Erstellung eines Verfahrens zur Ermittlung der Güte von Verkehrsflugzeugen: Teil I und II

82 Pages·1962·2.1 MB·German

by  Dipl.-Ing. Volkmar Wilckens (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN -WESTFALEN
Nr. 1088
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerpräsidenten Dr. Franz Meyers
von Staatssekretär Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt
DK 629.138.5: 658.562
629.138.003.13
Dipl.-Ing. Volkmar Wilckens
Lehrstuhl fiir Luftfahrt der Rhein.-Westf.
Technischen Hochschule Aachen
Erstellung eines Verfahrens
zur Ermittlung der Güte van Verkehrsflugzeugen
Teil I und II
WESTDEUTSCHER VERLAG· KÖLN UND OPLADEN 1962
ISBN 978-3-663-06298-1 ISBN 978-3-663-07211-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-07211-9
Verlags-Nr.011088
© 1962 Westdeutscher Verlag, Köln und Opladen
Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag
Vorwort
Vorliegende Arbeit wurde auf Grund eines Forschungsauftrages des Verkehrs
ministeriurns des Landes N ordrhein-Westfalen in Angriff genommen. lm Laufe
der Sitzungen des Technischen Ausschusses der Deutschen Lufthansa hatte sich
herausgestellt, daB das in diesem Gremium behandelte Thema »Vergleichsschema
zur Bewertung von Verkehrsflugzeugen« sich zu einem in Besprechungen nicht
lösbaren Problem auswuchs. Der noch unvollständige Schemavorschlag des
Technischen Ausschusses bot somit die eigentliche Ausgangsbasis für die folgen
den Untersuchungen. Da der Schemavorschlag nicht in der Fachliteratur er
schienen ist, wurde er im Anhang beigefügt. Die einfacheren Teilbewertungsvor
schläge wurden hauptsächlich der V ollständigkeit halber, aber auch deshalb in die
Betrachtungen mit einbezogen, weil man an ihnen die einzelnen Schwierigkeiten
einer Verkehrsflugzeugbewertung und die nicht zum Ziel führenden Wege ein
facher aufzeigen konnte.
Übersicht
Nach kurzgefaBten Betrachtungen der sich als unbrauchbar erweisenden Teil
bewertungsvorschläge führt die Diskussion des Schemavorschlages des Tech
nischen Ausschusses der DLH über Verbesserungsmöglichkeiten zu einem wesent
lich zuvcrlässigeren Lösungsweg.
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Inhalt
TEIL I
1.1 Bedarf für ein Güteberechnungsschema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2 Weitere Ausführungen zur Verdeutlichung der Problemstellung ....... 9
2. Bisherige Gütebestimmungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 12
2.1 Bewertung mittels gekoppelter Leistungsdaten ...................... 12
2.2 Güteformel ..... '" ...................... ,. . . . . .. . . .. . ... ... . .. . 16
2.3 Flugzeugbewertung an Hand ihrer streckenabhängigen GröBen.. . . . . .. 16
2.31 Transportarbeit = f (Flugstrecke) ................................. 17
2.32 Andere Kurven L = f (R) ........................................ 20
2.4 Vorschlag eines Güteberechnungsschemas des Technischen Ausschusses
der DLH ...................................................... 21
2.41 Beschreibung................................................... 21
2.42 Kritische Betrachtung ................................•........ ,. 23
2.43 Zusammenstellung der Mängel des Schemas ........................ 29
2.5 Verbesserungsmöglichkeiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.51 Vorschläge für zweckmäBigere Gütezahldiagramme ............... . .. 29
2.52 Verbesserung der übersicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 32
2.53 Hinweise auf den zum Ziel führenden Lösungsweg .................. 33
3. Das neue Bewertungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35
3.1 überleitende Betrachtung ........................................ 35
3.2 Entwurf des Schemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
TEIL 11
1. V orbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37
2. V orbereitungen zur schematischen Berechnung der Rentabilität. . . . . . . .. 38
2.1 Einsatzverhältnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.2 Vorauswahl. . . . . . . . ... . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . ... . . . .. . . . . . . . . ... .. 41
2.3 Bestimmung der erforderlichen FlottengröBe ....................... 42
3. Beschreibung des Schemas ........................................... 45
3.1 Feste Kosten ................................................... 45
3.2 Von Streckennetz und Verkehrsleistung abhängige Kosten ........... 47
