Multidisziplinärer Datenfluss im Entwicklungsprozess des Flugzeugbaus am Beispiel eines Senkrechtstarters

Abstract

Die vorliegende Arbeit "Multidisziplinärer Datenfluss im Entwicklungsprozess des Flugzeugbaus" verdeutlicht einen vollständig parametrisierten Flugzeugentwurf am Beispiel (un-)konventioneller Fluggeräte. Er stellt eine Möglichkeit der nahezu zeitgleichen, virtuellen Flugzeugentwicklung für konventionelle und im Speziellen für unkonventionelle Fluggeräte, unter Berücksichtung diverser, vom Entwurf bis hin zur Fertigung beteiligter, Disziplinen, Prozesse und Einrichtungen dar.

Zur weiteren Reduzierung der Entwicklungszeiten und Entwurfsrisiken im Flugzeugbau, wird mit der vorliegenden Dissertation eine Parallelisierung der Entwicklungsabläufe untersucht. Da hierfür in sämtlichen Entwicklungsbereichen Daten der entsprechenden anderen Bereiche benötigt werden, werden diese parametrisiert und in globale Abhängigkeit zueinander gesetzt.

Zur Untersuchung der Parametrisierungsmöglichkeiten wird zunächst der Datenfluss in typischen, modernen Luftfahrtunternehmen aufgezeigt und im Nachhinein eine Philosophie zum dokumentgestützten parallelen Entwurf aufgezeigt. Zur Steuerung der parametrisierten Konstruktionsdaten wurde eine Schnittstelle programmiert, mit deren Hilfe sämtliche Design- und flugmissionssteuernde Parameter verarbeitet werden. Zur frühzeitigen Systemintegration wurde ein zusätzlicher Entwicklungsschritt eingeführt, der gerade bei unkonventionellen Aufgaben hilft, das Systemwissen der Systemlieferanten zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt abzurufen. Dieser Schritt beinhaltet eine Aufteilung der eigentlichen Entwurfsaufgabe in zwei unabhängige Teilaufgaben, von den eine eine konventionelle Entwicklung darstellt, in welcher das Systemwissen leichtmöglichst platziert werden kann. Die anschließende Vereinigung beider Aufgaben, kann durch die einfache Parametrisierung der Geometrien ebenso leicht durchgeführt werden, wie späte Änderungen im Entwicklungsprozess.

Basierend auf dieser Philosophie wurde ein paralleler Entwicklungsablauf über die Disziplinen Entwurf, Konstruktion, Dokumentation und Fertigung für ein konventionelles, wie auch ein unkonventionelles, Kleinflugzeug aufgezeigt. Die Verfahren selbst richten sich nach standardisierten Richtlinien, welche auch bei Großunternehmen zum Einsatz kommen, wobei die Entwicklungszeit erheblich verkürzt werden kann.

Abschließend werden die Vor- und Nachteile dieses neuen Verfahrens erläutert.

Die sowohl das computerunterstützte Design als auch das Produktmanagement einschießende Arbeit beschäftigt sich mit einer auditierfähigen Entwicklungslösung für kleine und mittelständische Unternehmen, die Kleinflugzeuge in geringer Stückzahl mit hoher Flexibilität entwerfen. Aber auch Großunternehmen können, bedingt durch in der Luftfahrt vereinheitlichte Entwicklungsschritte von dieser Dissertation profitieren.

The disquisition on hand "Multidisciplinary dataflow in a development process in the aircraft design" describes a completely parameterized aircraft design for (un-)conventional air vehicles. It shows the possibility of a simultaneous and virtual airplane development for conventional and specially unconventional aircrafts with respect to miscellaneous disciplines, processes and facilities from design to manufacturing.

For a further reduction of the development time and risk in the aircraft design the disquisition on hand examines the possibility of parallelisation of several development processes. To provide each design team development data, needed in time, the dates were parameterised and set into global dependency.

In order to examine the parameterisation facilities a dataflow in a typical and modern company was stated and ex post the philosophy explained above was fitted into the parallel and document based design process. Additionally an interface was established to control the design dominant parameters. To give system integration especially for unconventional projects the chance for an early step into the aircraft design, the design task was split up into two different tasks, into a conventional as well as an unconventional aspect. This step allows system suppliers to provide their special know-how in an earlier state of the development phase. The following merge of both tasks is easily supported by the parameterisation and allows late design changes as well.

On base of this philosophy a simultaneous development process, including the disciplines design, engineering, documentation and production, is stated for a conventional as well as for an unconventional small airplane. The procedures themselves act in accordance with standards used by large concerns and it was stated that the development time therefore can be reduced significantly.

Advantages and disadvantages on this new procedure are shown at the end.

The both computer aided design and product management including disquisition deals with a audit compatible development solution for small and medium-sized business companies, that design small airplanes in low but flexible production rates. But even large concerns can use this disquisition due to equal aviation development standards.