Konstruktionsaufgabe A-30/10/00

Gegenstand

A - Konstruktion ist eine Pflichtaufgabe für Luft- und Raumfahrttechnik Studenten an der Uni-Stuttgart. Sie wird typischerweise im 3. Semester durchgeführt und vom Institut für Flugzeugbau (IFB) geleitet.

Die Aufgabe beinhaltet die Konzeption und den Entwurf eines mit dem Studiengang verbundenen Gerätes. Natürlich müssen auch die dazu nötigen Recherchearbeiten (in Normen, Handbüchern, usw.) und Berechnungen (Statik, Festigkeit, Sicheheit, etc.) durchgeführt werden.

Es müssen u.a. abgegeben werden: Ausreichende A1 Plots, Konstruktions-, Wartungshandbücher, Berechnungen, Gewichtseinschätzung, etc.

Konstruktionsaufgabe A-30/10/00

Die Aufgabe dieses Wintersemesters (WS00/01) war die Konstruktion eines Fahrwerks bestehend aus hydraulischem Dämpfer und Einfahrkinematik nach folgender Prinzipskizze:

Vorgegebene Prinzipskizze des Fahrwerks

Zum ersten Mal wurde die Möglichkeit der Teamarbeit in bis zu 4er Gruppen angeboten um die komplette Aufgabe zu lösen. In der Einzelaufgabe dagegen musste man sich nur mit dem Dämpfer beschäftigen.

Team F2001

Mitglieder:

Jan Brempel (Baden-Baden)
Carl Berger, Uli Siol (Bodensee)
Elia Colombo (Varese, Italien)

Mich reizte die Idee der Lösung der Aufgabe im Team. Schon in den letzten Semestern hatten wir Entwurfsaufgaben gehabt, die nur als Alleinarbeit angeboten worden waren. Die Teamarbeit bot neue Herausforderungen (Organisation, Diskussion, Einigung) und natürlich auch einen größeren Potentiellen Spaßfaktor.

Unser Team entstand in seiner endgültigenForm am Tag der Eintragung in die Teilnehmerlisten nach verschiedenen Mitgliedswechseln, Ein- und Absprüngen.

Durchführung

Nach einigen Sessions in denen wir uns auf den Grundsätzlichen Aufbau einigten, teilte sich das Team in eine Kinematik-Gruppe (Uli, Jan) und eine Dämpfergruppe (Carl, ich).

Dämpfer

Für unseren Dämpfer stellte Carl alsbald ein Simulationsprogramm auf, welches dann die Grundlage unserer Berechnungen bildete. Es sollte das Metering Prinzip verwendet werden, d.h. durch einen sich dynamisch Ändernden Durchmessers des Drosselb´ventils durch den das Öl beim landen gepresst wird sollte eine nahezu Konstante Bremsbeschleunigung erzeugt werden.

Das bedeutet: Unabhängig von der Geschwindigkeit mit der das Flugzeug auf dem Dämpfer aufsetzt und unabhängig von dem theoretischen Verschwinden des Ölwiderstandes wegen der gegen 0 sinkenden Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeugs sollte eine Konstante Beschleunigung, d.h. eine konstante Kraft von unter 1g das Flugzeug abbremsen.

Die Berechnungen lieferten schließlich die theoretischen, in jedem Einfahrzustand nötigen Durchmesser des beweglichen Innenkolbens. Die Realitätsnähe wird nur durch einige Faktoren wie dem tatsächlichen Entstehen von Turbolenzen am Drosselventil, dem physikalischen Ölverhalten und der wahrscheinlichen Abweichung der Landegeschwindigkeit vom gewählten Idealwert von 10 feet/Sekunde beeinträchtigt.

Alsbald waren auch die statischen Berechnungen erledigt und die Normteile gefunden. Es fehlte nur noch der CAD Entwurf und ein ordentliches Skript in dem die gesamten Information menschenfreundlicher als in unseren Notizen rübergebracht werden könnten...

Die Hürden

Leider wurde die ganze Operation durch unvermeidliche Störenfriede, den Professoren der anderen Vorlesungen wiederholt behinert. Am schlimmsten traf es uns in den letzten drei Wochen vor dem Abgabetermin:

Neben den Ohnehin vielzu Zeitraubenden (aber für den Schein notwendigen) wöchentlichen HM-Aufgaben kamen in kürzestem Zeitraum hinzu:

Die 2. TMII Scheinklausur (Dienstag 6.2.2001)
Die 2. HMIII Scheinklausur (Mittwoch 7.2.2001)!
Die 3. Thermodynamikklausur (Montag 12.2.2001)

Es war unausweichlich und ist auch so gekommen, dass einigen Teammitgliedern nicht alles erfolgreich gelang,

Die letzten Nächte

Sobald die Klausuren hinter uns gebracht waren, beeilten wir uns die verlorene Zeit nachzuholen.

Wärend die anderen Teammitglieder ihre Zeichnungen zuhause vervollständigten, gründeten Jan und ich ind Jans Wohnung ein improvisiertes Zeichenbüro.

Mit genügend Nahrungs-, Tee und Taurinreserven ausgerüstet arbeiteten wir Mittwoch Mittag bis Freitag morgen ohne Schlafpause durch. Ulli gesellte sich Donnerstag Nacht dazu, während parallel dazu Carl bei sich zu hause die letzten Zeichnungen und Berechnungen ausformulierte.

Hier einige Snapshots des 'Zeichenbüros':

Freitag morgen wurde der geschriebene Stoff zusammengefasst und den 9 A1 Plots Mit Einzelteil- und Zusammenbauzeichnungen wurde der letzte Schliff angebracht. In dieser Phase tauchten leider verschiedene Müdigkeitsbedingte Fehler, die soweit wir möglich repariert und rétouchiert wurden. Dies gelang bis zum Zeitpunkt des Plots nicht zur Perfektion, sollte aber trotzdem zur Vervollständigung der Aufgabe genügen.

Da der Plotter anschließend eine Datei nicht schlucken wollte und deswegen der persönliche Abgabetermin um wenige Minuten verpasst war wurde die gesamte Arbeit schließlich Freitag Nachmittag vom Vaihinger Postamt aus gestempelt abgeschickt und liegen nun hoffentlich zur Bewertung in den Sanierungsverstaubten Räumen der IFB-Burg.