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F. Toth:
"Aeroelastic Analysis of a Glider Aircraft";
Supervisor: F. G. Rammerstorfer; Institut für Leichtbau und Struktur-Biomechanik, TU Wien, 2010; final examination: 2010-06-14.

A simulation model for static aeroelastic phenomena is created, using a generic sailplane for the FAI 18m-class as an example. The sailplane is modeled structurally by a Nastran finite element model. Material testing of selected carbon-Fiber-epoxy composites is conducted to verify the assumed material data. Structural eigenmodes are used as a modal basis to couple aerodynarnic and structural model in a modal subspace approach. The aerodynamic forces are computed using an unsteady potential flow model. Equations of motion for a steady pull-up maneuver are formulated for the elastic aircraft. The obtained results of the static aeroelastic calculation are compared with results for the rigid aircraft. Finally, the applicability of the used modeling tools for structural optimization with respect to aeroelastic effects is discussed.

Am Beispiel eines typischen Segelflugzeugs der FAI 18m-Klasse wird ein Simulationsmodell für aeroelastische Probleme erstellt. Die Strukturmodeliierung des Flugzeug erfolgt mittels eines Finite Elemente Modells in NASTRAN. Materialtests für einige ausgewählte Kohlefaser-Epoxid Verbundwerkstoffe wurden durchgeführt um die angenommen Materialdaten zu verifizieren. Die Eigenschwingungsformen der Struktur werden als modale Basis verwendet um die das aerodynamische und das Strukturmodell zu koppeln. Die aerodynamischen Kräfte werden unter der Annahme instationärer Potentialströmung berechnet. Die flugdynamischen Bewegungsgleichungen für ein Hochziehen mit konstanter Nick-rate werden für das elastische Flugzeug formuliert. Die Simulationsresultate für die elastische Konfiguration werden mit Ergebnissen für ein undeformierbares Flugzeug verglichen. Schließlich erfolgt noch eine Diskussion über die Verwendbarkeit der verwendeten Werkzeuge für die Strukturoptimierung von Segelflugzeugen unter aeroelstischen Gesichtspunkten.