Klassifizierung von Flugkörpern

Eine mögliche Einteilung

Definition über konstruktieve Merkmale

nach der aerodynamischen Komposition

nach dem Verwendungszweck

nach Merkmalen des Rumpfes

nach Merkmalen des Fahrwekes

nach Merkmalen des Tragwerkes

nach Merkmalen des Leitwerkes

nach Merkmalen des Triebwerkes

nach Start- und Landeeigenschaften

nach Bauweise

Diese Einteilungen erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Beim derzeitigen (2000) Entwicklungsstand der Technik ist die getroffene Unterteilungen nur auf Flugzeuge der letzen Jahre (1970 und älter) anwendbar. Oder gar nicht??! Oder doch??!
Leider haben sich bis zum heutigen Zeitpunkt werder Hersteller oder Betreiber an diese Einteilung gehalten,
noch werden Sie es in Zukunft machen. Ist eben nur ein Schema.

Wir wollen versuchen an Hand dieser Klassifikation die unterschiedlichen Typen in ihrer Einordnung zu sortieren.

 

aerodynamische Komposition

1. Drachentyp
   Flugzeuge mit Anordnung des Höhenleitwerkes hinter dem Tragflügel. Eben die Normalausführung.
2. Ententyp
3. Nurflügler

 

Verwendungszweck

Grundsätzlich kann jedes Zivilflugzeug zu militärischen Zwecken herangezogen werden. Die Umkehrung ist leider nicht/nur bedingt möglich.

1. Militärflugzeug
   • Jagdflugzeug
   • Bombenflugzeug
2. Zivilflugzeug besser Verkehrsflugzeug
   • Passagierflugzeug
   • Sportflugzeug
3. Spezialflugzeug für zivile und/oder militärische Aufgaben
   • Schulflugzeug
   • Transportflugzeug

 

Merkmalen des Rumpfes

• Rumpfform
  • Bootsform → Amphibium- oder Wasserflugzeug
  • Kastenform
  • Zigarrenform
• Rumpfart
  • Einfachrumpf
  • Doppelrumpf
  • rumpflos → Nurflügel

 

Merkmalen des Fahrwerkes

Merkmale des Fahrwerkes.

• Fahrwerks-Anordnung
  • Bugradfahrwerk
  • Heckfahrwerk - Spornrad
  • Tandemfahrwerk
• Fahrwerks-Art
  • Rad-Fahrwerk
  • Kufen-Fahrwerk
  • Schwimmer
  • Bootsrumpf
  • Raupen-Fahrwerk
• Fahrwerk-Kinematik
  • starres Fahrwerk
  • teilweise einziehbar
  • Einziehwahrwerk

 

Merkmalen des Tragwerkes

Das Tragwerk ist eine Baugruppe der Zelle von Starrflüglern. Bestehend aus den Tragflügeln einschließlich Auftriebshilfen, Querrudern oder anderen Steuerorganen, eventuell auch Streben, Stielen und Verspannungsdräten.

1. starrer Tragflügel
• Ringflügel
• Geradflügel
• Befestigung
  • freitragend
  • verspannt
• Form
  • Rechteck
  • Trapez
  • Pfeil - Der Pfeilflügel erwies sich in der Entwicklung der Luftfahrt als wirksamstes Mittel zur Verringerung des Luftwiderstands und der Neutralpunktwanderung beim Erreichen der Schallgeschwindigkeit.
  • Dreieck - Tragflügel von der Form eines Dreieckes in der Draufsicht; oft in abgeandelter Form verendet (Deltaflügel). Vereinigt die aerodynamischen Vorteile des Pfeilflügels mit großer Festigkeit bei relativ geringer Masse.
  • ogival - Deltatragflügel mit geschwungener Flügelform, auch als gotischer oder Spitzbogenflügel bezeichnet. Optimale Flügelform für Geschwindigkeiten bis etwa M 2,2.
  Hohe Pfeilung und geringe Streckung senken den Wellenwiederstand. Durch die geschwungene Vorderkante entsteht eine unterschiedliche Pfeilung, wodurch die kritische Mach-Zahl erhöht wird und sich die Langsamflugeigenschaften verbessern



• Lage
  • Tiefdecker
  • Mitteldecker
  • Schulterdecker
  • Hochdecker
• Anordnung
  • Eindecker
  • Mehrdecker (Doppel-; Drei- Decker)
  • Tandem
2. bewegter Tragflügel
   • Einstellwinkeländerung
   • Pfeilwinkelänaderung
   • Drehflügel
     [Verg.: Konzepte]
     • Hubschrauber
     • Verbundhubschrauber
     • Kombinationshubschrauber
     • Tragschrauber
       • Motor-Tragschrauber
       • Autorotation
     • Flugschrauber
     • Kombinations Flugschrauber
   • Schwingen
     Bei Schwingenflugzeugen bewegen sich die Tragflächen wie Vogelflügel auf und ab, um Auftrieb und Vortrieb zu erzeugen. Sie werden daher teils auch Flatterflügel genannt. Besonders in der Frühzeit der Luftfahrt wurde versucht, Schwingenflugzeuge nach dem Vorbild der Natur zu bauen. Es ist nicht bekannt, dass personentragende Flugzeuge dieses Typs bisher geflogen sind, es gibt aber funktionsfähige, ferngesteuerte Modell-Ornithopter und Kleinstdrohnen wie z.B. das DelFly der TU Delft.

