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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Entwicklung von Luftfahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Luftfahrzeugrekonfigurator zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration sowie ein Verfahren zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration. Die Erfindung betrifft ferner ein Programmelement sowie ein computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Luftfahrzeuge werden in der Regel hinsichtlich eines bestimmten Missionsprofils entworfen bzw. ausgelegt. Dabei werden eine Vielzahl von Missionsparametern berücksichtigt, mit denen Systemparameter des zu entwerfenden Luftfahrzeugs angepasst werden. Solche Systemparameter beschreiben beispielsweise aerodynamische Eigenschaften des Luftfahrzeugs sowie mechanische Eigenschaften der Luftfahrzeugstruktur, welche für das gegebene Missionsprofil erforderlich sind. Hierfür können verschiedene Optimierungsverfahren angewendet werden, so dass anhand von Vergleichen verschiedener Luftfahrzeugkonfigurationen eine Auswahl der für das betreffende Missionsprofil besten Konfiguration bereitgestellt werden kann. Ein solches Vorgehen erfordert einen hohen Zeitaufwand und ist daher kostenintensiv, insbesondere dadurch, dass lediglich zwei Konfigurationen miteinander verglichen werden können.
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US 2010/0318327 A1 beschreibt ein Verfahren zur Designoptimierung eines Passagierflugzeugs. Dabei wird ein erstes Computermodel erstellt und mittels numerischer Strömungsmechanik hinsichtlich fluiddynamischer Leistungsfähigkeit untersucht. Insbesondere wird ein Widerstandsbeiwert oder ein Auftriebsbeiwert ermittelt. Ferner wird ein zweites Computermodel mit einer neuen Geometrie erstellt, für welches wiederum die fluiddynamische Leistungsfähigkeit untersucht wird.
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WO 2015/036390 A1 beschreibt ein computergestütztes Entwurfsverfahren für ein zweites dreidimensionales Objekt basierend auf einem ersten dreidimensionalen Objekt, welches lediglich durch dessen Grenzflächen definiert ist. Das zweite Objekt ist eine Alternative des ersten Objekts, wobei das zweite Objekt hinsichtlich einiger Parameter gegenüber dem ersten Objekt verändert ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Entwicklung von Luftfahrzeugen effizienter zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Beispielhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Luftfahrzeugrekonfigurator zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration angegeben. Der Luftfahrzeugrekonfigurator weist eine Speichereinheit zum Speichern von luftfahrzeugspezifischen Daten einer vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration sowie eine Eingabeeinheit zur Vorgabe eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters auf. Ferner weist der Luftfahrzeugrekonfigurator eine Recheneinheit zum Rekonfigurieren der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration basierend auf den gespeicherten luftfahrzeugspezifischen Daten der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration und dem vorgegebenen missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter auf, um somit mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen zu entwerfen, welche jeweils eine unterschiedliche Variante einer Kabineneinrichtung aufweisen.
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Mit dem Luftfahrzeugkonfigurator ist es also möglich, verschiedene Layouts von Luftfahrzeugen bzw. verschiedene Luftfahrzeugkonfigurationen zu entwerfen, um somit eine verbesserte Anpassung an bestimmte Missionsparameter, das heißt an ein bestimmtes Missionsprofil, zu gewährleisten. Dabei können die Missionsparameter, welche das Missionsprofil umschreiben, über den missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter berücksichtigt werden. Der missionsspezifische Rekonfigurationsparameter legt beispielsweise Randbedingungen beim Entwurf der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen fest. Mit anderen Worten kann durch den missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter die vorgegebene Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration derart verändern, dass eine neue sich von der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration unterscheidende Luftfahrzeugkonfiguration geschaffen wird, welche an die veränderten Randbedingungen bzw. an den veränderten Rekonfigurationsparameter angepasst ist. Die alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen unterscheiden sich von der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration beispielsweise hinsichtlich ihrer Form, das heißt ihrer Geometrie, aber auch hinsichtlich leistungsspezifischer Daten.
