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Ein modernes Regionalverkehrsflugzeug für 80 bis 120 Passagiere

Markt, Anforderungen und technisches Konzept

Ein modernes Regionalverkehrsflugzeug für 80 bis 120 Passagiere
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Florian Schieck
  • Abgabedatum: Juni 1997
  • Umfang: 315 Seiten
  • Dateigröße: 21,3 MB
  • Note: 1,0
  • Institution / Hochschule: Technische Universität München Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-6372-4
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-6372-4 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-6372-4 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Schieck, Florian Juni 1997: Ein modernes Regionalverkehrsflugzeug für 80 bis 120 Passagiere, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Flugzeugentwurf, Luftfahrttechnik, Marktstudie, Aircraft Conceptual Design, Fllugzeug und Umwelt

Diplomarbeit von Florian Schieck

Gang der Untersuchung:

Das Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist der erste Entwurf eines modernen Regionalflugzeugs mit 80 bis 120 Sitzplätzen; der Weg dorthin führt über die Stationen Marktanalyse, Flugzeugspezifikation, Abschätzung der Konkurrenzfähigkeit eines solchen Projekts und schließlich Ausarbeitung des technischen Konzepts. „Erster Entwurf“ bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der abschließend vorgestellte Flugzeugbasisentwurf nicht in weiteren Iterationsschritten verfeinert und unter verschiedenen Gesichtspunkten optimiert werden soll.

Das Vorhaben an sich ist nicht neu: In den ausgehenden 1980ern beschäftigte sich bereits MBB mit einem solchen Flugzeug, dem MPC 75; das Projekt wurde vor Erreichen der Entwicklungsphase eingestellt. Zu Beginn der 1990er Jahre arbeitete dann Dornier gemeinsam mit französischen Partnern am sogenannten REGIOLINER, einem strahlgetriebenen Verkehrsflugzeug mit vergleichbarer Passagierkapazität. Die Ergebnisse der Konzeptphase wurden allerdings nie umgesetzt. Anschließend befaßte sich die DASA mit dem FA-X, das als Strahlflugzeug mit Raum für 90 bis 140 Passagiere einen Platz direkt unterhalb der Airbus-Produktpalette anvisierte und weitgehende Kommunalität zur Airbus-A-320-Familie haben sollte. Dieses Konzept wurde, obgleich weit gediehen, mit dem Einstieg der DASA beim niederländischen Flugzeugbauer Fokker abgebrochen. Das Ergebnis dieser Kooperation ist bekannt.

Im Mai 1997 schließlich kündigte Airbus an, gemeinsam mit asiatischen Partnern ein solches Flugzeug zu entwickeln: den A 31X, später umgetauft zu A318. Die ersten publizierten Daten dieses Flugzeugs – Geometrien von Rumpf und Flügel, Schubklasse, Reichweite, Kommunalität etc. – sind denen des am Ende der vorliegenden Arbeit vorgestellten technischen Konzepts recht ähnlich [6]. Dennoch bleibt die Umsetzung abzuwarten.

Die letzten Monate und Jahre sahen also die Ausarbeitung verschiedener technischer Konzepte für ein neues Regionalflugzeug mit 80 bis 120 Sitzplätzen – und wie sie anschließend meist auf Eis gelegt wurden. In dieser ganzen Zeit haben jedoch die Luftverkehrsgesellschaften auf die Markteinführung eines solchen Flugzeugs gewartet; schließlich wurden auch die Marktsegmente ober- und unterhalb dieser Sitzplatzkategorie stetig mit neuen Maschinen bedient, wobei sich die Hersteller bis heute mörderische Konkurrenzkämpfe liefern [3] [5]. Ein entsprechendes Marktpotential ist gewiß vorhanden – dafür spricht beispielsweise, daß die Airlines neuerdings sogar alte Avro BAe 146, ein Regionalflugzeug für etwa 100 Passagiere, reaktivieren. Gleichzeitig hat der Regionalflugzeugmarkt jedoch die Firma Fokker, die zwei moderne Jets für 70 respektive 100 Passagiere im Programm hatte, nicht am Leben erhalten können. Das betrachtete Marktsegment zählt somit zu den schwierigsten auf dem gesamten Flugzeugmarkt. Verallgemeinert gilt: Die Herstellung eines solchen Regionalflugzeugs, das zu einem Preis an die Airlines verkauft werden kann, der denen wiederum einen gewinnbringenden Betrieb ermöglicht, stellt sich für die Flugzeugfirma als außerordentlich kompliziert dar.

Daneben läßt sich feststellen, daß die derzeit in diesem Marktsegment vertretenen Flugzeugtypen langsam veralten; viele Modelle sehen dabei ihrer endgültigen Außerdienststellung entgegen. Damit läßt sich ein Interesse an neuen Regionalflugzeugen ausmachen, besonders ein Interesse an Spezifikation und technischem Konzept für einen modernen Neuentwurf, eingepaßt in die konkrete Marktsituation.

Vor diesem Hintergrund wird in Kapitel 2 der vorgelegten Arbeit zunächst der Markt betrachtet, auf dem das zu konzipierende Regionalflugzeug später einmal verkauft werden soll. Obenan stehen dabei die Fragen nach dem Umfang des Marktpotentials für Neuflugzeuge (lohnt sich die Entwicklung überhaupt?) und nach einem ersten Anhalt für die Beschaffenheit einer solchen Maschine (wie muß das Flugzeug aussehen?). Anschließend gilt es, auf Grundlage dieser Marktanalyse in Kapitel 3 die Anforderungen an ein neues Regionalflugzeug vervollständigend abzuleiten und in einem Pflichtenheft niederzulegen. Das folgende Kapitel 4 dient dem Vergleich der Spezifikation mit konkurrierenden Baumustern, um die Möglichkeit einer erfolgreichen Markteinführung abzuschätzen; das Marktpotential allein ist zwar eine notwendige, aber nicht hinreichende Voraussetzung für den Verkaufserfolg eines neuen Flugzeugs, das sich schließlich gegen diese Mitbewerber durchzusetzen hat. In Kapitel 5 schließlich folgt die Ausarbeitung des technischen Konzepts bis hin zum Drei-Seiten-Riß und der rechnerische Nachweis, daß die im Pflichtenheft geforderten Flugleistungen und Turn-Around-Zeiten eingehalten werden.

