| |
|
§ 4 Vorpraxis und praxisbezogene Studienanteile (Zu § 6 APSO-INGI)
(2) In den Studiengängen Fahrzeugbau und Flugzeugbau ist ein von der Hochschule gelenktes industrielles
Projekt bestehend aus Praxisphase und Bachelorarbeit von insgesamt 22 Wochen Dauer [!!!=5,5 Monate!!!] ... im siebten Semester durchzuführen.
Das industrielle Projekt ist vorzugsweise im industriellen Berufsfeld des Fahrzeugbau- oder Flugzeugbauingenieurs durchzuführen.
§ 7 Praxisphase und Bachelorarbeit (Zu § 15 APSO-INGI)
(4) Die Bearbeitungsdauer der Bachelorarbeit beträgt drei Monate.
(6) Entscheiden sich die Studierenden, die Praxisphase und die Bachelorarbeit in mehreren Einrichtungen
oder Betrieben durchzuführen [die BACHELORARBEIT AN DER HAW HAMBURG bei mir],
kann dieses in Praxisphase (15 CP) und Bachelorarbeit mit Kolloquium (15 CP) [also BACHELORARBEIT bei mir] getrennt werden.
Die Trennung ist bei dem jeweiligen Praktikumsbeauftragten für das industrielle
Projekt zu beantragen [DAS GEHT SCHRIFTLICH FORMLOS OHNE SCHWIERIGKEITEN].
In diesem Fall beträgt die getrennt von der Bachelorarbeit ablaufende Praxisphase
[nur noch] zwei Monate [!!!] ..., die Bearbeitungsdauer der Bachelorarbeit bleibt unverändert. [!!! Sie sparen dabei sogar noch 2 Wochen !!!]
| Thema / Topic | Typ der Arbeit / Type of Work | Aufgabenstellung / Task | Status |
| Analytical Balanced Field Length Calculation | Project or Thesis | Calculation of the Balanced Field Length (BFL) traditionally involves a numerical calculation, where the various forces are evaluated as a function of speed, using a step-wise integration and an estimate for V1. The process is iterated with different values for the engine failure speed until the accelerate-stop and accelerate-go distances are equal. Dennis Lucht wrote a thesis: Numerical and Analytical Takeoff Field Length Calculations for Jet Aircraft. He performs a numeric integration with MATLAB (Chapter 5.2.4) to obtain BFL. The equations are also listed in the MATLAB m-files. Instead of using MATLAB with the function "ode45", now BFL is calculated with an equation obtained from solving the integral of the equation of motion. This is explained in Chapter 5.2.3. As such, all equations from Lucht can be inserted into Excel. A spread sheet with a friendly Graphical User Interface (GUI) should be produced to allow eays and accurated BFL calculation. Instead of using the Oswald factor (span efficiency factor) from Howe (Chapter 2.4, Equation 2.38), the method from Nita 2012 should be included into Excel. See also here. Apply your Excel-Table to the Airbus A320 and A340 and compare your results with those from Lucht. A comparison with Take-Off Filed Length (TOFL) values from Airbus should also be included. | reserved |
| The Unsteady Blade Element Momentum Theory Used to Calculate Wind Turbines with General Cone and Axis Angle | Project or Thesis |  |
available |
| Wing Lift Distribution – from Schrenk to Diederich | Project or Thesis | Diederich's method has been made available easily with report, user guide, and Excel table: http://diederich.ProfScholz.de. The method calculates the lift distribution of a wing, distribution of the lift coefficient, maximum lift coeffient for swept and tapered wings with twist. Much easier is Schrenk's method, which does the same, but only for unswept and untwisted wings. Schrenk published his method as NACA-TM-948 (1940). It has been used, checked, and explained with other words e.g. by Kamal (2019), Soemaryanto (2018), Morse (1944), P.F.A. Engineering (2001), and others. It has been improved by Sivells in NACA-TN-2282 (1951) towards twist and sweep. Diederich