Luftfahrttechnik, Raumfahrttechnik

Aging aircraft. Fleet planning and maintenance

Seminar paper from the year 2014 in the subject Engineering - Aerospace Technology, grade: 1,3, University of Applied Sciences Wildau (Wildau Institute of Technology), course: Aviation Management 2012, language: English, abstract: Indeed, the majority of airlines are faced with the challenge of aging fleets and when it might be optimal to replace older aircraft. Well, any discussion of the wisdom of retaining capital equipment is usually based on economic arguments. In a competitive environment, airlines are continuously obliged to improve their business and equipment to stay profitable.The prediction of future maintenance costs of the own fleet is an integral element of prospective budgeting projections; on the other hand they serve as a vital part within aircraft replacement calculations. For example if the costs of maintaining the existing equipment on a timely basis exceeds the capital, interest, and amortization charges on replacement equipment, the decision to buy a sort of replacement is straightforward. In most cases the substituteequipment even offers an improved productivity as well (Dixon 2006, p. 1).Beside any debate concerning costs and efficiency, flight safety considerations also enter into the discussion especially in the field of aviation. The question to repair or replace is an ongoing decision making process for the maintenance department of every airline operator.Now the key questions to be answered in this context are: Is it possible to describe a standard airplane service life and how does the fleet age of world's leading airlines look like? How does the process of maintenance develop over an aircraft's whole life cycle and can necessary costs be estimated? What can be done technically to keep aging effects of aircraft under control and when might be the right time to withdraw an aircraft from service?In order to answer the abundance of questions my term paper is divided into an economic based part including compiled data and statistics and a more technical part. In the beginning, this paper investigates the ordinary economic life of commercial airplanes. Additionally I'm going to inspect exemplary the average fleet age of world's leading airlines. In the second stage I am going to describe how to estimate maintenance costs of aircraft that grow older.Further I wanted to clarify technical aspects and problems that might occur more frequently with the rising age of an aircraft.

Alternative structure design for Cubesat

Bachelor Thesis from the year 2014 in the subject Engineering - Aerospace Technology, grade: 10/10, Universidad Europea de Madrid, language: English, abstract: The whole Cubesat functionality depends on the integrity of its subsystems. For that reason, it is very important that the structure subsystem is built to be robust and reliable to ensure the protection of all other subsystems integrated within. The goal is to develop a high performance Cubesat structure with the use of new materials, like composite materials. The use of composite materials for primary structure increases the strength and reduces the weight of existing Cubesat structures increasing at the same time the payload capacity.Interplanetary missions require more robust and reliable structures so a Cubesat manufactured with composite materials could be the solution for those exploratory missions. One of the keys of a composite structure is the design in order to reduce manufacturing cost and stress concentration, especially on interference with other components.The results of study on alternative structures designs for Cubesat, shows that one solid wall composite Cubesat design can stand up to 25g loads with a temperature range of -55°C (-67° F) to 90°C (194° F). Additionally, the vibration simulation results show a minimum vibration mode of 157.6 Hz. All of that was achieved with a weight of 183 grams.

Analyzing stretched grids and introducing acoustic black hole layers as non-reflecting boundary conditions

Diploma Thesis from the year 2013 in the subject Engineering - Aerospace Technology, grade: 1,0, Technical University of Munich (Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik), course: Computational Aeroacoustics, language: English, abstract: Stretched grids as non-reflecting boundary conditions aim at gradual under-resolution and dissipation of sinusoidal waves and are computationally costly and ineffective if not implemented properly. This defines a need for insight to enable efficient implementation. Two methods of predicting the behavior of sinusoidal waves propagating through stretched grids are presented, an initial value and a boundary value approach. The initial value problem is an approximation and has the advantage that it can be applied with many higher order accurate finite difference schemes. The boundary value problem is more exact but is not applicable for higher order methods. Both methods are verified using a two-dimensional linearized Navier-Stokes solver, which is implemented in the framework of this study. Further, acoustic black hole layers are introduced as an alternative to stretched grids. Using both methods in combination reduces the number of grid points necessary in a boundary domain drastically. All methods are improved with respect to available parameters and their performance is compared using benchmark flows. Explicit recommendations for implementation are developed.

