Flugzeugvorentwurf eines Unmanned Aerial Vehicle (UAV) in Kipprotor-Drachenflugzeug-Konfiguration mit VTOL-Fähigkeiten

Das Ziel der Arbeit war es zum Einen zu untersuchen, ob sich konventionelle Luftfahrzeugauslegungsmethodiken im Bereich von senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeugen, bzw. deren Vorentwurf anwenden lassen. Des Weiteren wurde diese Vorentwurfsauslegung im Rahmen des ALBACOPTER®-Projekts durchgeführt. Im Verlauf der Arbeit wurde dazu die Studien- und Konzeptphase durchlaufen. Aufbauend auf einer Einsatzanalyse und Marktrecherche wurden Top-Level-Aircraft Requirements festgelegt. Die aerodynamische Struktur wurde dabei dimensioniert. Darauf aufbauend konnte eine Massenabschätzung sowie eine Widerstandsanalyse durchgeführt werden. Eine anschließende Stabilitätsanalyse konnte ein stabiles Fliegen nachweisen. Es zeigte sich, dass eine Vielzahl der Auslegungsmethodiken übernommen werden können, sofern ähnliche Geometrien und Anwendungsgebiete der betrachteten Komponenten vorliegen. Spezifische Komponenten müssen jedoch mit unkonventionellen, neuartigen Methoden berücksichtigt werden. Es zeigte sich, dass die Batterie-elektrische Reichweite gering ausfällt und die geforderte Randbedingung voraussichtlich nicht eingehalten werden kann. Die Arbeit führte abschließend zu einem Vorentwurf, welcher eine Vielzahl der gesetzten Randbedingungen erfüllt. Es konnte ein stabiles Fliegen nachgewiesen werden. Der Vergleich zu konventionellen Starrflüglern zeigte ein auffällig großes Seitenleitwerk. Zudem führte die Widerstandsabschätzung anhand drei verschiedener Methoden zu einer hohen Spannweite der Daten und somit zu einer relativ hohen Unsicherheit.