Parametric Structural Modelling for Aeroelastic and Aeroacoustic Analyses of an Aircraft Rear Fuselage

For the development of numerical methods for aeroelastic analysis and vibration analyses on future aircraft configurations, representative reference models for the aerodynamics and the aircraft structure are necessary. Only very few models with a sufficient level of detail are publicly available. The DLR tool MONA is used for the for the generation of parametric aircraft models, i. e. finite element models and linear aerodynamic models, to realistically represent the global structural and aeroelastic dynamics of an aircraft. In the project, the focus was on the extension of the modelling capabilities of MONA to the generation of fuselage models of sufficient detail for aeroelastic and vibroacoustic analysis. Those models were then passed on to project partners for the respective analyses

Aeroelastic method to investigate nonlinear elastic wing structures

Stiffness directions of wing structures are already part of the optimisation in aircraft design. Aircraft like the A350 XWB and the Boeing 787 mainly consist of such composite material, whose stiffness directions can be optimised. To proceed with this stiffness optimisation, the aim of this work is to modify and optimise also the linear stress-strain relation. On that account, the Hooke's law is exchanged by a multi-linear formulation to analyse any nonlinear elastic structural technology on wing structures. The wing structures, which are used to investigate the nonlinear behaviour, are deduced from a mid-range and a long-range aircraft configuration. These wings are analysed with an extended beam method and coupled with a VLM solution to calculate the aeroelastical loading. The proposed beam method is capable of analysing any multi-linear wing structure technology. A degressive structural behaviour shows up a good potential to reduce the bending moment which is one of the main drivers of the structural weight

Strukturmodellierung und Lastanalyse eines Mittelstreckenflugzeugs im Projekt ALEGRO

Dieser Artikel beschreibt die Arbeiten, die vom DLR im Rahmen des Verbundvorhabens ALEGRO im nationalen Luftfahrtforschungs-programm durchgeführt wurden. Die disziplinübergreifenden Arbeitsinhalte umfassen die Erweiterung der Modellbildung um bessere Massenmodelle und für strukturelle Komponenten wie z. B. die Center Section, sowie eine Evaluierung der Nutzung von CFD/ CSM-Simulationen im Lastanalyseprozess. Die Entwicklungen des Projekts fließen in einen integrierten Lastanalyse- und Strukturentwurfsprozess ein und wurden in diesem Rahmen an dem Entwurf einer industrienahem Referenzkonfiguration verifiziert. Durch die enge Verzahnung von Lasten- und Entwurfsprozess zielen die Weiterentwicklungen im Projekt neben der Verbesserung der eigentlichen Lastanalyse auch auf eine Verkürzung des gesamten Entwurfsprozesses

Strukturmodellierung und Lastanalyse eines Mittelstreckenflugzeugs im Projekt ALEGRO

Dieser Artikel beschreibt die Arbeiten, die vom DLR im Rahmen des Verbundvorhabens ALEGRO im nationalen Luftfahrtforschungs-programm durchgeführt wurden. Die disziplinübergreifenden Arbeitsinhalte umfassen die Erweiterung der Modellbildung um bessere Massenmodelle und für strukturelle Komponenten wie z. B. die Center Section, sowie eine Evaluierung der Nutzung von CFD/ CSM-Simulationen im Lastanalyseprozess. Die Entwicklungen des Projekts fließen in einen integrierten Lastanalyse- und Strukturentwurfsprozess ein und wurden in diesem Rahmen an dem Entwurf einer industrienahem Referenzkonfiguration verifiziert. Durch die enge Verzahnung von Lasten- und Entwurfsprozess zielen die Weiterentwicklungen im Projekt neben der Verbesserung der eigentlichen Lastanalyse auch auf eine Verkürzung des gesamten Entwurfsprozesses

Das DLR-Projekt KonTeKst: Konzepte und Technologien für emissionsarme Kurzstreckenflugzeuge