explains the historical development from even starting from Glauert's The Elements of Aerofoil and Airscrew Theory (1926) in the Introduction to NACA-RM-L7I07 (1948), in which he adapts Schrenk's method "to swept wings by replacing the elliptical distribution by a new 'ideal' distribution which varies with sweep". Diederich's own method is finally the one from NACA-TN-2751 (1952). It is used in http://diederich.ProfScholz.de. Task is to explain Schrenk's easy method and to show which simple enhancements to the method where proposed. As such, the history of estimating the wing lift distribution should be sketched. The historical part of the text may well include the work of Weissinger as published originally in NACA-TM-1120 (1947). Schrenk's method and proposed enhancements should be illustrated with a worked example. It may be best to calculate the examples with Excel and provide the table for interested readers. | available |
| ICAO Aircraft Classification Rating (ACR) for Operation on Airport Pavements – Background and User Guide for the Program ICAO-ACR | Project |
ICAO-ACR is a program that calculates the ICAO Aircraft Classification Rating (ACR) numbers for aircraft operating on flexible and rigid airport pavements. ACR is a measure indicating the load of an aircraft on the runway pavement. Aircraft manufacturers report the ACR of their aircraft. However, if we design a new aircraft, we need to calculate the ACR for the new aircraft ourselves. The program ICAO-ACR is made available by the FAA as ICAO-ACR 1.4. Download and installation is easy from this page. It is also easy to get started with the tool, because aircraft with their data are stored in a database. The data can be selected and modified for (re)calculation. Nevertheless, definition of the coordinates (x,y) together with "SW" (visible only for flexible pavement) is not clear. How is "Percent GW" defined for several wheels and legs? At what values are x and y outside of the permissible range? What do the results mean? What is the significance of "ACR Thickness t"? How can the "External Library" be used? How can new aircraft data be stored? I have collected information on the topic. Task: Write a background to the new ACR/PCR-System and write a User Guide for ICAO-ACR 1.4 (or the latest release). Show how ACR can be calculated for newly designed aircraft. | available |
| Calculating Parameters for the Double Trapezoidal Wing | Project |
A double trapezoidal wing, i.e. a wing with a kink, becomes necessary for the integration of a wing mounted landing gear (and has several other advantages).
The wing is where the center of gravity (CG) is located and the main landing gear needs to be positioned aft of the CG.
If in this situation it is decided to attach the landing gear to the wing, a strong structural member (an additional inboard rear spar further aft) is needed for landing gear attachment.
This additional rear spar needs to be integrated into the wing planform and leads to a "Yehudi". For "Yehudi" compare with
Mason,
Lissys, and
Leeham.
Once optimum parameters are found for the trapezoidal wing, the database needs to be extended to include also all parameters to describe the double trapezoidal wing.
This has been programed in Excel in
OpenVSP-Connect (http://openvsp.profscholz.de) and is described in
Ramachandran 2017.
However missing is a) a small separate Excel table for double trapezoidal wing layout, parameter calculation, and
planform visualization,
b) a simple explanation of the iterative(?) nature of this calculation. The project should also include a systematic literature review of the "Yehudi".
