Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Titel der Masterarbeit
Felix Mustermann (Dieser Text steht im Folienmaster!!!)
Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
Emiel De Grave
Examiner: Prof. Dr.-Ing Dieter Scholz, MSME
August 2017
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Master Thesis
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Titel der Masterarbeit
Felix Mustermann (Dieser Text steht im Folienmaster!!!)
Erasmus Hamburg (Germany)
2
Reverse Engineering of Passenger Jets –
Classified Design Parameters Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Titel der Masterarbeit
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Master Thesis
Reverse Engineering Passenger Jets
Classified
Design Parameters
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Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Titel der Masterarbeit
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Design Parameters
Maximum lift coefficient: C
L,max• Landing
• Take-off
Lift-to-drag ratio: E
Specific fuel consumption: SFC
4
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Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Titel der Masterarbeit
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Content
1. Preliminary Sizing of Passenger Aircraft 2. Concept Reverse Engineering
3. Reverse Engineering of Preliminary Sizing 4. Tool
5. Example
5
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Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Titel der Masterarbeit
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Preliminary Sizing of Passenger Aircraft
Aircraft design parameters
• Take-off mass
• Fuel mass
• Operating empty mass
• Wing area
• Take-off thrust
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Titel der Masterarbeit
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Preliminary Sizing of Passenger Aircraft
1. Landing 2. Take-off
3. Second Segment 4. Missed Approach 5. Cruise
Acc. to Federal Air Regulations (FAR Part 25)
7
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Titel der Masterarbeit
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Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Preliminary Sizing of Passenger Aircraft
Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Titel der Masterarbeit
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Preliminary Sizing – Landing
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Preliminary Sizing – Take-Off
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Preliminary Sizing – 2nd Segment
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Preliminary Sizing – Missed Approach
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Preliminary Sizing – Cruise
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Preliminary Sizing – Cruise
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Preliminary Sizing – Cruise
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Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Preliminary Sizing – Cruise
2. Wing Loading
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Titel der Masterarbeit
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Preliminary Sizing – Matching Chart
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Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Titel der Masterarbeit
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Concept Reverse Engineering
Def.: RE is a proces, used to understand the working of a product and to analyze its design
Provides documentation:
• Specifications
• Mechanisms
• Materials
• Manufacturability
• Assembly details
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Concept Reverse Engineering
RE is applied when technical data is:
• Lost
• Not exising
• Property of another manufacturer Note: copyright!
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Concept Reverse Engineering
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Black-box (hypothetical)
Input Black-box Output x
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Concept Reverse Engineering
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Black-box (hypothetical)
Input Black-box Output x y
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Concept Reverse Engineering
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Black-box (hypothetical)
Input Black-box Output x ? y
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Concept Reverse Engineering
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White-box
Input White-box Output x
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Concept Reverse Engineering
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Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
White-box
Input White-box Output x y
Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Concept Reverse Engineering
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Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
White-box
Input White-box Output x y = f(x) y
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Concept Reverse Engineering
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RE white-box
Input White-box Output y
Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Concept Reverse Engineering
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Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
RE white-box
Input White-box Output y x
Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Concept Reverse Engineering
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Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
RE white-box
Input White-box Output y x = f(y) x
Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
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RE Black-box
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
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RE white-box 1
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
RE white-box 3
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
RE white-box 4
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
35
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
RE white-box 4
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Reverse Engineering of Preliminary Sizing
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The Tool
Necessity due to complexity:
• Amount of variables
• Mutual relations
• Numerical iteration
• Optimization solver
→ Tool: PJRE (Passenger Jet Reverse Engineering)
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Reverse Engineering of Passenger Jets – Classified Design Parameters
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The Tool
Requirements of PJRE
• Accurate results
• Reliable results
• Quick
• User friendly
• Multifunctional
• Direct print-out
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The Tool
Build-up
1. Specs + RE 2. C_Lmax
3. E_max 4. SFC
5. Matching Chart 6. Data
7. Verification
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The Tool
Demonstration A320-200 (Airbus)
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Example BAe 146-200 (British Aerospace)
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Example BAe 146-200 (British Aerospace)
43
Google: ‘Airport planning’ + aircraft manufacturer
https://www.skybrary.aero/index.php/Category:Aircraft
https://booksite.elsevier.com/9780340741528/appendices/data- a/default.htm
https://booksite.elsevier.com/9780340741528/appendices/data- b/default.htm
http://www.jet-engine.net/
Note: mission fuel fraction for climb = 0,998!
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Example BAe 146-200 (British Aerospace)
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• C
L,max,L= 3,62
• C
L,max,TO= 2,63
• E
max= 14,5
• SFC = 19,5 mg/N/s
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Example BAe 146-200 (British Aerospace)
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PJRE
Positive
• Quick
• Reliable
• Accurate
• Multifunctional
• Reduces complexity
• User friendly
Negative
• Only (large) passenger jets
• Sensitive to human error
• Critical view
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emiel_dg@hotmail.com