Das Paper gibt eine Übersicht über die Arbeiten und Ergebnisse im Projekt KonTeKst. Im Projekt wurden im ersten Hauptarbeitspaket zwei Flugzeugkonfigurationen mit einer konfigurativen Lärmreduktion im Vergleich zu einem Referenzflugzeug entworfen sowie hinsichtlich Leistung, Lärmabstrahlung und Emissionen bewertet. Das zweite Hauptarbeitspaket befasste sich mit ausgewählten Technologien, die im Bereich des Kurzstreckenflugzeugs die Lärmreduktion am Flugzeug zum Ziel haben. Dazu gehörten Untersuchungen an Hochauftriebshilfen sowie Maßnahmen zur ihrer konstruktiven Gestaltung sowie Analysen des Lärmverhalten unterschiedlicher Treibwerkskonfigurationen. Im dritten Hauptarbeitspaket wurde der DLR-übergreifende Lastenprozess um spezifische Funktionalitäten erweitert. Die Verfahren wurden durch experimentelle Untersuchungen, so z. B. Auswertungen von Flugversuchen sowie Durchführung eines Windkanalversuches für aktive und passive Lastabminderung von Böenlasten, validiert. Im Hauptarbeitspaket vier wurden die Auswirkungen des Einsatzprofils von Kurzstreckenflugzeugen, d. h. eine höheren Anzahl von Starts- und Landungen pro Tag, auf den Flughafen, die Prozesse für die Abfertigung von Passagieren und Fracht sowie für die Führung des Flugzeugs am Boden und in der Luft untersucht. Zunächst wird die Motivation des Projekts herausgearbeitet, vor allem vor dem Hintergrund der Leitkonzepte des DLR. Anschließend werden die Arbeiten im Projekt kurz vorgestellt und projektübergreifende Ergebnisse präsentiert. Schließlich wird ein Ausblick auf die weitere Arbeit im neuen Leitkonzept 'Transportflugzeug' gegeben

A non-intrusive nonlinear aeroelastic extension of loads packages with application to long range transport aircraft configuration

A new method for constructing geometrically-nonlinear aeroelastic systems from standard linear models is applied to an industry-level aircraft configuration. The new approach seamlessly integrates with current aeroelastic load packages performing linear analysis based on generic finite-element models (FEMs) and aerodynamic influence coefficient matrices (AICs). We generalize the methodology to incorporate control inputs, find the trimmed aircraft state, or generate gusts disturbances, which can be employed separately or combined to obtain a simplified flight dynamics model for load analysis. An initial study of the aeroelastic response of a long range aircraft is presented. Linear and nonlinear results are introduced in static and dynamic computations of manoeuvres, trim, and gust disturbances. These are compared to commercial software calculations, showing the need for geometrically nonlinear analysis in the production environment of airplanes with ultra high aspect ratio wings

Impaired photosystem I oxidation induces STN7-dependent phosphorylation of the light-harvesting complex I protein Lhca4 in Arabidopsis thaliana

Reduction of the plastoquinone (PQ) pool is known to activate phosphorylation of thylakoid proteins. In the Arabidopsis thaliana mutants psad1-1 and psae1-3, oxidation of photosystem I (PSI) is impaired, and the PQ pool is correspondingly over-reduced. We show here that, under these conditions, the antenna protein Lhca4 of PSI becomes a target for phosphorylation. Phosphorylation of the mature Lhca4 protein at Thr16 is suppressed in stn7 psad1 and stn7 psae1 double mutants. Thus, under extreme redox conditions, hyperactivation of thylakoid protein kinases and/or reorganization of thylakoid protein complex distribution increase the susceptibility of PSI to phosphorylation

Excitation energy transfer in native and unstacked thylakoid membranes studied by low temperature and ultrafast fluorescence spectroscopy

In this work, the transfer of excitation energy was studied in native and cation-depletion induced, unstacked thylakoid membranes of spinach by steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy. Fluorescence emission spectra at 5 K show an increase in photosystem I (PSI) emission upon unstacking, which suggests an increase of its antenna size. Fluorescence excitation measurements at 77 K indicate that the increase of PSI emission upon unstacking is caused both by a direct spillover from the photosystem II (PSII) core antenna and by a functional association of light-harvesting complex II (LHCII) to PSI, which is most likely caused by the formation of LHCII-LHCI-PSI supercomplexes. Time-resolved fluorescence measurements, both at room temperature and at 77 K, reveal differences in the fluorescence decay kinetics of stacked and unstacked membranes. Energy transfer between LHCII and PSI is observed to take place within 25 ps at room temperature and within 38 ps at 77 K, consistent with the formation of LHCII-LHCI-PSI supercomplexes. At the 150-160 ps timescale, both energy transfer from LHCII to PSI as well as spillover from the core antenna of PSII to PSI is shown to occur at 77 K. At room temperature the spillover and energy transfer to PSI is less clear at the 150 ps timescale, because these processes compete with charge separation in the PSII reaction center, which also takes place at a timescale of about 150 ps. © 2007 Springer Science+Business Media B.V