Lately a new paper was published (https://doi.org/10.3390/aerospace11040273). Please look at "Appendix A. Wing Planform Design" in this paper. It follows a different approach: A set of four linear equation is set up. The four unknow variables are: leading edge sweep angle, root chord, kink chord, and tip chord are calculated. Finally, the wing planform can be established. Implement these two approaches (iteration versus set of equations). Show the pros & cons and advise which way best to go. |
available |
| AeroSHARK – Lufthansa's Low Drag Riblet Coating under Independent Investigation | Thesis or Project |
Summary of a
document from Lufthansa Technik (2021), which starts with this text:
Close to 5 million tons of kerosene per year. That's the fuel savings the global fleet of aircraft could achieve with AeroSHARK coating technology. And we're well past proof of concept. Lufthansa has developed a film with a barely perceptible ribbed texture made up of small elevations, so-called riblets. The film has millions of prism-shaped riblets, each 50 micrometers high. In October 2019, the team applied 500 m2 riblet film to the lower fuselage of a Boeing 747-400. Here it says: "Up to 500 m2 were used on a Boeing 747-400's lower fuselage and belly fairing." The AVIATAR Fuel Analytics solution developed by Lufthansa Technik was used to measure variations in fuel consumption before and after the modification. AVIATAR delivers precise measurements to within +/- 0.1%. Initial results for the Boeing 747-400 with a lower fuselage modification showed a friction reduction of 0.8% due to the effect of AeroSHARK. For one aircraft, this is equivalent to an annual fuel saving of approximately 300 t of kerosene and cost savings of approximately 225000 EUR, including 25000 EUR saved by avoiding the purchase of emission certificates. If the whole aircraft would be covered with the film, friction reduction would be 2.5%. Lufthansa supplies more data: The film mass is 180 g/m2, durability of the film is 4 years (or more), Return on Investment (ROI) is less than two years. Lufthansa Technik holds an EASA Part 21 certification as an aircraft design organization. In early November 2019, the European Union Aviation Safety Agency (EASA) granted the Supplemental Type Certificate (STC) required for flight trials of the B747 with AeroSHARK.
Further links: The AeroSHARK film can only be bent in one dimension. If an attempt is made to bent it in two dimensions, the film wrinkles. This means that an application is possible on the cylindrical part of the fuselage, but not e.g. on the belly fairing.
The task includes these steps:
|
available |
| The Drag Polars of the 50 Most Used Passenger Aircraft | Thesis or Project | In Flight Mechanics and Aircraft Design we use a method to calculate the zero-lift drag coefficient, CD0 and the Oswald Factor, e. With these two numbers we know the (simple symmetrical) drag polar. Here are the documents: Calculate also the maximum glide ratio, (L/D)max. Compare your results with what can be found elsewhere. Produce the numbers (CD0, e) for the 50 most used passenger aircraft. The task is reduced, if selected for a project. | available |
| NOx Emissions of the 50 Most Used Engines for Passenger Aircraft | Thesis or Project |
|
available |
| Why the 2nd Segment is Sizing CS-25 Aircraft for Climb Requirements | Project (or Thesis) |
Read in my Aircraft Design lecture notes in Chapter 5.3 about Climb Requirements from CS-25. The climb is defined in (so called) 1st Segment, 2nd Segment, 3rd Segment, and 4th Segment (Fig. 5.6). The lecture notes show (Chapter 5.3 and 5.4) how a required thrust-to-weight ratio is calculated and how it is sizing the aircraft based on 2nd Segment climb requirements. Experience (from where? literature review!) shows that 2nd Segment requirements lead to a higher thrust-to-weight ratio than the other three segments. This can easily be shown with assumptions from the lecture notes applied to all four segments considering (as required) landing gear extended or retracted, flaps extended or retracted, considering two, three, or four engines, and assuming different (plausible) lift-to-drag ratios. Show that the 2nd Segment in all variations of your parameters leads to the highest thrust-to-weight ratio (or show where the opposite is true). Now also consider Chapter 5.5 "Climb Rate during Missed Approach". This is considered separately in preliminary sizing, because it could well lead to higher thrust-to-weight ratio than 2nd Segment requirements. Please change parameters as above including CS/FAR-differences (landing gear extended or retracted) and consider different (plausible) mass ratios at landing and take-off. Sum up your finding in a report, in which you explain "Why the 2nd Segment (and Missed Approach Climb) are Sizing CS-25 Aircraft for Climb Requirements". | available |
| Calculating Ecolabels for Propeller-Driven Passenger Aircraft | Project or Thesis (with extension of topic) | We launched an Ecolabel for Aircraft. Now we want to apply it in different ways. Here is one way to use the ecolabel: Passenger aircraft with propellers have generally a quite good environmental performance. Propellers offer a high propulsive efficiency. Propeller aircraft cruise at moderate Mach number, which reduces drag. They fly at lower altitude, which substantially(!) reduces equivalent CO2. Ecolabels exist already of the propeller aircraft ATR 42 and ATR 72. Your task is to use our Ecolabel Calculator to calculate more ecolabels of propeller-driven passenger aircraft. Comment on your findings and derive general hints for passengers, when it comes to selecting an aircraft type for the next flight. | available |
| Preliminary Sizing of Propeller Aircraft (Part 23) | Project or Thesis |
1.) The Preliminary Sizing Tool: PreSTo-Classic – see also
here –
has been used by many more than 1000 students over two decades. These are simple tools for manual aircraft design.
