Sie haben Recht, dass ältere Designs höhere Sicherheitsmargen verwendeten (und benötigten!). Ich würde dies jedoch nicht als Engineering bezeichnen. Aber das ist nicht der Punkt.

Die größten Fortschritte wurden bei den Materialien erzielt! Nicht nur neue Legierungen, sondern auch eine viel bessere Qualitätskontrolle in der Fertigung. Die Aluminiumbleche und -platten, die Sie vor 50 oder 80 Jahren aus einer Fabrik erhalten hatten, wiesen viel größere Unterschiede in der lokalen Festigkeit und in der Festigkeit zwischen verschiedenen Produktionschargen auf. Das gleiche gilt für Verbindungselemente, Schmiedeteile, was auch immer. Die computergesteuerte Fertigung und die unermüdlichen Bemühungen, Qualität und Konsistenz zu verbessern, haben dies ermöglicht. Nur Holz ist noch das gleiche wie damals, aber Basil Bourque hat Recht: Die Verarbeitung des Holzes hat sich ebenfalls sprunghaft verbessert.

Aber überlegen Sie jetzt, was wir tun, wenn wir einen Flügel belasten: Wir verwenden das Maximaler statischer Auftriebskoeffizient, Querruderauslenkung hinzufügen und dieses Biegemoment bei v $ _A $ verwenden, um unseren Flügelholm zu dimensionieren. Dazu wenden wir einen Sicherheitsfaktor von 1,5 an (§25.303). Für Teile mit einem fehleranfälligeren Produktionsprozess müssen zusätzliche Faktoren hinzugefügt werden ( siehe §25.619).

Und jetzt überlegen Sie, was in der realen Welt passiert: Der dynamische maximale Auftrieb Der Koeffizient, der nicht den von der FAA auferlegten Regeln und Vorschriften entspricht, ist leicht 1,3-mal größer als der statische Auftriebskoeffizient, der zur Belastung des Flügelholms verwendet wird. In Tests wurden bis zu 150% erreicht. Lässt Sie darüber nachdenken, wie sinnvoll dieser Sicherheitsfaktor wirklich ist. Obwohl wir die statischen Belastungen sehr gut verstehen (weil sie leicht zu untersuchen sind), überraschen dynamische und Ermüdungsbelastungen die Ingenieure von Zeit zu Zeit. Ein kleiner zusätzlicher Spielraum kann manchmal sehr nützlich sein.

Beim Eurofighter wurde der strukturelle Sicherheitsfaktor tatsächlich auf 1,4 reduziert, mit der Begründung, dass eine genauere Modellierung und Simulation die Verwendung von a ermöglichen würde kleinerer Rand.

Der gesetzliche "Over Engineering" -Faktor wurde seit 1970 nicht geändert:

FAR Part 25, Abschnitt 303:

Sofern nicht anders angegeben spezifiziert muss ein Sicherheitsfaktor von 1,5 auf die vorgeschriebene Grenzlast angewendet werden, die als externe Lasten auf die Struktur betrachtet werden. Wenn eine Belastungsbedingung in Bezug auf die Endbelastung vorgeschrieben ist, muss ein Sicherheitsfaktor nicht angewendet werden, sofern nicht anders angegeben.

_{[Amdt. 25-23, 35 FR 5672, Apr. 8, 1970 ] sub>}

Over-Engineering ist ein Konzept im Value Engineering, nicht im Flugzeugdesign. Überentwicklung bedeutet im Allgemeinen, das Design robuster oder unnötig kompliziert als nötig zu machen. In diesem Sinne würde ich sagen, dass Flugzeuge selten überentwickelt sind / waren. Ältere Flugzeuge waren bei der Bestimmung der Lasten konservativer .

Bei der strukturellen Konstruktion eines Flugzeugs versucht der Konstrukteur, das Flugzeug in mehreren Schritten sicher zu machen:

• Sicherheitsfaktor (der für Transportflugzeuge gilt) 1.5)

• konservative Materialeigenschaften

• konservative Belastungen.