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Als alternative Luftfahrzeugkonfigurationen können ein, zwei oder mehrere Luftfahrzeugkonfigurationen zu einer vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration entworfen werden. Die alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen unterscheiden sich von der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration jedoch insbesondere im Layout ihrer Kabineneinrichtung. Mit anderen Worten werden unterschiedliche Varianten einer Kabineneinrichtung innerhalb der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen entworfen. Dabei kann beispielsweise die Anordnung von Kabinenelementen innerhalb der jeweiligen alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen verschieden sein. Die Anordnung der Kabinenelemente erfolgt zum Beispiel bezüglich eines zu erfüllenden Missionsprofils, das heißt aufgrund des missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters, welcher beispielsweise durch einen Benutzer vorgegeben wird.
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Ein solches Kabinenelement ist beispielsweise ein Sitz, eine Bordküche, ein Toilettenmodul oder ein anderes Monument innerhalb der Kabine des Luftfahrzeugs. Das Luftfahrzeug ist beispielsweise ein Flugzeug und insbesondere ein Passagierflugzeug, so dass der Luftfahrzeugrekonfigurator dazu ausgeführt ist, alternative Passagierflugzeugkonfigurationen zu entwerfen, welche jeweils unterschiedliche Kabineneinrichtungen aufweisen. Die unterschiedlichen Varianten der Kabineneinrichtung können sich dabei in einer Anordnung und/oder einer Anzahl verschiedener Kabinenelemente, das heißt Luftfahrzeugkomponenten, innerhalb der Kabine des Luftfahrzeugs unterscheiden.
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Die luftfahrzeugspezifischen Daten sind beispielsweise Informationen über die Geometrie der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration, wie beispielsweise Abmessungen des Luftfahrzeugrumpfs oder Informationen über eine Anordnung und/oder Anzahl von Kabinenelementen der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration. Die Anordnung von Kabinenelementen innerhalb der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration umfasst beispielsweise auch Abmessungen der Kabinenelemente innerhalb der Luftfahrzeugkonfiguration und damit auch der Kabineneinrichtung. Die luftfahrzeugspezifischen Daten können ferner leistungsspezifische Daten wie beispielsweise Reisegeschwindigkeit, Reiseflughöhe oder maximale Reichweite der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration umfassen. Mit anderen Worten können nahezu sämtliche Leistungsparameter der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration durch die luftfahrzeugspezifischen Daten wiedergegeben werden, so dass die vorgegebene Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration durch die luftfahrzeugspezifischen Daten eindeutig beschrieben werden kann.
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Der missionsspezifische Rekonfigurationsparameter kann beispielsweise ein veränderlicher Parameter der luftfahrzeugspezifischen Daten sein. Beispielsweise kann durch den missionsspezifischen Refonfigurationsparameter eine Änderung der Anordnung und/oder der Anzahl von Kabinenelementen innerhalb der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration beschrieben werden, so dass anschließend über eine Beschreibungslogik bzw. über einen durch den Luftfahrzeugrekonfigurator ausgeführten Algorithmus zumindest eine alternative Luftfahrzeugrekonfiguration basierend auf der geänderten Anordnung und/oder Anzahl des Kabinenelements innerhalb der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration entworfen wird. Dabei kann sich die Position mehrerer weiterer Kabinenelemente aufgrund der Änderung auch nur eines Kabinenelementes verändern, so dass sich ein vollständig neues Layout einer Luftfahrzeugkonfiguration ergibt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die luftfahrzeugspezifischen Daten Informationen über einen Aufbau und Abmessungen der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration auf.
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Beispielsweise können geometrische Daten wie beispielsweise Länge, Spannweite oder auch Abmessungen bezüglich des Rumpfquerschnitts durch die luftfahrzeugspezifischen Daten berücksichtigt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass leistungsspezifische Parameter, wie beispielsweise maximale Reichweite, optimale Reisflughöhe, Reisegeschwindigkeit oder maximales Startgewicht berücksichtigt werden. Insbesondere lässt sich die vorgegebene Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration durch die luftfahrzeugspezifischen Daten eindeutig und vollständig beschreiben, so dass anhand der luftfahrzeugspezifischen Daten ein Flugzeugtyp bzw. eine Flugzeugart eindeutig feststellbar ist. Durch die Rekonfiguration ist es somit möglich, eine Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration oder mehrere baugleiche Ausgangs-Luftfahrzeugkonfigurationen umzubauen bzw. umzugestalten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der missionsspezifische Rekonfigurationsparameter Informationen über eine Anordnung und/oder eine Anzahl einer ersten Luftfahrzeugkomponente innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen auf. Die Luftfahrzeugkomponente kann insbesondere ein Kabinenelement sein.