Marlis Krull has produced a new version for (large) Part 25 propeller aircraft "PreSTo-Classic-Prop.xlsx".
2.) We have extended PreSTo-Classic with a simple optimization capability and call it Simple Aircraft Sizing, SAS. See http://SAS.ProfScholz.de. I have published Marlis' work on SAS and her project report on http://library.ProfScholz.de (29.04.2022). Joeri Heinemann produced a Master Thesis titled "Preliminary Sizing of FAR Part 23 and Part 25 Aircraft" (12.07.2012). Please find the thesis also on http://library.ProfScholz.de. I will provide you with the Part 23 Excel file. It has all been done in some way. Only a few things are missing.
Task 1: Please use the latest
CS-23 Certification Standards
and check, if sizing in the Excel file (and described by Joeri in his thesis) is done according to the latest standards. |
available |
| Flow Visualization with the CFD Tool VSPAero | Thesis |
VSPAero includes a Vortex Lattice Method (VLM) and a Panel Method.
The Panel Method is based on linear potential flow theory and represents thickness via panels on the aircraft's surface.
Continue in the foot steps of other students
Software Testing: VSPAERO
and
CFD Tool VSPAERO: Actuator Disk and Flow Visualization.
Combine both theses and show, how VSPAero with its Panel Method can be used to visualize the flow around propellers and jet engines together with the flow around the whole (passenger) aircraft.
Make use of actuator disks for aero-propulsive analysis.
VSPAero is integrated into OpenVSP and is included in its download: http://openvsp.org/download.php. More related links at OpenVSP: http://www.openvsp.org/wiki/doku.php?id=vspaerotutorial http://www.openvsp.org/wiki/doku.php?id=vspaeromodeling https://groups.google.com/g/openvsp |
available |
| Debunking Aeronautical Engineering Myths | Project |
A fuel cell produces electricity with higher efficiency than a generator connected to the aircraft engine.
Aircraft fly high to save on drag.
SFC (Thrust Specific Fuel Consumption) is constant in a first order evaluation.
Winglets improve wings.
Wave drag is difficult to calculate.
The drag coefficient starts to increases at Mach numbers beyond normal cruise speed.
Aircraft should fly at an optimum speed which is quite high.
An aircraft uses more fuel when it flies lower.
Low Cost Airlines are the cause for additional fuel consumption and pollution.
We have to reduce CO2 to save the world.
The aviation industry does the utmost to save the world. --- Is it all true?