 

Funktionen des Leitwerkes

• Höhenleitwerk
  • am Rumpf
  • hochgesetztes Höhenleitwerk
  • aufgesetztes Höhenleitwerk
• Seitenleitwerk
  • V-förmiges Seitenleitwerk
  • Doppelseitenleitwerk
  • Einfachseitenleitwerk

 

Merkmalen des Triebwerkes

Die Wirkungsweise aller Antriebsanlagen von Luftfahrzeugen beruht auf dem Impulsprinzip: Einer bestimmten, pro Zeiteinheit erfaßten Luftmasse wird ein Geschwindigkeitszuwachs erteilt, aufgrund dessen als Reaktion die gewünschte Schubkraft entsteht. Mit sehr wenigen Ausnahmen werden als Triebwerke Wärmekraftmaschinen verwendet, die den für die Verbrennung des Brennstoffs erforderlichen Sauerstoff der atmosphärischen Luft entnehmen. Die im Brennstoff in chemischer Form gebundene Energie wird durch Verbrennung in Wärme umgewandelt, die ihrerseits wieder vom Triebwerk zum Teil in mechanische Arbeit umgesetzt wird. Diese mechanische Arbeit dient entweder zum Antrieb einer Luftschraube, oder sie äußert sich bei Strahl-Triebwerk in der Erhöhung der kinetischen Energie der durch das Triebwerk durchgesetzten Gasmasse bzw. in der Erzeugung einer Impulsdifferenz zwischen ein- und austretendem Gasstrahl und damit einer Schubkraft.

• Triebwerksart
  • luftatmend
    • Kolbentriebwerk (KTW)
    • Turbine (TL)
      • Einstromtriebwerk (ETL)
      • Zweistromtriebwerk (ZTL) (Mantelsromtriebwerk, by-pass-Triebwerk, Turbofan-Triebwerk)
    • Propellerturbine (PTL) als Sonderform - in der Kombination einer Strahlturbine mit dem Propellerantrieb.
    • Pulsionstriebwerk
    • Staustrahltriebwerk
  • autonom
    • Raketentriebwerk
      
    • Elektromotor
      Gegenwärtig befinden sich Elektroantriebe als Hauptantrieb für Flugzeuge auf dem Wege ihre Alltagstauglichkeit zu beweisen.
• Treibstoff
  • Benzin / Kerosin
  • Diesel
  • nuklear
    Es sind mindestens 2 Flugzeuge mit Kernreaktoren an Bord geflogen. Der Antrieb erfolgte (nach bisherigen Kenntnissen) ausschließlich über die Serienantriebe. Tupolew Tu-119 und Convair X-6
  • solar

• Triebwerkslage
  • im Rumpf
  • am Rumpf
  • im Tragflügel
  • am Tragflügel
  • im Seitenleitwerk
  • am Seitenleitwerk

Anforderungen an Flugzeugantriebsanlagen: Sie sollen bei geringster Masse, geringstem Volumen, Widerstand und Brennstoffverbrauch hohe äußerer Leistungen erzeugen, eine große Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Betriebsbereitschaft bei geringstem Wartungsaufwand haben. Betriebsverhalten der Flugzeugantriebsanlagen: Unter Betriebsverhalten versteht man die Abhängigkeit von Wirkungsgrad und Schub bzw. äußerer Leistung von den Parametern Drehzahl, Flughöhe und Fluggeschwindigkeit; entspr. unterscheidet man Drehzahl-, Höhen- und Geschwindigkeitscharakteristiken. Kolben- und Gasturbinen-Triebwerke bzw. Luftschrauben- und Strahl-Triebwerke unterscheiden sich in ihrem Betriebsverhalten.

 

Start-und Landeeigenschaften

• Ausgehend von der Operationsbasis
  • Landflugzeug
  • Wasserflugzeug
• und weil beides funktioniert Amphibienflugzeug
• nicht Eigenstart fähig

Ausgehend von der Start- und Landestrecke

• STOL (short take-off and landing)
  • verkürzt bis 600 m
  • kurz bis 300 m
• VTOL (vertical take-off and landing)
  • mit Gleitphase bis 150 m
  • Senkrecht

 

Bauweisen

Charaktristikum der Hauptbaugruppen hinsichtlich der verwndeten Werkstoffe und der Gestalltung des Festigkeitsverbandes.
Die Wahl der Bauweise ist abhängig von Größe, Verwendungszweck und Geschwindigkeit des Flugzeuges.