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Eine solche Luftfahrzeugkomponente ist beispielsweise ein Sitz bzw. ein Passagiersitz des Luftfahrzeugs, eine Bordküche, ein Toilettenmonument oder ein anderes Monument innerhalb der Passagierkabine des Luftfahrzeugs. Durch den missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter kann nun die Anordnung und/oder die Anzahl dieser ersten Luftfahrzeugkomponente innerhalb der Passagierkabinen der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen vorgegeben bzw. eingestellt werden.
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Beispielsweise kann die Anordnung und/oder die Anzahl von Toiletten oder Bordküchen innerhalb einer Passagierkabine des zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugs festgelegt werden, so dass daraufhin sämtliche weiteren Kabinenelemente der Passagierkabine in ihrer Anordnung und/oder ihrer Anzahl angepasst werden können. Dabei können mehrere verschiedene, das heißt alternative, Layouts für Passagierkabinen der Luftfahrzeuge entworfen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, weitere Luftfahrzeugkomponenten in Abhängigkeit der Anordnung und/oder der Anzahl der ersten Luftfahrzeugkomponente innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen zu positionieren.
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Dadurch können mehrere Möglichkeiten, das heißt mehrere Varianten, von Luftfahrzeugkonfigurationen entworfen werden, welche basierend auf einer vorgegebenen Änderung der Anordnung und/oder der Anzahl der ersten Luftfahrzeugkomponente bereitgestellt werden. Mit anderen Worten wird eine bestimmte Luftfahrzeugkomponente in ihrer Anordnung und/oder ihrer Anzahl bezüglich der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration derart geändert, dass sich weitere Luftfahrzeugkomponenten ebenfalls in ihrer Anordnung und/oder ihrer Anzahl verändern und somit mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen entstehen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Luftfahrzeugkomponente eine Toilette oder eine Bordküche innerhalb einer Passagierkabine der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen.
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Jedoch können auch andere Gegenstände bzw. Einrichtungen innerhalb der Passagierkabine durch die Luftfahrzeugkomponente beschrieben sein. Beispielsweise kann eine minimale Anzahl von Bordküchen oder Toiletten innerhalb der Passagierkabine berechnet werden. Die Anordnung bzw. die Position der Bordküche oder der Toilette kann dabei derart erfolgen, dass verschiedene Passagierbereiche, insbesondere unterschiedliche Klassen von Passagiersitzen, durch dieselbe Toilette oder Bordküche versorgt werden können. Mit anderen Worten kann durch die Vorgabe der Anordnung und/oder der Anzahl von Toiletten bzw. Bordküchen eine bestimmte Anzahl von Passagiersitzen in verschiedenen Passagierbereichen berechnet und angepasst werden. Dabei wird vorzugsweise die Position, die Ausrichtung und/oder die Anzahl der Bordküchen oder Toiletten vorgegeben, da Sitze, Trennwände, Staufächer oder Deckenverkleidungen eine geringere Rekonfigurationszeit benötigen als die Bordküchen oder Toiletten der Passagierkabine. Es können mit anderen Worten also bestimmte Luftfahrzeugkomponenten innerhalb der zu entwerfenden Luftfahrzeugkonfiguration vorgegeben und eingefroren werden, woraufhin sich sämtliche weitere Luftfahrzeugkomponenten innerhalb derselben Passagierkabine in ihrer Anordnung und/oder Anzahl auf die festgelegte bzw. eingefrorene Anordnung und/oder Anzahl der vorgegebenen Luftfahrzeugkomponente anpassen. Somit können mehrere alternative Varianten einer Kabineneinrichtung entstehen, welche durch die alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen umfasst sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die weiteren Luftfahrzeugkomponenten Sitze innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfiguration.