Auswirkungen des lokalen Beulversagens von Wabenkernen auf das globale Festigkeitsversagen von Sandwich-Biegeproben

Studienarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: 1,3, Technische Universität Berlin (Institut für Luft- und Raumfahrttechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Arbeit untersucht, inwieweit bei einem ebenen Sandwichtragwerk lokales Stabilitätsversagen des Kerns für das Festigkeitsversagen der Struktur mitverantwortlich gemacht werden kann. Zunächst wird der Vierpunkt-Biegeversuch analytisch nachgerechnet und die Testdaten werden mit dem Ergebnis verglichen sowie die einzelnen Wandsegmente des Hexagonalkerns als Stege eines Biegeträgers betrachtet und als solche einer Beulanalyse unterzogen. Die beulkritische Last wird mit Hilfe einer kombinierten Beulhypothese aus Druckkomponente und Schubkomponente bestimmt. Für eine Untersuchung des globalen Deformationsverhaltens des Sandwichverbundes liefert die Sandwich-Membrantheorie gute Ergebnisse. Diese Theorie kann jedoch nur so lange angewandt werden, so lange sich der Sandwich nahezu ideal, gemäß den Voraussetzungen der Sandwich-Membrantheorie, verhält. Werden größere Lasten punktuell eingeleitet, kann es allerdings sein, dass diese Voraussetzungen nicht mehr erfüllt werden. Es muss untersucht werden, ob der Kern diese Lasten aushält. Die Kernanalyse zeigt, dass die Stabilität des Kerns sehr stark von der Dicke der Wabenwände abhängt. Durch Verstärkung der Stege kann eine ausreichende Stabilität gewährleistet werden. Durch stärkere Wabenwände erhöht sich aber auch das Gewicht des Kerns. Um das Gewicht gleich zu halten oder zu senken, muss der Wabendurchmesser erhöht werden. Die Begrenzung hierfür ist die ausreichende Schubfestigkeit der Klebeverbindung zwischen dem Kern und den Deckhäuten, da sich durch die Vergrößerung der Waben die Länge der Klebekanten erhöht. Durch die Kernoptimierung kann wegen der Verbesserung der Kernstabilität nur eine Gewichtsreduzierung des Kerns von 2,9 % erreicht werden, was den Gewichtszuwachs durch den höheren Kern nicht ausgleicht.Die Optimierung des gesamten Sandwichverbundes bringt jedoch eine deutliche Reduzierung der Deckschichtdicken um 20,8 %. durch eine Vergrößerung der Sandwichdicke und eine bessere Verteilung der beiden Deckschicht¬stärken. Dafür muss wieder etwas zusätzliches Gewicht durch den dickeren Kern und eine geringfügig stärkere Durchbiegung in Kauf genommen werden. Insgesamt kann jedoch eine Gewichtseinsparung von 11,2 % erzielt werden.

Dauerfestigkeitsabschätzung der Schienenoberfläche unter rollender und gleitender Belastung

Diplomarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: 1,3, Technische Universität Berlin (Institut für Luft- und Raumfahrttechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: In der Schienenoberfläche treten bei jeder Überrollung beachtliche Spannungen auf, die zwar die Fließgrenze des Materials noch nicht erreichen, aber möglicherweise ein Dauerfestigkeitsproblem darstellen, da die Lastspielzahlen sehr hoch sind. Ein Problem der Dauerfestigkeitsabschätziung ist jedoch, dass es sich bei der Schienenoberfläche nicht um ein Bauteil handelt, das durch Kräfte belastet wird, sondern um ein Kontinuum, in welchem ein mehrachsiger periodisch wechselnder Spannungszustand herrscht. Um ein Belastungskollektiv zu erstellen, wird die Überrollanzahl einer deutschen Schnellfahrtstrecke abgeschätzt. Die Berechnung der Spannungen in der Schienenoberfläche wird zunächst als zweidimensionale Rechnung nach der Methode von McEwan durchgeführt. Als zweite Herangehensweise wird eine dreidimensionale Spannungsberechnung mit dem Programm CONTACT ausgeführt. Die Ergebnisse der beiden Methoden werden verglichen und für beide Resultate wird eine Dauerfestigkeitsabschätzung ausgeführt. Das Ergebnis der Analyse ist, dass die Schiene an der Oberfläche dauerfest ist. Das Ergebnis für die Dauerfestigkeitsabschätzung im Inneren der Schiene kann nicht so eindeutig formuliert werden, da hier die Teilergebnisse der beiden durchgeführten Rechnungen nicht übereinstimmen. Es muss unterschieden werden zwischen der zweidimensionalen Rechnung nach McEwan, welche als Ergebnis liefert, dass das Material auch im Inneren dauerfest ist, und der dreidimensionalen Berechnung mit dem CONTACT-Programm, das ein negatives Ergebnis für das Schieneninnere liefert. Weiterhin muss unterschieden werden, welche Dauerfestigkeitsgrenze angenommen wird. Nach Goodman ist das Material dauerfest, setzt man hingegen die PfdW als Grenze fest, ist das Schieneninnere nicht dauerfest. Die Ergebnisse der Spannungsberechnung für das Innere der Schiene liegen also in einem Grenzbereich. Da bei der Fehlerdiskussion jedoch die Faktoren überwiegen, welche das Material entlasten (größere Kontaktfläche Materialabnutzung, evtl. kein vollständiger Schlupf, zusätzliche Druckspannungen usw.) und außerdem im Inneren des Materials sich bildende Anrisse nicht unbedingt zum Materialversagen führen, kann auch für das Innere der Schiene als Ergebnis formuliert werden, dass das Material hier dauerfest ist. Unter ungünstigen Umständen ist es jedoch nicht vollständig auszuschließen, dass ein Versagen des Schienenmaterials auf ungenügende Dauerfestigkeit zurückzuführen ist.