7
3.3 Einnahmen. ... . . . .... . . . .. .. . . ... . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . ... 47
3.4 Zusammenfassung der direkten Einflüsse der Flugleistungen auf die
Wirtschaftlichkeit ............................................... 51
4. Korrektur der Wirtschaftlichkeitsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 53
4.1 Korrekturfaktor Sicherheit ....................................... 53
4.11 EinfluB der Sicherheit auf die Kosten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.12 EinfluB der Sicherheit auf die Wirtschaftlichkeit durch die »Beliebtheit
bei den Fluggästen« ............................................. 53
4.13 Diskussion der Unfallursachen .................................... 54
4.131 Serienunfälle neuer Flugzeugmuster ............................... 54
4.132 Notlandesicherheit .............................................. 56
4.133 Notlandeeigenschaften ........................................... 57
4.134 Brandsicherheit ................................................. 58
4.135 Beanspruchung der Piloten ....................................... 59
4.2 EinfluB des Korrekturgliedes »Annehmlichkeit« . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 59
4.3 Vorschlag für eine rechnerische Erfassung der KorrekturgröBe» Sicherheit« 60
4.4 Bemerkungen zur rechnerischen Erfassung der KorrekturgröBe »An-
nehmlichkeit« . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5. Zusammenfassung................................................... 66
6. SchluBwort und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67
7. Literaturverzeichnis.................................................. 69
8. Anhang............................................................. 71
8
TEILI
1.1 Bedarf für ein Güteberechnungsschema
Wenn der Flugzeugpark einer Luftverkehrsgesellschaft infolge des technischen
Fortschritts zu veralten beginnt, ist das Untemehmen wegen absinkender Kon
kurrenzfähigkeit gezwungen, seine Luftflotte zu emeuem. Man wird also ver
suchen, aus dem Angebot der Flugzeughersteller den geeignetsten Typ herauszu
finden.
Die richtige Auswahl könnte nun sehr schnell getroffen werden, wenn alle Lei
stungsdaten, Preise usw. eines Flugzeugs die Werte aller anderen Typen über
treffen würden. Dieser Flugzeugtyp wäre der beste. Eine so eindeutige Oberlegen
heit ist aber zwischen allen, nicht allzu altersunterschiedlichen Flugzeugtypen u. a.
aus flugmechanischen Gründen nicht möglich. Zwischen Leistungswerten, Preisen
usw. bestehen zum Teil einander entgegenwirkende Wechselbeziehungen. Ein
Flugzeug mit groBer Reichweite benötigt z. B. eine teuere lange Startbahn,
während ein anderes zwar mit kürzeren Pisten auskommt, dafür aber vielleicht
einen wichtigen Flughafen mangels genügender Reichweite nicht allfliegen kann.
Wie wichtig solche Vor-bzw. Nachteile für die Güte des Verkehrsflugzeugs sind,
ist nicht ohne weiteres erkennbar. Ebensowenig läBt sich übersehen, wie stark
sich Güteeinflüsse, wie z. B. »Beliebtheit beim Publikum«, )} Unfallsicherheit«
usw., auswirken.
Das geeignetste Verkehrsflugzeug kann also nicht durch Vergleich einzelner
Leistungsdaten usw. gefunden, sondem muB nach einem geeigneten Verfahren
aus allen Güteeinflüssen berechnet werden. Ein solches Verfahren ist bisher nicht
aufgestellt bzw. bekannt geworden, so daB die Auswahl des geeignetsten Flug
zeugs nur mit viel Erfahrung und Glück getroffen werden kann. Fachleute mit
diesen Qualitäten sind - besonders in der deutschen Nachkriegsluftfahrt - noch
selten, und auf Glück verläBt man sich in kostspieligen Angelegenheiten nicht
gem.
Es würde jedenfalls das Gewissen der die Auswahl treffenden Sachbearbeiter er
heblich entlasten, wenn ein geeignetes Arbeitsverfahren zur Verfügung stünde,
das nach Einsetzen aller wesentlichen EinfluBgröBen zuverlässige Aussagen über
die Gesamtgüten der zur Wahl gestellten Flugzeugtypen liefem könnte.
1.2 Weitere Ausführungen zur Verdeutlichung der Problemstellung
Zur vollständigen UmreiBung des Bewertungsproblems bedürfen die einleitenden
Worte des vorigen Kapitels noch einiger Ergänzungen. Die im folgenden beschrie-
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benen Beispiele aus dem sportlichen Zweig der Luftfahrt sollen näher an die Kern
fragen einer Bewertung heranführen.