• Material vergleiche auch Werkstoffe für den Flugzeug- und Triebwerksbau
  • Stoff - bis in die jüngste Vergangenheit als Meterial zur Oberflächengestalltung.
    Es wurde mit einnem Minnimum an Masse eine geschlossene strömungsgünstige Oberfläche erreicht.
     
  • Holz - gemeinsam mit Stoff der älteste Baustoff für Luftfahrzeuge nach dem Prinzip schwerer als Luft. Heute eigentlich nur beim Bau von kleinen Motor- oder Segelflugzeugen
     
  • Metallbauweise ist bei Motorflugzeugen die gängigste Bauweise.
    Der Rumpf besteht aus einem verschweißten oder vernieteten Metallgerüst, das außen mit Blech beplankt ist. Die Tragflächen bestehen aus einem, bei großen Flugzeugen auch mehreren, Holmen, an die die Rippen angenietet oder angeschraubt sind. Die Beplankung besteht wie beim Rumpf aus dünnem Blech.
     
  • Gemischtbauweise ist eine Mischung aus Holz- und Metallbauweise.
    Üblicherweise besteht hierbei der Rumpf aus einem geschweißten Metallgerüst, das mit Stoff bespannt ist, während die Flügel wie in der Holzbauweise gebaut sind. Es gibt allerdings auch Flugzeuge, deren Tragflächen ebenfalls aus einem bespannten Metallgerüst bestehen. Der Grundaufbau aus Holmen und Rippen unterscheidet sich aber nur durch die verwendeten Materialien von der Holzbauweise.
     
  • Verbundwerkstoffe mehr...

Bei Stoff liegt eigentlich immer eine Gemischtbauweise vor.
Alle Materialien (außer Stoff) können auch in einer reinen sprich Nur-Holz,...,Ganzmetall-,..., -Konstruktion verwendet weden.

• Konstruktionsprinzip
  • Fachwerkbauweise (Gerüstbauweise)
    Es werden ebene und räumliche Fachwerke unterschieden.
    Das kräfteaufnehmende Gerüst wird durch Stäbe, Spannteile und Knotenbleche gebildet. Zur Formgebung und Versteifung der Außenhaut werden zusätzliche Elemente benötigt. Die Außenhaut ist im Normalfall nicht schubstabil. Sie dient lediglich der Verkleidung und zur Übertragung der aerodynamischen Kräfte auf das Gerüst.
     
  • Integralbauweise
    Herstellen von Zelle-Bauteilen (z. B. Tragflügel-, Leitwerks- und Rumpfschalen, Holme, Spanten u.a.) aus einem Stück durch Zerspanen, Gießen, Pressen, chemisches Abtragen u.a. Fertigungsverfahren. Notwendige Versteifungen sind dabei Bestandteile des Bauelements.
     
  • Schalenbauweise
    in Weiterentwicklung der Trägerbauweise entstanden. Durch Verstärkung der Behäutung und deren Stützelementen können diese einen Großteil der Belastung aufnehmen und sonst notwendige Träger geschwächt werden bzw wegfallen.
    Versuche dazu gab es seit 1911 die durch den Weltkrieg unterbrochen wurden.
    Die Entwicklung begann um 1930 mit der Notwendigkeit im Flugzeug große Räume schaffen zu müssen. Dazu wurde zunächst versteiftes Wellblech verwendet. Später erfolgte eine Abdeckung mit Glattblech.
    Später erfolgte des Versteifen der Hautbleche mit aufgenieteten Pfretten.
    Die der Nietung anhaftenden Mängel (Schwächung der Querschnitte, Minderung der Oberflächengüte wurden mit der Integralschale vermieden.
     
  • Trägerbauweise (Holmenbauweise)
    Hauptmerkmal ist die Beteiligung aller Konstruktionselemente an der Aufnahme der Belastung.
    Reparatur- und wartungsfreundliche Bauweise, die besonders im Militärflugzeugbau, weitverbreitet ist. Die kräftigen Träger oder Holme bieten günstige Möglichkeiten zur Einleitung und Übertragung großer Kräfte und Momente. Der Nachteil der Trägerbauweise besteht in höherem Masseaufwand und aufwendigerer Technologie gegenüber anderen Bauweisen (z. B. der Schalenbauweise) sowie ungünstigerer Raumausnutzung.
     
  • Verbundplattenbauweise
    Aus der Schalenbauweise hervorgegangen Methode, bei der der Hauptteil der Belastung durch die Behäutung aufgenommen wird.
    Die Faser-Verbund-Kunststoff-Bauweise ist die im Moment verwendete Bauweise für Flugzeuge. Bei dieser Bauweise wird das Flugzeug aus Glasfaserkunststoff oder Kohlefaserkunststoff gebaut. Aus diesem Material können so gut wie alle tragenden Bauteile gefertigt.

 
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Datum der letzten Änderung :Jena, den: 29.09. 2020