Einige Gedanken zum Dreidecker-Flug

Engineering and testing of a structual joint for honeycomb panels in the VIP completion

Bachelor Thesis from the year 2014 in the subject Engineering - Aerospace Technology, grade: 1,3, Hamburg University of Applied Sciences, course: Sandwichstrukturen, language: English, abstract: With the proceeding technologies in full automatic CNC machines, this valuable resource raises the question whether panel pins are still the most effective way to build cabinets. Different ways for panel joints are discussed and a concept for a potentially more effective way will be elaborated and tested. In preparation for the engineering of a new panel joint, which would change the industry standard, design standards and guidelines for developing test coupons are analyzed and provided. Following the first designs of test coupons in the CAD system Solidworks is a company test to prove the strength for tension and shear loads. Furthermore, a value analysis will be created to prove the economic benefit of the developed joint. The progress of this research and development project will be shown based on testing for each stage of development and detailed analysis of failure modes with diagrams and pictures with the goal to achieve a more effective way of joining honeycomb panels.

Fatigue Analysis of a 7.5 MW wind turbine rotor hub

Master's Thesis from the year 2015 in the subject Engineering - Aerospace Technology, grade: 1.7, Technical University of Munich (Fraunhofer- IWES), course: Msc. Aerospace Engineering, language: English, abstract: In recent decades, there has been a tremendous increase in the utilization of wind energy to generate electricity. In order to cater to the rising power demand, the capacities of wind turbines are continuously increasing. As the capacity of the wind turbines increases, so do the problems associated with them. To provide solutions to such problems, it is essential to have well documented literature on all components of the wind turbine. There has been a lot of research carried out on some parts of the wind turbine. However, it has been observed that there is inadequate information available on rotor hubs. In this thesis, an effort is made to add literature to the field of fatigue analysis of rotor hub. To accomplish this goal, a generic 7.5 MW reference rotor hub is modelled and subjected to extreme load cases followed by the fatigue life cycle analysis by applying the Damage Equivalent Loads (DELs). The design of the model is then optimized using the initial results in order to obtain a rotor hub with minimum size and weight, which is able to withstand the extreme loads and avoid failure due to fatigue for 1x10^7 cycles.

Investigation of Wings in Ground Effect using Computational Fluid Dynamics

Master's Thesis from the year 2008 in the subject Engineering - Aerospace Technology, grade: A, University of Southampton, course: Computational Aerodynamics, language: English, abstract: Wing-in-ground effect (WIG) vehicles offer an exciting capability to fill the enormousvoid between speed of an aircraft and the payload capacity of a ship. WIG vehicleswould be able to move cargo and passengers faster than a ship and more economicalthan an aircraft. Ground effect is a phenomenon that occurs on all wings flying closeto the ground or a surface.The aim of this project is to investigate the behavior of wings (NACA/DHMTU series)in ground effect (on a fixed/variable terrain) using Fluent CFD package. The NACA0012 and DHMTU series used in this project are designed specifically to fly in closeproximity to the ground.The performance of the NACA/ DHMTU airfoils is examined for the lift and the dragcoefficients at different altitudes with varying angle of attack. The results arecompared to experimental data that is available to assess the accuracy of the CFDsimulation.