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Dabei werden zum Beispiel die Positionen von Sitze hinsichtlich einer festgelegten bzw. eingefrorenen Position und/oder Anzahl von Toiletten oder Bordküchen variiert, so dass alternative Luftfahrzeugkonfigurationen mit unterschiedlichen Anordnungen und/oder unterschiedlichen Anzahlen von Passagiersitzen entstehen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, eine benötigte Zeit und/oder benötigte Kosten für das Rekonfigurieren der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration für jede der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen zu ermitteln.
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Die Ermittlung der benötigten Zeit und/oder der benötigten Kosten für das Rekonfigurieren kann dabei Entwicklungs- sowie Produktionszeiten der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen berücksichtigen. Insbesondere können benötigte Kosten und/oder die benötigte Zeit vom Bereitstellen der luftfahrzeugspezifischen Daten der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration bis zur Auslieferung zumindest einer alternativen Luftfahrzeugkonfiguration bestimmt werden. Auf diese Weise kann ein Vergleich der benötigten Zeit und/oder der benötigten Kosten für jede der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen durchgeführt werden, so dass vorgegebene Rahmenbedingungen während der Entwicklung einer alternativen Luftfahrzeugkonfiguration eingehalten werden können. Zur Berechnung der Kosten und der Zeit können gegebene Aufwendungen des Umbaus bzw. der Neugestaltung mit Wartungsarbeiten kombiniert werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Layout einer Luftfahrzeugkonfiguration auch begrenzt durch ein zur Verfügung stehendes Kostenbudget und/oder durch eine vorgegebene Umbauzeit erzeugt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, einen Produktionszeitplan für das Rekonfigurieren der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration zu ermitteln.
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Somit können verschiedene Produktionsstufen bzw. die benötigte Zeit für verschiedene Produktionsstufen ermittelt werden, so dass die Koordination verschiedener Arbeitsschritte und damit eine Koordination des Montagepersonals während der Herstellung der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen gewährleistet werden kann. Mit anderen Worten werden Änderungen im Layout der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration anhand des Produktionszeitplans angezeigt, wobei auch Wartungsarbeiten für den späteren Betrieb des Luftfahrzeugs berücksichtigt werden können. Insbesondere können sowohl Produktionszeiten als auch Wartungszeiten durch den Produktionszeitplan berücksichtigt werden. Durch den Produktionszeitplan können ferner Arbeits- und Testaufgaben optimiert werden, so dass die Rekonfiguration durch mehrere Teams, das heißt unterschiedliches Montagepersonal, auf eine effektive Weise mit den vorhandenen Ressourcen durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann eine Arbeitsteilung innerhalb der Montageteams vorgesehen sein. Dabei können verschiedene Sitzbereiche der Passagierkabine durch unterschiedliche Montageteams bearbeitet werden, wobei auch eine Überlappung der Aufgabenbereiche verschiedener Montageteams erfolgen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der missionsspezifische Rekonfigurationsparameter Informationen über eine Rekonfigurationszeit und/oder Rekonfigurationskosten auf.
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Mit anderen Worten können zum Entwurf der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen auch die Rekonfigurationszeit und/oder Rekonfigurationskosten vorgegeben werden, so dass lediglich eine Auswahl von alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen ermittelt wird, welche in der vorgegebenen Rekonfigurationszeit und/oder mit den vorgegebenen Rekonfigurationskosten entworfen werden können. Hierbei kann auch eine Umordnung von Kabinenelementen bzw. Luftfahrzeugkomponenten innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen erfolgen, so dass alle möglichen Kabinenlayouts durch den Luftfahrzeugrekonfigurator ermittelt werden können, welche in der vorgegebenen Rekonfigurationszeit und/oder mit den vorgegebenen Rekonfigurationskosten entworfen werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, einen Vergleich der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen durchzuführen, um somit anschließend eine Auswahl nur einer für eine bestimmte Mission bevorzugten alternativen Luftfahrzeugkonfiguration zu treffen.
