1 Einführung ................................................... 3
1.1 Hyperschall-Transport und das EU ATLLAS-Projekt ......... 3
1.2 Bedeutung von Multidisziplinarität und Optimierung ...... 6
1.3 Inhalt und Zielsetzung der Arbeit ....................... 7
2 Grundlagen verwendeter Verfahren ............................ 11
2.1 Kurvenerzeugung mittels NURBS .......................... 11
2.2 CFD-Analyse mit dem DLR TAU-Code ....................... 13
2.2.1 Die strömungsmechanischen Grundgleichungen ...... 13
2.2.2 Numerische Lösung der Grundgleichungen .......... 15
2.3 FEM-Analyse mit dem MSC NASTRAN-Code ................... 16
2.3.1 Grundlagen der Finite-Elemente-Methode .......... 16
2.3.2 Der MSC NASTRAN-Code ............................ 19
2.4 Das Subplex-Optimierungsverfahren ...................... 20
2.4.1 Stand innerhalb der Optimierungsverfahren ....... 20
2.4.2 Die Subplex-Methodik ............................ 21
2.5 Die Breguet-Reichweitenformel .......................... 25
3 Genereller Aufbau des MDO-Prozesses ......................... 29
3.1 Anforderungen, Strategie und genereller Aufbau ......... 29
3.2 Überblick der MDA-Module ............................... 33
3.2.1 Geometriemodul .................................. 33
3.2.2 CFD-Netzgenerierungsmodul ....................... 35
3.2.3 CFD-Analysemodul ................................ 37
3.2.4 FEM-Modellierungsmodul .......................... 38
3.2.5 FEM-Analysemodul ................................ 38
3.2.6 Kraftanalysemodul ............................... 39
3.2.7 Missionsmodul ................................... 43
3.2.8 Zielfunktionsmodul .............................. 44
3.3 MDO-Umgebung und Gesamtprozess ......................... 47
4 Anwendung des MDO-Prozesses auf eine Mach-6-Hyperschall-
Konfiguration ............................................... 49
4.1 Ziele der MDO-Anwendung ................................ 49
4.2 Funktionsweise und Anpassung des MDO-Prozesses ......... 50
4.2.1 Von der HYCAT-1A zur AM6-Konfiguration .......... 51
4.2.2 Aerodynamische Voruntersuchungen zur AM6-
Konfiguration ................................... 53
4.2.3 Antriebsintegration mittels "Black Box"-
Modell .......................................... 56
4.2.4 Parametrisierte Geometriebeschreibung der AM6-
Konfiguration ................................... 63
4.2.5 Massenbudget und Strukturauslegung .............. 67
4.2.6 CFD- und Kraftanalysen .......................... 84
4.2.7 Korrelation zwischen MDA-Kette und Flugmission .. 91
4.2.8 Designparameter ................................. 97
4.2.9 Zielfunktion, globale Randbedingungen und MDA-
Kette .......................................... 100
4.3 MDO-Durchläufe ........................................ 103
4.3.1 Übersicht der durchgeführten MDO-
Prozesse ....................................... 103
4.3.2 Diskussion der Ergebnisse des finalen 3-Punkt
MDO Prozesses .................................. 110
4.4 Abschließende Kommentare zur AM6-Konfiguration und
dem MDO-Prozess ....................................... 121
5 Zusammenfassung und Ausblick ............................... 124
Symbolverzeichnis ............................................. 127
Abbildungsverzeichnis ......................................... 130
Tabellenverzeichnis ........................................... 133
Literaturverzeichnis .......................................... 134
Anhang А - Designparameter-Charakteristiken des finalen MDO-
Prozesses ..................................................... 139
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