Inhaltsverzeichnis:

1. Einleitung 1
2. Regionalflugzeugmarkt 5
2.1 Regionale Entwicklung der Wirtschaft 9
2.1.1 Nordamerika 10
2.1.2 Europa 13
2.1.3 Asien und der Pazifikraum 16
2.1.4 Afrika, Lateinamerika und der Mittlere Osten 18
2.1.5 Staaten der ehemaligen Sowjetunion 23
2.2 Entwicklung des regionalen Luftverkehrs 29
2.2.1 Entwicklung in der Vergangenheit 30
2.2.2 Künftige Entwicklung 36
2.3 Einflußgrößen auf die Marktentwicklung 41
2.3.1 Betreiber in ihrer Marktumgebung 41
2.3.2 Produktivität der Luftverkehrssysteme 48
2.3.3 Beförderungsleistungen 51
2.3.4 Außerdienststellung älterer Flugzeuge 52
2.4 Konkurrierende Technologien 55
2.4.1 Kriterien für den Vergleich 55
2.4.2 Verwandlungsflugzeuge 60
2.4.3 Hochgeschwindigkeitszüge 63
2.4.4 Hochgeschwindigkeitsschiffe 72
2.4.5 Videokonferenzen 75
2.5 Marktpotential für Neuflugzeuge 81
2.5.1 Verkäufe 81
2.5.2 Entwicklung der Flotten 86
2.6 Finanzierungsbedarf für Neuflugzeuge 89
2.7 Zusammenfassung 93
3. Anforderungen an ein neues Regionalflugzeug 95
3.1 Einsatzcharakteristika und Flugleistungen 99
3.1.1 Passagierzahlen und Nutzlast 99
3.1.2 Strecken und Flugzeiten 100
3.1.3 Flugplätze und Klimabedingungen 105
3.1.4 Flugleistungen bei einseitigem Triebwerksausfall 107
3.1.5 Crew und Cockpit-Technologie 108
3.1.6 Flexibilität im operationellen Betrieb 109
3.2 Passagierakzeptanz 113
3.2.1 Missionserfüllung 113
3.2.2 Kabinengeometrie und -ausstattung 114
3.2.3 Frachtraumgeometrie und -ausstattung 118
3.2.4 Türen, Notausstiege und Airstairs 119
3.2.5 Notfallausrüstung 120
3.2.6 Service 121
3.2.7 Innenlärm 122
3.3 Wirtschaftlichkeit im Betrieb – Direkte Betriebskosten 125
3.3.1 Kraftstoffverbrauch 128
3.3.2 Wartungsaufwand 130
3.3.3 Bordpersonal 132
3.3.4 Gebühren 133
3.3.5 Kommunalität 133
3.4 Umweltbelastung 137
3.4.1 Schadstoffemission 137
3.4.2 Außenlärm 138
3.5 Zusammenfassung in einem Pflichtenheft 143
3.5.1 Pflichtenheft für den CENTURION 80 143
3.5.2 Pflichtenheft für den CENTURION 100 146
3.5.3 Pflichtenheft für den CENTURION 120 149
4. Vergleich mit konkurrierenden Baumustern 155
4.1 Kriterien für den Vergleich 157
4.2 Bereits auf dem Markt verfügbare Modelle 163
4.2.1 Flugleistungen 163
4.2.2 Antriebsart 171
4.2.3 Technologiestufe 171
4.2.4 Kabinengeometrie 175
4.2.5 Kommunalität 178
4.3 Modelle in der Entwicklung 181
4.3.1 Flugleistungen 181
4.3.2 Antriebsart 189
4.3.3 Technologiestufe 189
4.3.4 Kabinengeometrie 191
4.3.5 Kommunalität 194
4.4 Zusammenfassung 197
5. Technisches Konzept 199
5.1 Erste Gewichtsabschätzung 201
5.2 Parametrische Entwurfsanalyse 207
5.3 Flugzeugbasisentwurf 221
5.3.1 Flugzeug-Konfiguration 221
5.3.2 Rumpf und Innenauslegung 222
5.3.3 Antriebsanlage 235
5.3.4 Flügelgeometrie 239
5.3.5 Leitwerksgeometrie 246
5.3.6 Fahrwerk 250
5.3.7 Weitere Untersysteme und Ausrüstung 254
5.3.8 Zusammenfassung in einer Drei-Seiten-Ansicht 254
5.4 Flugleistungsrechnung 261
5.4.1 Start- und Landestrecke 261
5.4.2 Steigflug 264
5.4.3 Reiseflug 265
5.4.4 Nutzlast-Reichweiten-Diagramm 265
5.5 Handhabung am Boden 271
5.6 Zusammenfassung der Entwurfsergebnisse 279
6. Zusammenfassung 281
7. Anhang 283
7.1 Ergänzende Darstellungen und Tabellen 283
7.2 Literaturverzeichnis 287

Arbeit zitieren:
Schieck, Florian Juni 1997: Ein modernes Regionalverkehrsflugzeug für 80 bis 120 Passagiere, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Flugzeugentwurf, Luftfahrttechnik, Marktstudie, Aircraft Conceptual Design, Fllugzeug und Umwelt

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