The idea is to write the text in the form of a Preprint chosen to be published with preprints.org at MDPI. Please see this example: https://doi.org/10.20944/preprints202208.0228.v1. Do not worry, I will take care of the handling of the manuscript. |
reserved |
Prof. Scholz
| Thema | Firma | Typ der Arbeit | Aufgabenstellung | Status |
|
Praktikum oder Abschlussarbeit bei Boeing Global Services (BGS) Digital Solutions Abteilung: Product Research & Incubation Ort: Frankfurt Homepage mit Video. | ||||
Prof. Scholz
| Hochschule | Typ der Arbeit | Bemerkung |
| University of Limerick Department of Mechanical, Aeronautical and Biomedical Engineering |
Projekt, Bachelor- oder Masterarbeit | I.d.R. persönliche Betreuung der Arbeit durch Dr. Trevor Young |
|
Aufnahme einer Projektarbeit
Ich muss leider feststellen, dass ich von Studierenden wegen einer Arbeit angesprochen werde, ich Themen reserviere, es dann aber irgendwie nicht oder nur sehr verzögert zu einer Eintragung in MyHAW kommt. Ich lege daher dieses Verfahren fest:
2.) Parallel gewähren Sie mir noch schriftlich das Recht, Ihre Arbeit gegebenenfalls (wenn diese dafür gut genug ist) bei mir im Internet zugänglich zu machen. Siehe dazu: http://Bibliothek.ProfScholz.de. Sie erhalten von mir dazu ein Formblatt per E-Mail. Erst nach 1.) und 2.) besprechen wir die tiefergehenden fachlichen Details Ihres Themas. 3.) Basierend auf meinen anfänglichen Informationen arbeiten Sie sich bitte in das Thema ein. Es ist Ihre Aufgabe, mir Informationen über den Arbeitsfortschritt zukommen zu lassen. Ich muss NICHT danach fragen. Am besten, Sie kommen alle zwei Wochen in meine Sprechstunde! Dort erhalten Sie dann auch meine Unterschrift auf Ihren ...
Entsprechend Ihrem Arbeitsfortschritt werde ich Ihnen dann weitere Informationen zum Thema zukommen lassen. Es handelt sich also um einen wechselseitigen Informationsaustausch. Geben Sie mir rechtzeitig Schreibproben (z. B. ein Musterkapitel). Nur so können wir Ihren Schreibstil rechtzeitig absprechen. Meine Erfahrung: Arbeiten misslingen, weil zu wenig kommuniziert wurde. Die Fertigstellung Ihrer Arbeit kostet viel Zeit (rechnen Sie mit 1/3 der Bearbeitungszeit). Insbesondere das Literaturverzeichnis erfordert sehr viel Aufmerksamkeit im Detail.
Abgabe einer Projektarbeit – Datum der Einreichung Im Rahmen der Betreuung Ihrer Arbeit werden Sie Arbeitsergebnisse (Texte, Tabellen, Diagramme, ...) in immer besserer Form zur Diskussion bei mir einreichen. Sie erhalten dazu Kommentare und Anregungen für die weitere Bearbeitung. Genau so funktioniert die Betreuung der Arbeit: Ergebnisse werden vorgelegt, vom mir kommentiert und damit in einer Iteration einem Sollstand zugeführt. Erstrebenswert ist, dass sogenannte "finale Abgaben" nur in begrenzter Anzahl auftreten. Dies kann erreicht werden, indem meine Hinweise auf http://WritingHints.ProfScholz.de genau beachtet werden. Typisch ist der "erste Versuche der sogenannten finale Abgabe" gefolgt von einer umfangreichen Korrektur, einer Diskussion zu dieser Korrektur und dann das "Einreichen des Endergebnisses". Wenn danach noch weitere (umfangreichere) Korrekturen erforderlich sind, dann haben Sie meine vielen Hinweise "sträflich" vernachlässigt und werden meinen Unmut darüber spüren. Ich definiere, wann Sie die Arbeit finale eingereicht haben. Das ist der Fall, wenn ich signalisiere, dass man das Ergebnis so stehenlassen kann. Im Zusammenhang mit der Aufnahme des Praktikums kommt es aber leider immer wieder zu Diskussionen. Daher wurde zusammen mit dem Beauftragten für das Praktikum festgelegt: Eine Arbeit gilt als eingereicht, wenn keine weiteren Iterationen mehr zwischen dem Professor