In den dreiBiger Jahren strebten die Flugzeugfirmen u. a. danach, sich gegen
seitig den Geschwindigkeitsrekord abzujagen. Die hierzu für nur wenige Rekord
flüge gebauten Flugzeuge waren auf Kosten aller übrigen Leistungen und Eigen
schaften nur auf einen Zweck, auf Höchstgeschwindigkeit gezüchtet. Bewertungs
probleme bestanden in solchen Fällen nicht: Das schnellste Flugzeug war das
beste, und der Zahlenwert der erreichten maximalen Geschwindigkeit war das Maf!
für die Giite I Halten wir dem einmal eine weniger einfache Bewertungsaufgabe
gegenüber:
Bei sportlichen Wettbewerben werden meist mehrere Aufgaben gestellt, die auf
die Anforderungen an Flugzeug und Pilot im praktischen Flugbetrieb abgestimtnt
sein solltenl• LäBt man einmal die hier nicht interessierenden Güteunterschiede
der Piloten auBer acht, dann bestimmt nicht eine überragende Flugleistung, son
dern eine Anzahl ïtgendwie zusammengefaBter LeistungsgröBen den besten Flug
zeugtyp fiir diesen Zweck. Die mitunter wertvollen Siegerpreise geben einen groBen
Anreiz, das Flugzeugmuster mit den gröBten Gewinnchancen vorher zu ermitteln.
Hierzu benötigt man für jeden in Frage kommenden Flugzeugtyp einen geschl08se
nen Ausdruck, der irgendwie aus den Leistungsdaten zusammengesetzt ist un:d die
Erfolgsaussichten angibt.
Wie müssen nun die LeistungsgröBen zusammengefaBt werden? Man sieht, daB
man mit einer einfachen Sichtung der Leistungsdaten - selbst wenn sie stimmen -
und einem Vergleich mit den Daten der Konkurrenten nicht auskommt. Man be
nötigt ein geeignetes Berechnungsverfahren. ErfahrungsgemaB bedient man sich
in solchen Fällen eines Schemas, das in Form der Wettbewerbsbedingungen zur Ver
fügung steht.
Manche Wettbewerbsteilnehmer berechnen an Hand der gestellten Anforderungen
und der Leistungsfähigkeiten der Maschinen den günstigsten Typ bzw. die
Chancen, die sie mit ihrer Maschine bei Anwendung der (ebenfalls hierbei be~
rechenbaren und typabhängigen) optimalen Taktik haben.
Wie müBte wohl ein Flugzeug beschaffen sein, das die Wettbewerbshedingungen
optimal erfüllt? Ist es ein Muster, das infolge der Fähigkeiten seines Konstrukteurs
und der angewandten neuesten Erkenntnisse im Flugzeugbau an der Spitze der
technischen Entwicklung steht? Oder wird es ein Flugzeugtyp sein, der den
Wettbewerbsbedingungen ganz streng angepaBt ist?
Überzüchtung einerseits und starke Spezialisierung andererseits bedingen häufig
eine groBe Empfindlichkeit gegenüber schwankenden Einsatzbedingungen. Da
der Wettbewerb wegen unvorhersehbarer Einflüsse (Wetter usw.) selten genauso
ablaufen wird, wie er geplant war, verspricht offensichtlich den sichersten Erfolg
ein Flugzeug, das eine optimale Kombination von technischem Fortschritt mit der
Eignung für die speziellen Einsatzverhältnisse darstellt.
1 In heutigen Wettbewerben, wie »Deutschlandflug« usw., geht es fast nur urn die Be
wertung der Leistungsfähigkeit der Besatzungen. Die Unterschiede der beteiligten
Flugzeugtypen werden weitgehend durch ein entsprechendes Wertungssystern elirni
niert.
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Bisweilen sind bei flugsportlichen Wettbewerben Bewertungsformeln angewandt
worden, die nicht mit einer gesunden Kombination von Flugzeuggüte und Ge
schicklichkeit der Besatzung optimal zu erfüllen waren. Sie ermöglichten vielmehr,
über mehr oder weniger abwegige Tricks zum Sieg zu gelangen.