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Mit anderen Worten kann durch den Luftfahrzeugrekonfigurator ein Vergleich der entworfenen alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen durchgeführt werden, um somit beispielsweise eine Hierarchie der bezüglich der entworfenen alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen aufzustellen. Diese Hierarchie kann ein Anhaltspunkt für die Eignung der einzelnen alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen für bestimmte Missionen sein. Ferner kann hinsichtlich einer bestimmten Mission die geeignetste Luftfahrzeugkonfiguration ausgewählt werden. Es kann also mit anderen Worten eine Entscheidung für eine bestimmte Luftfahrzeugkonfiguration aus den alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen getroffen werden. Dabei können Vorteile und Nachteile der einzelnen Konfigurationen gegeneinander abgewogen werden. Der Vergleich kann beispielsweise Kosten, Gewicht, Schwerpunktlage, Turn-Around-Zeit am Flughafen, Umbauzeit etc. berücksichtigen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration angegeben. In einem Schritt des Verfahrens erfolgt ein Speichern von luftfahrtspezifischen Daten einer vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration durch eine Speichereinheit. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Vorgeben eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters durch eine Eingabeeinheit und in einem weiteren Schritt erfolgt ein Rekonfigurieren der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration durch eine Recheneinheit basierend auf den gespeicherten luftfahrzeugspezifischen Daten der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration und dem vorgegebenen missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter, um somit automatisch mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen zu entwerfen, welche jeweils eine unterschiedliche Variante einer Kabineneinrichtung aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor eines Luftfahrzeugrekonfigurators ausgeführt wird, den Luftfahrzeugrekonfigurator dazu anleitet, verschiedene Schritte durchzuführen. In einem ersten Schritt erfolgt ein Speichern von luftfahrzeugspezifischen Daten einer vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration durch eine Speichereinheit. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Vorgeben eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters durch eine Eingabeeinheit und in einem weiteren Schritt erfolgt ein Rekonfigurieren der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration durch eine Recheneinheit basierend auf den gespeicherten luftfahrzeugspezifischen Daten der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration und dem vorgegebenen missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter, um somit automatisch mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen zu entwerfen, welche jeweils eine unterschiedliche Variante einer Kabineneinrichtung aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem das beschriebene Programmelement gespeichert ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeugrekonfigurator ist es möglich, Vorberechnungen bzw. Festlegungen für bestimmte Kabinenelemente, das heißt Luftfahrzeugkomponenten, durchzuführen und daraufhin weitere Luftfahrzeugkomponenten innerhalb derselben Kabine in ihrer Anordnung und/oder ihrer Anzahl anzupassen. Mit anderen Worten werden erlaubte Positionen bzw. Anordnungen und/oder eine Anzahl einer Luftfahrzeugkomponente vorgegeben, woraufhin sich die weiteren Luftfahrzeugkomponenten innerhalb der Kabine in ihren Positionen bzw. Anordnungen und/oder ihrer Anzahl anpassen, so dass mehrere verschiedene Varianten alternativer Luftfahrzeugkonfigurationen entworfen werden.
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Zum Entwurf der verschiedenen alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen kann eine Beschreibungslogik oder ein Algorithmus verwendet werden, so dass mit dem Luftfahrzeugrekonfigurator die alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen entworfen bzw. erstellt werden können. Es werden somit mehrere Lösungen aufgrund einer Vorgabe einer bestimmten Luftfahrzeugkomponente präsentiert. Es können zwei oder mehrere optimierte Layouts von Kabineneinrichtungen und damit von Luftfahrzeugkonfigurationen entworfen werden, wobei die Zeit und die Kosten zum Rekonfigurieren berücksichtigt werden können. In einer umgekehrten Richtung können mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen aufgrund einer Vorgabe einer bestimmten Rekonfigurationszeit oder aufgrund einer Vorgabe von Rekonfigurationskosten entworfen werden.