Konzeption eines Frameworks zur Datenqualifikation für KI gestützte Simulationen

Modular Heat Dissipation in a CubeSat. Identifying potential solutions

Projektarbeit aus dem Jahr 2022 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, , Sprache: Deutsch, Abstract: This report aims to assess and analyse the existing methods used in thermal management of CubeSats and identify a potential solution by weighing existing heat-dissipation technologies against each other in their shortcomings and advantages. CubeSat has been a favourable means of performing research in space environment for students and universities seeking economically feasible access to space. CubeSats provide great flexibility in regards to utilizing COTS equipment for development. As such, extensive tests need to be performed in order to validate fail-proof operation before launch. Thermal control systems are one such subsystems that need to be taken into consideration.

Optische Messungen von Raumfahrtrückständen im erdnahen Weltraum mithilfe bordgestützter Sensoren

Studienarbeit aus dem Jahr 1991 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: 2, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig (Institut für Raumflug- und Reaktortechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: Seit den Anfängen der Raumfahrt wurde kontinuierlich durch Trägersysteme und Nutzlasten künstliche Objekte in den Weltraum geschafft, die heute nutzlos im erdnahen Weltraum verweilen. Die Problematik, die diese Objekte heute darstellen, wurden damals nicht erkannt. Diese künstlichen, von Menschen erzeugten Objekte, wie auch die natürlichen Objekte, stellen eine große Gefährdung für Raumfahrzeuge, Satelliten, und im besonderen Maße auch die für die Zukunft geplanten, bemannten Missionen wie Columbus, Freedom und Hermes dar. Die natürlichen Objekte, zu denen die Meteoriten zählen, stellen aber aufgrund ihrer extrem hohen Geschwindigkeit - weil sie zumeist aus dem Sonnensystem stammen - eine besonders große Gefahr dar. Lediglich etwa 7000 Objekte konnten katalogisiert werden. All diese Objekte weisen eine Größe von größer als 10cm auf. Zudem ist es mit bodengestützter Beobachtung, wie den NORAD Radaranlagen oder dem Sensornetzwerk von USSPACECOM, nur möglich, im erdnahen Weltraum Objekte ab 4-10cm zu erfassen. Die weitaus größere Anzahl von Objekten finden sich in der Größenordnung größer 1mm. Sie stellen ein großes Kollisionsrisiko dar, da sie weder erfasst sind, noch bezüglich ihres Bahnverlaufes vorhergesagt werden können. Ihre Zahl bewegt sich bei mehreren hunderttausend Objekten, die in der Lage sind, aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit um 10km/s, Satelliten zu durchschlagen. So hat ein Objekt von 1 cm die Zerstörungskraft einer Handgranate. Wie schon erwähnt wurde, sind mit bodengestützter Beobachtung nur Objekte größer 10cm erfassbar. Daher wird für zukünftige Missionen erwägt, bordgestützte Systeme zu installieren, die in der Lage sind, auch Objekte kleiner 10 cm zu erfassen. Zudem soll das bordgestützte System zur statistischen Erfassung der Objekte beitragen, um eine genauere Vorstellung der Anzahl und der Bahnkonfiguration der Objekte zu erhalten. Solche Systeme, die dafür infrage kommen, sind aktive Sensoren wie Radar- und Lasersysteme und passive Sensoren wie Infrarot-Sensoren und Teleskope. Im Rahmen dieser Arbeit werden lediglich die optischen, passiven Sensoren betrachtet, und es sollen die wesentlichen einflussnehmenden Parameter ermittelt werden, um somit die für die Trümmerbeobachtung mit optischen Sensoren notwendigen Erfordernisse abzugrenzen. Dies schafft damit Anhaltspunkte, um ein derartiges System zu realisieren. Das Radar als aktiver Sensor wird in einer parallel laufenden Arbeit behandelt.

Simulation und Optimierung der Gemischbildung bei Überschall

Studienarbeit aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: 1,0, Technische Universität München (Lehrstuhl für Flugantriebe), Sprache: Deutsch, Abstract: Am Lehrstuhl für Flugantriebe der Technischen Universität München wurden während der letzten Jahre Versuche mit einer SCRamjet Brennkammer durchgeführt. Die Brennkammer verfügt über eine Mittelstrebe, englisch Strut, die die Flamme in der überschallschnellen Strömung stabilisieren soll. Bei Versuchen zeigte sich, dass bereits geringfügige Änderungen an der Geometrie des Struts großen Einfluss insbesondere auf die Flammstabilität haben.Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Strömungsfeld verschiedener Strutgeometrien mittels CFD simuliert und die Einflüsse der Geometrie auf die Strömung und die Gemischbildung analysiert. Es hat sich gezeigt, dass durch die Hinterkante des Struts wirbel erzeugt werden können, die das Verhalten der Strömung positiv beeinflussen. Das Verständnis über die Geometrieeinflüsse wurde schließlich dazu verwendet, eine neue Geometrie zu entwickeln.