Zur Verdeutlichung dieser Frage, diene folgendes Beispiel :
Eine Wettbewerbsleitung legt irgendwelche Aufgaben fest, die die Teilnehmer
erfüllen sollen. Natürlich müssen die verlangten Leistungen so festgelegt werden,
daB die höchste Anforderung im allergünstigsten Fall nur vom besten Teilnehmer
erreicht werden kann, da sonst die Vergabe des ersten Preises z. B. durch Los ent
schieden werden müBte. Da sich aber schwer vorausschätzen läBt, wie hoch die
beste Leistung liegen wird, und man sich auch scheut, ein zu groBes Sicherheits
risiko durch harte Bedingungen einzugehen, neigt man dazu, die Êntscheidung
durch hochbewertete, von Glück und Zufall abhängige »Leistungs«-Bedingun
gen herbeizuführen.
Zwar kann man mit der so erzielten Streuung der» Punkte«-Ergebnisse eine Ent
scheidung herbeiführen. Der eigentliche Zweck des Wettbewerbs, die Auslese des
Leistungsfähigsten, wird bei einer solchen willkürlichen Bewertung jedoch ver
fehlt.
Es liegt nahe, daB die oben betrachteten Fragen auf die zu untersuchenden Pro
bleme der Verkehrsluftfahrtanwendbar sind. Natürlich sind hier die »Wettbewerbs
bedingungen« weitaus lromplizierter und schärfer und die Folgen einer falschen
Typenwahl viel schwerwiegender als auf sportlichem Gebiet. Mit Rücksicht hier
auf sollte wohl besonders darauf geachtet werden, daB sich in ein hierfür aufzu
stellendes, entsprechend kompliziertes Bewertungsschema keine willkiir/iche Be
wertungsmöglichkeit einschleicht.
Wie das zur Ermittlung des günstigsten Verkehrsflugzeuges geeignete Berech
nungsverfahren aufgebaut sein muB, ist das eigentliche Ziel der vorliegenden
Arbeit. Diese Aufgabe wäre wohl kaum gestellt worden, wenn eines der bisher
angewandten bzw. vorgeschlagenen Güteberechnungsverfahren seinen Zweck er
füllt hätte. lm folgenden Kapitel solI geprüft werden, weshalb diese Verfahren
versagten.
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2. Bisherige Gütebestimmungsverfahren
Die bisherigen Berechnungsverfahren sind sehr verschieden in Umfang und Art
und müssen schon deshalb voneinandet abweichende Güteaussagen erbringen.
Würde eine Auswahl zwischen Flugzeugen mit gröBeren Qualitätsdiflerenzen ge
troffen, dann würde an sich ein einfacheres, relativ ungenaues Berechnungsver
fahren das Auffinden des besten Typs ermöglichen.
Es liegt jedoch in der Natur der Sache, daB durch Vorauswahl, z. B. nach erforder
licher »Mindestreichweite«, meist nur noch eine kleine Anzahl von annähernd
gleichartigen Typen in Frage kommt und daher die Güteunterschiede nur noch
relativ gering sind. An das Berechnungsverfahren müssen also gewisse Genauig
keitsforderungen gestellt werden, da sonst U. die Fehler der Güteaussagen die
U.
tatsächlichen Gütedifferenzen überdecken und eine fehlerhafte Bewertung erfolgt.
2.1 Bewertung mittels gekoppelter Leistungsdàten
Vom Standpunkt des Ingenieurs aus liegt es nahe, die Güte in ers ter Linie aus
berechenbaren Flugleistungsdaten zu bestimmen.
So findet man schon in den Reklametexten der Fachzeitschriften neben den auf
fälligsten Leistungsdaten Begriffe wie Transportarbeit und Transportleistung.
Man versteht darunter die Produkte
a) Nutzlast X Reichweite = Transportarbeit
(AT)
b) Nutzlast X Reisegeschwindigkeit = Transportleistung
(LT)
und betrachtet ein Verkehrsflugzeug als gut, wenn diese Werte mögHchst hoch
liegen.
Nach diesem Prinzip lassen sich noch andere »Wertbegriffe« bilden, Z. B.
c) Nutzlast X Reisegeschwindigkeit X Reichweite
(GN • VR • R) = (LT' R)
d) Transportarbeit / max. Fluggewicht
(AT/G)
e) Transportleistung / max. Fluggewicht
(LT/G)
f) Transportleistung X Reichweite / max. Fluggewicht
(L~R)
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