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Die Luftfahrzeugkomponente kann beispielsweise eine Bordküche, eine Toilette, ein Staufach, eine Trennwand, ein Sitz oder elektrisches Equipment innerhalb der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration oder innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen sein.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt einen Luftfahrzeugrekonfigurator zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2 zeigt alternative Luftfahrzeugkonfigurationen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3 zeigt die Vorgabe eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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4 zeigt die Vorgabe eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5 zeigt einen Vergleich zweier alternativer Luftfahrzeugkonfigurationen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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6 zeigt einen Vergleich einer alternativen Luftfahrzeugkonfiguration mit einer herkömmlichen Luftfahrzeugkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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7 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
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Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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Werden in der folgenden Figurenbeschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Gleiche oder ähnliche Elemente können aber auch durch unterschiedliche Bezugszeichen bezeichnet sein.
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1 zeigt einen Luftfahrzeugrekonfigurator 10, welcher das Rekonfigurieren einer Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 zeigt, um somit aufgrund vorgegebener Daten mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c zu entwerfen. Dabei werden luftfahrzeugspezifische Daten 12 in einer Speichereinheit 11 gespeichert, wobei die luftfahrzeugspezifischen Daten 12 insbesondere geometrische Daten, wie Abmessungen der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13, aber auch leistungsspezifische Daten der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 aufweisen. Ferner weist der Luftfahrzeugrekonfigurator 10 eine Eingabeeinheit 14 zur Vorgabe eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters 15 auf. Dabei kann ein Benutzer 14a, welcher beispielsweise ein Entwicklungsingenieur ist, den missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter 15 vorgeben, so dass eine Recheneinheit 16 basierend auf dem vorgegebenen missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter 15 und den luftfahrzeugspezifischen Daten 12 aus der Speichereinheit 11 mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c entwirft, wobei die alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c jeweils eine unterschiedliche Variante einer Kabineneinrichtung aufweisen.
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Das Rekonfigurieren der Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 erfolgt dabei in der Recheneinheit 16, so dass automatisch mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c erstellt werden können. Es kann insbesondere auch eine Vielzahl von alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen entworfen werden, wobei jedoch zumindest eine alternative Luftfahrzeugkonfiguration 17a entworfen wird. Der missionsspezifische Rekonfigurationsparameter 15 umfasst dabei beispielsweise Informationen über eine Anordnung und/oder eine Anzahl einer Luftfahrzeugkomponente innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c. Ferner kann der missionsspezifische Rekonfigurationsparameter 15 auch Informationen über eine Rekonfigurationszeit und/oder Informationen über Rekonfigurationskosten umfassen.
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Der Luftfahrzeugrekonfigurator 10 ist somit in der Lage, ausgehend von der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 unter Verwendung der luftfahrzeugspezifischen Daten 12 der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 sowie dem vorgegebenen missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter 15 die alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c zu entwerfen. Im Beispiel in der 1 werden dabei drei alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c entworfen. Jede der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c weist dabei eine unterschiedliche Variante einer Kabineneinrichtung auf. Dies wird in 2 noch genauer erläutert werden.
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Die vorgegebene Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 ist dabei beispielsweise eine bereits existierende Luftfahrzeugkonfiguration bzw. ein existierendes Luftfahrzeug. Der Begriff Luftfahrzeugkonfiguration kann dabei insbesondere als Typ oder Art eines Luftfahrzeugs verstanden werden.