The Pre-Flight Safety Briefing - What are the Reasons for some Passengers' Lack of Attentiveness during Pre-Flight Safety Briefing?

Master's Thesis from the year 2009 in the subject Engineering - Aerospace Technology, Everglades University, language: English, abstract: The Pre-Flight Safety Briefing: What are the Reasons for some Passengers' Lack of Attentiveness during Pre-Flight Safety Briefing?Traveling by air has its own special challenges and hazards. Passengers' safety is a major topic of interest for the airlines since its inception, and the best service an air carrier can provide is good safety. This thesis examined the behavioral patterns of some passengers who lack the attentiveness during pre-flight safety briefing. The researcher compared the behavior of three segments: leisure travelers, frequent fliers, and the aviation professionals. The main finding of this research was that people crave acceptance by whatever group they choose to belong to. Based on the conclusions of this research study, the researcher's recommendations are the following: This study provides evidence that airplane accidents are indeed survivable and passengers can expect to survive crashes more times than not. In general, human beings crave acceptance by whatever group they choose to belong to, hence, the airlines key objective should be to make the passengers feel that they are really part of the "team." In addition, as group acceptance is a powerful motivator, any presentation of flight safety should be casted by role models who can influence the public.

Thermomechanical Failure of Turbine Blades. Analysis and Recommendations

Bachelor Thesis from the year 2015 in the subject Engineering - Aerospace Technology, grade: First class, Coventry University, course: Aerospace Engineering, language: English, abstract: This report paper explains the roll of a turbine blade and its analysis in today's jet engines. The report first discusses all the relevant information about how the conclusion of the turbine blade was reached from all the other probable components in the engine, then it moves on the full analysis of the turbine blade.Discussing about the maintenance and testing of the blade to see where the industry is and where its heading, then it moves on to the failure analysis. This shows the major pitfalls in the design of the blade and if a failure occurs, how the aircraft I built to react to such an incident.Material inspection and possible causes of failure is also discussed next, deformation characteristics due to thermally induced stress and new methods to prevent such failures is looked into.

Wind Tunnel. Theoretical and Mathematical Analysis

Academic Paper from the year 2020 in the subject Engineering - Aerospace Technology, grade: A, , language: English, abstract: In this paper, the author will be exploring both the theoretical and experimental aspects of aerodynamic forces. He will talk about the various atmospheric conditions and different forces affecting aircraft flight. The author will also include experimental data and calculations to explain his points.

Ökonomische Analyse alternativer Strategien für die Luftfahrt in der Coronakrise

Masterarbeit aus dem Jahr 2021 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: 1,3, Universität Stuttgart (IAT), Sprache: Deutsch, Abstract: Im Rahmen der Masterarbeit soll das ökonomische Potenzial alternative Luftfahrtkonzepte analysiert und anhand eines Umsetzungsprojekts validiert werden. In auf Bezug auf die Covid-19 Pandemie ist zu erforschen, welche alternativen Mobilitätskonzepte für die Luftfahrt bestehen und wohin sie sich entwickeln könnte. Ziel ist, bedarfsgerechte Alternativen zur konventionellen Luftfahrt zu ermitteln und Leitlinien für den Flottenaustausch zu erstellen.Auch das Sicherheitsgefühl der Flugreisenden wurde durch die Pandemie erheblich beeinflusst. Die Einstellung der Reisenden selbst ist eine wichtige Hürde bei der Rückkehr zur Normalität. Während dieser Pandemie wurden fortschrittliche Online-, Mobil- und Informationstechnologien eingesetzt, um die Welt am Laufen zu halten. Es ist schwierig, sich vorzustellen, dass diese neu gewonnene Erfahrung mit innovativen Fernarbeitstechnologien und Online-Schulungsmöglichkeiten die Unternehmen weltweit nicht in eine neue Phase der technologischen Innovation, Evolution und Revolution führen wird. Was dazu führen könnte, dass dauerhafte Geschäftsreisen um fünf bis acht Prozent zurückgehen werden. Die nächste Normalität wird sich zweifellos einstellen, wenn die sich die COVID-19-Pandemie verlangsamt hat oder auflöst. Die Frage bleibt jedoch, wie wird das neue Mobilitätskonzept der Luftfahrt für die Zukunft aussehen?