eMotion - OUV
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Entwurf eines Selbstbauflugzeugs<br />
3.9 V-n-Diagramm für Manöver und Böen<br />
Bei Flugmanövern (Kurven, Abfangvorgänge) wirken auf das Flugzeug erhöhte Kräfte<br />
ein, die bei Nichterfüllung der Lastvielfachen zur Zerstörung der Struktur führen<br />
können. Das Lastvielfache n ist als ein Vielfaches der Erdbeschleunigung g definiert.<br />
Das V-n-Diagramm spielt eine große Rolle bei der Lufttüchtigkeitsanforderung an das<br />
Flugzeugs. Es stellt grafisch das auf das Flugzeug wirkende Lastvielfache n in<br />
Abhängigkeit der Fluggeschwindigkeit V dar und veranschaulicht so den zulässigen<br />
Betriebsbereich des Flugzeugs. Bei den Geschwindigkeitsangaben ist von der<br />
äquivalenten Fluggeschwindigkeit EAS (equivalent airspeed) auszugehen.<br />
Entsprechend der Bauvorschrift CS-337 darf das positive bzw. negative Lastvielfache<br />
den Wert +3,8 bzw. –1,5 nicht unterschreiten. Diese Werte stellen die beiden äußeren<br />
Begrenzungslinien des V-n-Diagramms dar.<br />
Die Grafik wird um die Böenbelastung erweitert. Sie stellt das Lastvielfache in<br />
Abhängigkeit einer vorgeschriebenen vertikalen Böengeschwindigkeit (max. 15 m/s)<br />
dar. Bei der Geschwindigkeit Vc muss eine Böe mit 15 m/s und bei der<br />
Höchstgeschwindigkeit Vd muss das Flugzeug das Lastvielfache einer Böe mit 7,5 m/s<br />
widerstehen.<br />
Das Böenlastvielfache n wird nach der in CS-VLA 341 vorgegebenen Formel berechnet:<br />
wobei<br />
mit<br />
Ude = Böengeschwindigkeit (m/s)<br />
ρ₀ = Luftdichte auf Meereshöhe = 1,225 kg/m³<br />
ρ = Luftdichte (kg/m³)<br />
M/S = Tragflächenlast (kg/m²)<br />
MAC = mittlere geometrische Flügeltiefe (m)<br />
g = Erdbeschleunigung = 9,81 m/s²<br />
V = EAS (m/s)<br />
a = Auftriebsanstieg des Flügels (radiant): hier CL<br />
Die Böenlasten werden mit den vorgegebenen Böengeschwindigkeiten Ude (7,62m/s<br />
und 15,24 m/s) berechnet und sind im V-n-Diagramm als gestrichelte Linie dargestellt.<br />
Die Berechnung der Böenlast n bei einer vertikalen Böengeschwindigkeit von 15,24m/s<br />
und einer Reisegeschwindigkeit Vc von 55m/s sieht auf Meereshöhe<br />
(ρ=ρ₀=1,225kg/m³) wie folgt aus:<br />
Version: 01-2012 Projektname: <strong>eMotion</strong> Seite 28