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2 zeigt drei alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c mit jeweils unterschiedlichen Varianten einer Kabineneinrichtung 18a, 18b, 18c. Dabei können die Abmessungen des Rumpfes der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c jeweils gleich sein, jedoch können auch unterschiedliche Rumpfkonfigurationen, wie in 2 dargestellt, entworfen werden. Jedenfalls umfasst der missionsspezifische Rekonfigurationsparameter 15 Informationen über eine Anordnung und/oder eine Anzahl einer ersten Luftfahrzeugkomponente 19 innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfiguration 17a, 17b, 17c. Diese erste Luftfahrzeugkomponente 19 ist beispielsweise eine Bordküche oder eine Toilette innerhalb der Passagierkabine 21 des jeweiligen Luftfahrzeugs bzw. der jeweiligen Luftfahrzeugkonfiguration 17a, 17b, 17c. Die Recheneinheit 16 ist dazu ausgeführt, weitere Luftfahrzeugkomponenten 20 in Abhängigkeit der Anordnung und/oder der Anzahl der ersten Luftfahrzeugkomponente 19 innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c zu positionieren. Mit anderen Worten wird die Position der ersten Luftfahrzeugkomponente 19 innerhalb der jeweiligen Konfiguration eingefroren, das heißt fest vorgegeben oder festgelegt, so dass daraufhin die weiteren Luftfahrzeugkomponenten 20 in ihrer Position bezüglich der bereits festgelegten Position der ersten Luftfahrzeugkomponente 19 variiert und angepasst werden. Somit können verschiedene Kabinenlayouts aufgrund einer Vorgabe der Position von bestimmten ersten Luftfahrzeugkomponenten 19 bereitgestellt werden. Mit anderen Worten können zusätzlich zu der ersten Luftfahrzeugkomponente 19 auch noch andere Luftfahrzeugkomponenten innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfiguration 17a, 17b, 17c festgelegt werden, woraufhin weitere Luftfahrzeugkomponenten 20 hinsichtlich ihrer Anordnung und/oder Anzahl innerhalb derselben Kabine 21 variiert und angepasst werden. Variieren und Anpassen bedeutet dabei, dass die weiteren Luftfahrzeugkomponenten 20 in ihrer Position und/oder Anzahl innerhalb der gesamten Passagierkabine 21 verändert werden können.
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3 zeigt das Rekonfigurieren zweier alternativer Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b aufgrund der Vorgabe von luftfahrzeugspezifischen Daten 12 sowie eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters 15. Dabei können insbesondere zwei verschiedene Ausgangs-Luftfahrzeugkonfigurationen 13 vorgegeben werden, um daraus wiederum zwei alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b zu generieren. Ferner können Randbedingungen wie beispielsweise eine benötigte Zeit 23 und/oder benötigte Kosten 24 in Form von luftfahrzeugspezifischen Daten 12 aber auch in Form eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters 15 vorgegeben werden.
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Es können somit zwei alternative Vorgehensweisen zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration unterschieden werden. Dies ist zum einen die Vorgabe eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters 15, welcher Informationen über eine Anordnung und/oder eine Anzahl einer ersten Luftfahrzeugkomponente 19 innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c aufweist. Zum anderen ist dies die Vorgabe eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparamters 15, welcher Informationen über eine Rekonfigurationszeit 23 und/oder Rekonfigurationskosten 24 aufweist. Im letzten Fall werden insbesondere die Rekonfigurationszeit 23 und/oder die Rekonfigurationskosten 24 fest vorgegeben, woraufhin mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b entworfen werden können, welche in dem vorgegebenen Zeitrahmen bzw. unter den vorgegebenen Kosten bereitgestellt werden können. Es ist ferner möglich, dass der missionsspezifische Rekonfigurationsparameter 15 sowohl Informationen über eine Anordnung und/oder eine Anzahl einer ersten Luftfahrzeugkomponente 19 innerhalb der zu entwerfenden alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c als auch Informationen über eine Rekonfigurationszeit 23 und/oder Rekonfigurationskosten 24 aufweist.
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4 zeigt das Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration ebenfalls unter Vorgabe von luftfahrzeugspezifischen Daten 12 und eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters 15, wobei Randbedingungen wie Rekonfigurationszeit 23 und Rekonfigurationskosten 24 fest vorgegeben werden, um somit mögliche alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b zu realisieren. Hierbei kann ebenfalls eine Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13, welche in 4 nicht dargestellt ist, verwendet werden, um durch die Vorgabe der Rekonfigurationszeit 23 und der Rekonfigurationskosten 24 die alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b zu entwerfen. Der Entwurf der alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b kann jedoch auch ohne eine vorgegebene Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 erfolgen, so dass lediglich aufgrund allgemeiner luftfahrzeugspezifischer Daten 12 und unter Vorgabe der Rekonfigurationszeit 23 sowie der Rekonfigurationskosten 24 die alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b erstellt werden. Die Rekonfiguration kann dabei automatisch erfolgen und eine Evaluierung der für ein bestimmtes Missionsprofil optimalen alternativen Luftfahrzeugkonfiguration 17a, 17b kann durch einen Vergleich ebenfalls festgestellt werden. Dieser Vergleich kann durch die Recheneinheit 16 durchgeführt werden.