Der jetzt verfolgte Prozess ist ziemlich gleich. Die Ingenieure sind jedoch in der Lage, die auf die Strukturen einwirkenden Lasten im Vergleich zu früheren Zeiten genauer zu bestimmen und die Struktur entsprechend zu optimieren. Der Sicherheitsfaktor und die Berücksichtigung konservativer Materialeigenschaften haben sich nicht wesentlich geändert.

Obwohl man beispielsweise sagen kann, dass es aus struktureller Sicht gut ist, den Flügelholm dicker als nötig zu machen, um unvorhergesehene Belastungen zu berücksichtigen. Aus Sicht der Leistung / des Gewichts / des Kraftstoffverbrauchs ist dies schlecht. Das Problem ist, dass der Designer, wenn er den Sicherheitsfaktor wissentlich mehr als nötig auffüllt, tatsächlich die Leistung des Flugzeugs verringert. Infolgedessen ist ein Über-Engineering (mehr als Design- oder behördliche Anforderungen) einfach schlechtes Design und wird nicht empfohlen.

Kurz gesagt, der Prozess hat sich im Laufe der Zeit nicht geändert. Es ist lediglich so, dass sich die Tools verbessert haben und mehr Daten zur Verwendung verfügbar sind.

Hier gibt es andere Probleme - Flugzeuge wie die F-35 Lightning II werden wiederholt als überentwickelt bezeichnet, aber der Punkt ist, dass sie für die angegebenen Spezifikationen entwickelt wurden. Zum Beispiel war F-35 konstruktionsbedingt erforderlich, um die Aufgaben einer Reihe von Flugzeugen auszuführen, und hat als solche eine erheblich schwierige Entwicklungsperiode.

Anders als bei den anderen Antworten wurde in einigen Artikeln darauf hingewiesen, dass neuere „knochenähnliche“ Designs von Unternehmen wie Airbus in Betracht gezogen und implementiert werden.

Airbus hat eine Partnerschaft mit Autodesk geschlossen das Design dieser niedrigen Partitionen zu überdenken. Die neue Partition wurde heute auf der Konferenz der Autodesk University in Las Vegas vorgestellt. Dank 3D-Druck und einigen neuen Algorithmen, die auf Schleimpilz und Knochenwachstum basieren, wiegt sie nur 66 Pfund. Die aktuellen Partitionen von Airbus wiegen pro Stück 143 Pfund. „Unser Ziel war es, das Gewicht um 30 Prozent zu reduzieren, und wir haben insgesamt eine Gewichtsreduzierung um 55 Prozent erreicht“, sagt Bastian Schaefer, Innovationsmanager bei Airbus. "Und wir sind gleich am Anfang." http://www.wired.com/2015/12/airbuss-newest-design-is-based-on-slime-mold-and-bones/

Es gibt sogar einige ziemlich beeindruckende futuristische Designs:

http://www.airbus.com/innovation/ Future-by-Airbus / das-Konzept-Flugzeug /

http://www.smithsonianmag.com/arts-culture/aircraft-design-inspired-by-nature- und-aktiviert-durch-tech-25222971 /? no-ist

Ich denke, die Berechnung von Spannungen und Belastungen ist heute nicht besser als vor 50 Jahren. Ingenieure verstanden Kräfte und Physik damals nicht anders als heute. Sie haben nur einen Rechenschieber anstelle von Software verwendet, aber sie haben die gleichen Ergebnisse erzielt. Anstatt Dinge zu modellieren, bauen sie reale und testen sie. Sie haben die gleichen Antworten bekommen. Sie bauten einen Flügel, bogen ihn, bis er brach und seine Stärke entdeckte, und konnten einen nach jeder erforderlichen Lastspezifikation bauen, ohne ihn zu überbauen. Moderne Software erzielt Ergebnisse nur billiger und schneller.

Die großen Unterschiede zwischen damals und heute sind die Material- und Systementwicklung. Kräfte und Spannungen werden nicht berechnet.