flugregelung von Luftschiffen
(2004) Kämpf, Bernhard G.; Well, Klaus H. (Prof. Ph.D.)
In der vorliegenden Arbeit wird eine geschlossene algebraische Modellierung der Flugmechanik von Luftschiffen entwickelt und im Rahmen analytischer und numerischer Untersuchungen angewendet. Die Resultate geben eine allgemeine Einsicht in die flugmechanischen Eigenschaften von Luftschiffen und werden in den Entwurf einer Flugreglerstruktur umgesetzt. Neben der Darstellung der Gewichts- und Schubkräfte werden die aerostatischen und thermodynamischen Zusammenhänge dargestellt. Der Schwerpunkt der Modellierung liegt jedoch bei der halbempirischen Beschreibung der aerodynamischen Kräfte: Die Rumpfumströmung wird über einen Potentialströmungs- und einen Querströmungsansatz, die Leitwerke mit Hilfe der Traglinientheorie und einem Querströmungsansatz modelliert. Das resultierende verteilte Aerodynamikmodell kann lokale Anströmungsbedingungen infolge stationärer und instationärer Windfelder berücksichtigen. Es wird detailliert mit der Lösung nach der Theorie schlanker Körper verglichen. In der Modelldiskussion wird auf besondere Eigenschaften der Luftschiffaerodynamik, wie beispielsweise die scheinbare Masse Effekte, eingegangen und die Wirkung des Windes erläutert. Die flugmechanischen Untersuchungen behandeln sowohl Flugleistungsaspekte als auch Fragen der Manövrierbarkeit, Steuerbarkeit und Stabilität. Die wesentlichen Eigenschaften wie Steigleistung, Kurvenflugeigenschaften und Eigenbewegungsformen werden durch algebraische Beziehungen und einfache Diagramme dargestellt. Ihre Empfindlichkeit gegenüber Variationen der Modellparameter werden auch mit Hilfe numerischer Simulationen untersucht. Abschließend wird gezeigt, welche Signalrückführungen die Luftschiffdynamik positiv beeinflussen und es wird eine einfache Reglerstruktur zur Regelung der Längs- und Seitenbewegung entwickelt.