und dem/der Studierenden erforderlich sind und der Arbeit "nur" noch die Benotung fehlt.Die Abgabe einer Projekt- oder Abschlussarbeit ist vergleichbar mit der Abgabe einer Leistung, die durch das Handwerk, die Industrie oder den Dienstleistungsbereich ausgeführt wird. Dabei kann dem Kunden keine minderwertige Leistung abgegeben werden mit dem Worten "zahlen Sie bitte, was immer passend erscheint". Die Leistung muss so lange nachgearbeitet werden, bis die Spezifikation (Aufgabenstellung) erfüllt ist. Erst nach erfolgreicher Abnahme wird bezahlt. Insofern unterscheidet sich die Anfertigung einer Projekt- oder Abschlussarbeit grundsätzlich von der Bearbeitung einer Klausur, bei der nach vorgegebener Zeit notfalls auch ein leeres Blatt abgegeben werden kann (5,0) oder eine Leistung, mit der keiner zufrieden sein kann, die aber dennoch durchgewunken wird (4,0). Ich lasse Studierende an meiner Forschung teilhaben. Dafür gibt es eine umfangreiche und oft auch sehr zeitaufwendige Betreuung. Studierende müssen dafür vorzeigbare Ergebnisse abliefern. Ein anderes Arbeiten mit Studierenden ist mir nicht möglich. Wer sich auf diese Art der Zusammenarbeit nicht einlassen möchte, muss sich bitte von Anfang an eine andere Betreuung suchen, bei der aber im Grundsatz die gleichen Bedingungen gelten werden. Sie lesen diesen Text und erklären sich dadurch mit diesem (selbstverständlichen) Vorgehen einverstanden!
Abgabe einer Projektarbeit – Abgabedatum Die Bearbeitungszeit für eine Projektarbeit beträgt 6 Monate. Bitte teilen Sie sich Ihre Arbeitszeit entsprechend ein. Man kann auch durchfallen, weil die Abgabefrist nicht eingehalten wird. Sie werden von mir an dieses Datum nicht erinnert, sondern müssen selbst die Seite http://ArbeitenAngefangen.ProfScholz.de beachten. Bei einer möglicherweise unrichtigen Darstellung auf der Seite, sollten Sie rechtzeitig um Korrektur bitten, damit wir eine übereinstimmende Sichtweise auf Ihre Arbeit herstellen. Wenn das eingetragene Abgabedatum überschritten ist, ohne dass mir das ERGEBNIS der Arbeit vorliegt, werde ich (am nächsten Tag ohne weitere Rücksprache) eine 5,0 in Helios eintragen. Sie haben dann die Möglichkeit, sich bei mir zu einer neuen Arbeit mit ähnlichem Thema anzumelden. Das ERGEBNIS Ihrer Arbeit besteht aus: Dem Bericht im PDF und als Word-Datei, der ausgefüllten/unterschriebenen Checkliste und gegebenenfalls den erstellten Programmen und Daten. Was passiert, wenn Ihre Planung nicht aufgeht und es abzusehen ist, dass Sie die Abgabefrist nicht einhalten können?
Allgemeine Prüfungs- und Studienordnung für Bachelor- und Masterstudiengänge der Ingenieur-, Natur- und Gesundheitswissenschaften sowie der Informatik an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (APSO-INGI) vom 21. Juni 2012 zuletzt geändert am 2. Dezember 2021
§ 10 Lehrveranstaltungsarten, Anwesenheitspflicht und Studienplan
6. Projekt (Pj) [im Bachelorstudium: Studienarbeit]
§ 14 Prüfungen – Prüfungsarten und -formen
9. Projekt (Pj) [im Bachelorstudium: Studienarbeit]
Beamtenstatusgesetz § 36 – Verantwortung für die Rechtmäßigkeit Das bedeutet: Es gibt für Profesoren und Professorinnen keinen legalen Spielraum anders zu entscheiden, als oben dargelegt ist.
Ich weise schon an dieser Stelle darauf hin, dass ich sogenannte "4.0-Bescheinigungen" nicht erteile.
Das werden andere Kollegen auch nicht anders handhaben, denn es gibt eine Handreichung
vom Prüfungsausschuss unseres Departments u. a. zu "Bescheinigungen zu Studienarbeiten":
|
Prof. Dr. Scholz
Aircraft Design and Systems Group (AERO)
Studiengang Flugzeugbau
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Fakultät Technik und Informatik
HAW Hamburg