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5 zeigt anhand von gestrichelten Linien einen Vergleich zweier alternativer Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, welche durch eine Rekonfiguration mittels des Luftfahrzeugrekonfigurators 10 entworfen wurden. Es sei angemerkt, dass auch mehr als zwei alternative Luftfahrzeugkonfigurationen miteinander verglichen werden können. Durch einen solchen Vergleich kann eine Hierarchie der entworfenen alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b ermittelt werden, so dass die für eine bestimmte Mission oder für ein vorgegebenenes Kostenbudget 24 oder für eine vorgegebenene Rekonfigurationszeit 23 geeignetste Luftfahrzeugkonfiguration ermittelt werden kann.
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6 zeigt anhand von gestrichelten Linien einen Vergleich zwischen alternativen Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b mit bereits bestehenden oder auf eine andere Weise entworfenen herkömmlichen Luftfahrzeugkonfigurationen 13a, 13b. Mit anderen Worten werden Rekonfigurationslayouts 17a, 17b mit Nicht-Rekonfigurationslayouts 13a, 13b verglichen. Insbesondere können die jeweiligen Rekonfigurationszeiten 23 bzw. Produktionszeiten sowie die jeweiligen Rekonfigurationskosten 24 bzw. Produktionskosten miteinander verglichen werden. Ferner kann ein Vergleich der jeweiligen Leistung oder des jeweiligen Werts durchgeführt werden.
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Der Luftfahrzeugrekonfigurator kann ausgeführt sein, eine bestimmte Konfiguration nach erfolgtem Vergleich auszuwählen, die hinsichtlich der bestehenden Randbedingungen optimiert ist. Bei den Randbedingungen kann es sich beispielsweise um das Einhalten einer vorgegebenen Turn-Around-Zeit am Flughafen und/oder der Umbauzeit für die Rekonfiguration, eine Minimierung der damit zusammenhängenden Kosten und/oder einer optimalen Lage des Schwerpunkts handeln.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Leistung einer durch Rekonfiguration entworfenen Luftfahrzeugkonfiguration 17a, 17b besser ist als die Leistung einer auf andere Weise entworfenen Luftfahrzeugkonfiguration 13a, 13b. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass eine Kompatibilität bezüglich verschiedener Missionen für beide Typen unterschiedlich ist. Diese Parameter können ebenso wie der Kaufpreis und die Betriebskosten beim Vergleich berücksichtigt werden. Durch einen im Betrieb der entworfenen und gebauten Luftfahrzeugkonfiguration erzielten Gewinn kann gezeigt werden, dass eine Rekonfiguration sinnvoll ist bzw. Vorteile erzielt werden oder nicht.
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7 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Rekonfigurieren einer Luftfahrzeugkonfiguration. In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Speichern von luftfahrzeugspezifischen Daten 12 einer vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 durch eine Speichereinheit 11. In einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein Vorgeben eines missionsspezifischen Rekonfigurationsparameters 15 durch eine Eingabeeinheit 14. In einem weiteren Schritt S3 des Verfahrens erfolgt ein Rekonfigurieren einer Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 durch eine Recheneinheit 16 basierend auf den gespeicherten luftfahrzeugspezifischen Daten 12 der vorgegebenen Ausgangs-Luftfahrzeugkonfiguration 13 und dem vorgegebenen missionsspezifischen Rekonfigurationsparameter 15, um somit mehrere alternative Luftfahrzeugkonfigurationen 17a, 17b, 17c zu entwerfen, welche jeweils eine unterschiedliche Variante einer Kabineneinrichtung 18a, 18b, 18c aufweisen.
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Der Prozessor ist beispielsweise ein Teil der Recheneinheit 16 des Luftfahrzeugrekonfigurators 10.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2010/0318327 A1 [0003]
- WO 2015/036390 A1 [0004]
