Erstellung des Echtzeitmodells einer Boeing 737 zum Einsatz im zukünftigen B737 Simulator der Hochschule Bremen

Inhaltsverzeichnis

1 Kontext und Aufgabenstellung

2 Das Interface

2.1 Systemarchitektur

2.2 Echtzeitumgebung mit Real Time Windows Target

2.3 Simulink Interface

2.3.1 ActiveX

2.3.2 Virtuelles Hardware Board

2.3.3 Interface Funktionen

3 Das Modell

3.1 Erde

3.1.1 Geodätisches Bezugssystem

3.1.2 Atmosphäre

3.2 Boeing 737-800

3.2.1 Bewegungsgleichungen

3.2.2 Aerodynamik

3.2.2.1 Aerodynamische Kräfte und Momente

3.2.2.2 Aerodynamische Geschwindigkeiten und Winkel

3.2.2.3 Standardarbeitsbereich

3.2.2.3.1 Längsbewegung

3.2.2.3.2 Seitenbewegung

3.2.2.4 Verhalten bei großen Anstellwinkeln

3.2.2.5 Bodeneffekt

3.2.3 Triebwerke

3.2.3.1 Triebwerkskräfte und -momente

3.2.3.2 Kraftstoffverbrauch

3.2.4 Fahrwerk

3.2.4.1 Fahrwerkskräfte und -momente

3.2.4.2 Oleo-pneumatischer Dämpfer

3.2.4.3 Reibung

3.2.5.1 Skalare Masse

3.2.5.2 Trägheitstensor

3.2.5.3 Schwerpunktlage

3.2.6 Struktur

3.2.7 Stellerdynamik

4 Resümee und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung der Flugphysik-Software für einen Boeing 737-800 Fixed-Base Simulator an der Hochschule Bremen. Ziel ist die Implementierung eines Modells, das die Flugzeugbewegung basierend auf Piloteneingaben in Echtzeit berechnet.

• Entwicklung einer Schnittstelle zwischen Borland Delphi und MATLAB Simulink
• Aufbau der Systemarchitektur unter Nutzung von Real Time Windows Target
• Modellierung der Flugphysik inklusive Aerodynamik, Triebwerken und Fahrwerk
• Integration von Erd- und Atmosphärenmodellen
• Realisierung der Datenkommunikation und Fehlerüberwachung

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Kontext und Aufgabenstellung: Beschreibt die Zielsetzung des Projekts, einen Flugsimulator für die Hochschule Bremen zu entwickeln, sowie die Notwendigkeit der Erstellung einer neuen Flugphysik-Software.

2 Das Interface: Erläutert die Kommunikation zwischen Borland Delphi und MATLAB Simulink, inklusive Systemarchitektur, Echtzeitumgebung und Schnittstellenfunktionen wie Fehlererkennung und Initialisierung.

3 Das Modell: Detailliert die physikalischen Grundlagen des Flugzeugmodells, unterteilt in Erdmodell, Boeing 737-800 Flugphysik, Triebwerke, Fahrwerk, Massen und Struktur.

4 Resümee und Ausblick: Reflektiert den Entwicklungsprozess, bewertet die Validität des Modells und schlägt Möglichkeiten zur Weiterentwicklung und Verfeinerung des Simulators vor.

Schlüsselwörter

Boeing 737-800, Flugsimulator, Flugphysik, MATLAB Simulink, Echtzeitmodell, Real Time Windows Target, Borland Delphi, Aerodynamik, Bewegungsgleichungen, Triebwerksmodell, Fahrwerk, Massenmodell, Schnittstellenprogrammierung, Flugdynamik, Stellerdynamik

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Diplomarbeit dokumentiert die Erstellung der Flugphysik-Software für einen Boeing 737-800 Fixed-Base Flugsimulator an der Hochschule Bremen.

Was sind die zentralen Themenfelder?

Die Arbeit fokussiert sich auf die Kopplung von Software-Entwicklungsumgebungen (Delphi/MATLAB), die Modellierung der Flugdynamik und die Echtzeitsteuerung des Simulators.

Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?

Das primäre Ziel ist es, eine funktionsfähige und ausreichend schnelle Echtzeitsimulation der Flugphysik zu schaffen, die auf Pilotenbefehle reagiert.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Es werden mathematische Bewegungsgleichungen genutzt und das Modell mittels MATLAB Simulink sowie der Toolbox "Real Time Windows Target" in eine Echtzeitumgebung implementiert.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die Interface-Programmierung, die mathematische Herleitung der Flugzeugbewegung, die Modellierung aerodynamischer Kräfte, Triebwerkseigenschaften, Massenverteilung und Fahrwerksdynamik.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Die Arbeit lässt sich am besten mit Begriffen wie Flugphysik-Software, Boeing 737-800 Simulator, Echtzeitmodellierung und MATLAB Simulink beschreiben.

Wie stellt der Autor die Kommunikation zwischen Delphi und Simulink sicher?

Der Autor nutzt die Microsoft COM Standard-Technologie und ActiveX, um eine steuerbare Schnittstelle zwischen der Controller-Anwendung in Delphi und MATLAB als Server zu etablieren.

Warum wird im Modell ein "virtuelles Hardware Board" erwähnt?

Es dient dazu, der Echtzeitumgebung die Kommunikation mit anderen Simulatorkomponenten auf reiner Software-Basis zu ermöglichen, ohne auf reale Hardware-Inputs angewiesen zu sein.

Welche Bedeutung hat das "Ping"-Verfahren für den Simulator?

Das Ping-Verfahren dient zur Überwachung der Datenübertragungszeit innerhalb der Echtzeit-Schleife, um die Synchronisation und einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten.