A satellite, with the call sign RUFS-1, will attempt in the first half of 2016 a launch into low Earth polar orbit. This feasibilitystudy shows that RUFS-1 is from an overall technical perspective capable of fulfilling its mission. This was determined by a break downof the mission requirements into a few key questions. These were answered through various means; firstly an orbital simulation,secondly a link budget and finally a risk assessment of the entire satellite project.

Today’s usage of fossil fuel leads to environmental pollution and global warming. This is not a sustainable solution since this energy source is limited. Research is being conducted by the aircraft industries to develop alternative fuels and thereby decrease the amount of carbon dioxide emissions. Green Flight Challenge was an inspiration to this and several airplane manufacturers applied for the competition. The competition purpose was to bring forth green airplanes that maximize the fuel efficiency. The rules of the competition was that every plane must fly 332km in less than 2 hours and use less energy than what is in 3,79 liter gasoline per passenger. The objective for this bachelor project was to develop a concept for a two seat airplane that will be able to fulfil the competition requirements and to win Green Flight Challenge. The execution for the concept contains calculations and design for the plane’s wings, fuselage and empennage and the aerodynamics and propulsion. A material analysis was made and the selections of the battery system and motor. The design of a sailplane has been used as a reference to reduce drag and therefor consume less energy. A research of usage of placing solar cells on the wings has been made. The results shows how fast and efficient the concept plane must fly to be able to win the contest while it meets the requirements set by the rules. / Dagens användning av fossila bränslen leder till miljöförstöring och global uppvärmning. Detta är inte heller någon slutgiltig lösning på våra energibehov då denna energikälla är ändlig. Inom flygbranschen arbetas det med att ta fram alternativa drivmedel och därigenom minska koldioxidutsläppen. Detta är temat för det här arbetet och en inspirationskälla till detta var tävlingen Green Flight Challenge som väckte entusiasmen hos flera småflygplanstillverkare. Syftet med tävlingen var att ta fram gröna flygplan som maximerar bränsleeffektiviteten. Tävlingskraven var att flygplanet måste flyga 322 km under två timmar och använda mindre energi än vad som finns i 3,79 liter bensin per passagerare. Målet med detta kandidatexamensarbete var att ta fram ett eldrivet tvåsitsflygplan som ska uppfylla tävlingskraven och vinna Green Flight Challenge. Framtagandet av konceptet innefattar beräkningar och utformningar av flygplanets vingar, kropp och stjärtparti samt aerodynamik och drivsystem. En materialanalys har gjorts samt val av batterisystem och motor. Ett segelflygplans utformning har använts som referens för att minska motståndet så mycket som möjligt för att på så sätt minska förbrukningen av energi. Användningen av solceller placerade på vingarna har även undersökts. Resultatet visar hur snabbt och hur bränsleeffektivt konceptplanet måste flyga för att vinna tävlingen då planet uppfyller tävlingskraven.

Denna rapport behandlar en konceptstudie av ett solcellsdrivet obemannat höghöjdsflygplan, förkortat HALE UAV, och innefattar bland annat en kort beskrivning av ingående delar, design och utformning, prestanda och energi beräkningar samt modeller för solstrålning och väder i atmosfären. Inspirationen till projektet gavs av det solcellsdrivna flygplanet Zephyr och har även utgjort utgångspunkten för detta arbete. Syftet med studien har varit att ta reda på hur mycket energi som krävs för att ett flygplan av denna typ ska kunna operera och hur stor del av jorden den skulle kunna täcka om den endast drivs av solceller under antagandet att ideala förhållanden råder. Utvecklingen av obemannade flygplan har gått snabbt de senaste 30 åren och i takt med de ökande miljöproblemen kommer flygplan som är mer miljövänliga att bli mer populära. Flygplan av denna typ har idag stora användningsområden och kan bland annat användas för spaning och övervakning men även som plattformar för exempelvis internet och telefoni. Med Zephyr som utgångspunkt har rimliga värden på flygplanets utformning kunnat bestämmas. Totalvikten blev 53 kg med ett vingspann på 22,5 meter och en motoreffekt på 2x450 W. Olika vingprofiler har analyserats och valet blev Wortmann FX 74-CL5-140 på grund av en hög lyftkraftskoefficient, anpassad för låga Reynolds tal samt ett mycket stort förhållande mellan lyftkraft och motstånd. Solcellerna som används för att ta tillvara på energin lagrad i solstrålningen valdes till amorfa kiselsolceller med en verkningsgrad på 20 % och batterierna för att lagra energin valdes till litium-svavel med en massa på 15,9 kg och en energidensitet på 500 Wh/kg. Beräkningar av planets prestanda har gjorts med de utdelade kompendierna som grund och de innehåller mer detaljerade beskrivningar om respektive beräkningar och lösningsgång. Olika flygfall har analyserats för att erhålla en så energisnål flygning som möjligt vilket resulterade i planflykt under dagtid och en blandning mellan glidflykt och stigning under natten. Energiåtgången beräknades till cirka 6.1 kWh under dagtid och cirka 6 kWh under natten. Den använda solstrålningsmodellen approximerar hur solstrålningen varierar under en dag samt under olika tider på året. Beräkningar för hur mycket energi som är tillgänglig vid olika latituder och höjder har gjorts och sedan jämförts med flygplanet minimala behov för att flyga. Med ett behov på minst 15 kWh per dag resulterade det i att flygplanet måste flyga på latituder under cirka 40°N i december och latituder på under 60°N i februari och oktober. Som hjälpmedel vid beräkningar och analys av vingprofiler har programvarorna MATLAB samt XFLR5 använts. / This report treats a concept study of a solar powered HALE UAV (High Altitude Long Endurance Unmanned Aerial Vehicle) and includes amongst others a short description of the parts, design, performance and energy calculations as well as a few models for solar radiation and weather/atmosphere. The inspiration was given by the solar powered airplane Zephyr, which has been the starting point for this project. The purpose of the study has been to find out how much energy is needed for this type of an airplane to be able to perform and how big area of the earth it could cover if only powered by the energy solar cells collect under the assumption of ideal conditions. The development of UAVs have been rapid during the past 30 years and considering the increasing environmental problems, environmental forms of flight will only become more and more popular. Airplanes of this type currently have many major uses, for instance they can be used for surveillance and observations as well as platforms for internet and telephony. Reasonable values of the aircraft design has been able to be determined using Zephyr as a starting point. The total weight of the airplane is set to 53 kg with a wingspan of 22.5 m using 2 motors at 450 W each. Different airfoils have been analyzed and a Wortmann FX 74-CL5-140 was chosen due to a high lift coefficient, designed for low Reynolds numbers and a very high lift to drag ratio. The solar cells used to take advantage of the energy of the suns radiation was elected to amorphous silicon solar cells with an efficiency at 20 % and the batteries used to store the energy are 15.9 kg of lithium-sulfur batteries with a specific energy at 500 Wh/kg. Calculations of the airplanes performance were conducted using mainly the distributed compendiums made by the examiner Arne Karlsson, which contain a more detailed description of the formulas. Different flight cases have been analyzed to get a clear picture of what is the most energy efficient flying schedule which resulted in level flight during the day and a mixture of glide and climb during the night. This gives an expected energy usage at approximately 6.1 kWh during the day and roughly 6 kWh during the night. A solar radiation model has been used to approximate how the energy varies in a day and during different times of the year. Calculations of how much energy there is available at different latitudes and heights were made and then compared with the minimal energy consumption the flight requires. Assuming the airplane needs 15 kWh per day to function (this is including a safety factor), the airplane needs to fly on latitudes below 40°N in December and on latitudes below 60°N in October. MATLAB and XFLR5 have been used for calculations and investigating the airfoils.

The purpose of this project is to investigate the construction and flight capacity of an environmentally friendly unmanned aerial vehicle (UAV). The airplane shall then be used for a faster transport of for example medicines or human organs. AD-150, an airplane from the producer American Dynamics Flight Systems, is a big source of inspiration for thedesign, but some new features have been added as well. New technologies and technologies under research have been used in the development of this UAV with plans of production to start in 10-15 years when these products are out on the market. The airplane has tiltrotors for easy take-off and landing, has a body made from carbon fiber to reduce the weight and is 100% environment-friendly. The UAV even charges itself during flight. Two sources of energy are used; solar cells which are placed all over the body and wings and a wind turbine in the back. The wind turbine has been thoroughly studied and as it turns out it is very profitable even though it produces a lot of drag. When the airplane started to take its final shape, different performance values were calculated for level flight with constant speed. In Sweden the maximum flight distance is 3850 km, which equals a flight of 10,5 hours at a speed of 360 km/h. The biggest disadvantage of this UAV is that for the batteries to be fully charged by only solar power,the plane has to stand outside for 87 hours. However, different solutions for this minor issue are being discussed. / Syftet med detta projekt är att undersöka konstruktionen och flygkapaciteten av ettmiljövänligt obemannat flygplan. Detta ska sedan kunna användas till snabbare transportav exempelvis mediciner eller organ. Flygplanet AD-150 från tillverkaren AmericanDynamics Flight Systems är en stor inspirationskälla för designen men en del egna inslaghar adderats. Mycket ny teknik och teknik under forskning har används i utvecklingen avdetta flygplan som planeras vara klart för produktion om 10-15 år när dessa produkterkommit ut på marknaden. Flygplanet har tiltrotorer för enkel start och landning, ett skal gjord av kolfiber för attminska vikten samt är 100 % miljövänligt och laddar sig själv under färd. De tvåenergikällorna är solceller som sitter över hela kroppen och på vingarna samt envindturbin längst bak i planet. Vindturbinen har studerats i ingående detalj och det harvisat sig att den är mycket lönsam trots det ökade motstånden den medför. När flygplanet hade börjat få sin slutgiltiga form beräknades olika prestandavärden för rakflygning med konstant hastighet. För flygning i Sverige ges då en maximal flygsträcka på3850 km vilket motsvarar en flygning på ca 10, 5 timme med en hastighet på 360 km/h.Den största nackdelen med planet är att om batterierna ska laddas fullt innan flygning medbara solenergi måste planet stå och ladda i 87 timmar. Olika lösningar på detta diskuterasdock.

Det här kandidatexamensarbetet syftar till att undersöka möjligheten att omkonstruera enJetpack till en mer miljövänlig version. Detta åstadkoms med ett elektrisktframdrivningssystem kombinerat med Li-Jon batterier. Genom att använda existerandemetoder för konceptuell flygplansutformning, kan Jetpackens geometriska karaktäristikväljas. Med hjälp av geometrin kan, därefter, de fyra krafter som alltid verkar på ett flygplan irörelse bestämmas. Dessa krafter simuleras sedan för två olika startmetoder där slutsatsen äratt den bästa metoden att starta flygningen är med en initial vinkel. Vinkeln relativt markenminskas sedan kontinuerligt så att Jetpacken planar ut då piloten närmar sig den eftersträvadeflyghöjden. Relativt tidigt hittades motorer för en första approximation. Batterier från två olika källorjämförs under simuleringarna och det visas att ifall det bästa funna batteriet används (med enenergidensitet på 370 Wh/kg), så blir den totala flygtiden 4.7 minuter, förutsatt att fullkontinuerlig motoreffekt används och den maximala hastigheten på 178 m/s hålls. Ett annatalternativ är att hålla den optimala hastigheten för att nå längsta möjliga sträcka. Då blir dentotala flygtiden 89 minuter, förutsatt att Jetpacken direkt efter att ha uppnått den maximalahastigheten på 178 m/s, går ner till denna optimala hastighet på 48 m/s. Slutsatsen av detta arbete är att den konceptuella utformningen av Jetpacken var framgångsrikoch att ytterligare arbete skall göras för att, inom ett par år, kunna konstruera och bygga den. / This bachelor’s thesis aims to investigate the possibility of reconstructing the traditionalJetpack to a more environmental-friendly version, powered by an electric propulsion systemand Li-Ion batteries. Using existing methods of conceptual aircraft design the geometricalcharacteristics of the Jetpack are chosen. With the chosen geometry the four forces acting onan aircraft at any given moment can be obtained as a function of time. These are latersimulated for two different approaches of starting the Jetpack with the conclusion that the bestway of starting this Jetpack, standing on the ground, is with an initial climb angle. TheJetpack then continuously levels out to reach a desired cruise height. Different batteries are compared from two different sources and it is shown that, with thebattery having the best energy density (370 Wh/kg), the total flight time is 4.7 minutes whenusing the maximum continuous power output of the engines, at a maximum velocity of 178m/s. Another alternative is to use the optimal velocity for the highest lift-to-drag ratio of 48m/s in order to achieve optimal range, after reaching the maximum velocity. In this case theflight time can be as long as 89 minutes. The conclusion of the project is that the conceptual design of the Jetpack is successful andthat further work is to be made in order to design and construct it within a couple of years.

Jordens befolkning står inför en global katastrof om inte mängden växthusgaser iatmosfären reduceras till hållbara nivåer. I en alltmer globaliserad värld bidrarflygplansindustrin till en allt större andel utsläpp som endast kommer att öka ominga drastiska åtgärder vidtas. Detta kandidatexamensarbete syftar till att studera vilken bränslereduktion manidealt kan erhålla genom att utnyttja så kallad Distributed Propulsion-konfigurering.Detta innebär att en rad eldrivna propellrar placeras längst med vingens bakkant medsyfte at fylla ut den bakom vingen uppkomna vaken. Tekniken med vakutfyllnad ärväletablerad inom marinteknologin och benämns som Boundary layer Ingestion.Resultatet framtas genom matematiska modeller och befintlig data för ett Cessna 172flygplan. En möjlig bränslereduktion på 11% fastslås för ett helt idealiserat fall vilket tolkassom ett mycket gott resultat som indikerar på att BLI-tekniken är värd att studeranärmare och utveckla vidare. / The inhabitants of the earth are facing a global crisis unless the amount ofgreenhouse gases in the atmosphere is reduced to sustainable levels. In anincreasingly globalized world the aircraft industry contributes to an increasinglyamount of emissions that will only increase further if no drastic measures are taken. This bachelor thesis aims to study the fuel reduction that in ideal cases can beobtained by utilizing the so-called distributed propulsion configuration. This meansthat a series of electrically driven propellers are placed at the trailing edge of the wingwith purpose to fill the arisen wake behind the wing. The method is well establishedin the marine technology and is referred as the Boundary Layer Ingestion. The resultin the paper is derived from mathematical models and existing data from a Cessna172 aircraft. A possible fuel reduction of 11% is derived for a completely idealized situation whichis considered as a very good result which indicates that the BLI technology is worthstudying more closely and develop further.

This thesis work is based on the evaluation of experimental forced response data of a turbine stage with respect to different excitation sources. Six stator blade configurations are considered with three types of damage blades, i.e. triangular, rectangular and quadrilateral damages arranged at different positions around the circumference of the stator ring. Post processing routines are developed to evaluate the forced response data of all the sensors attached to the rotor disk for all configurations and at different stator positions. Methods for averaging of the pressure data have been proposed. Unsteady pressure distribution around blade surface is computed using the forced response from each sensor mounted on the blade. Important task is to verify the principle of superposition for configuration 05 and 06 by taking into account the single damage pattern from configurations 02-04. This principle has been verified in this thesis. A method has been proposed for the scaling of the unsteady pressure distribution for different damage sizes of same type based on some size parameter, based on which forced response for any size of damage blade can be deduced. Finally, the thesis concludes with a detail sensitivity study and discussion of the results together with proposed future work.

The subject of this thesis is the acceptance test of a retarding potential analyzer system for plume and backflowmeasurements of electric propulsion devices. This thesis illustrates the preparation of the test campaign andthe test campaign itself. The preparation of this test campaign includes the development of the setup andthe software for data acquisition during test, as well as pre-tests including a leak test and cold flow test. Thedeveloped software is used to control the thruster and acquire the data. For this test a low-power 200 WHall effect thruster is used as a plasma source to measure the ion energy distribution function in the backflow.Testing proved that the retarding potential analyzer system is not able to measure the ion energy distributionfunction adequately, as a result the retarding analyzer system is not accepted and more testing will be done toimprove the performance of the system.

The main objective of this study carried on among the Flight Mechanics and Loads department of Eurocopter Marignane was to analyze the existing model of the Fenestron named "type 2" and make a separation of the thrust created by the propeller and the one created by the shroud around it. The physics had to be brought back in this model to avoid using tuning parameters. The validity and the reliability of the modeling were then checked with flight tests, wind tunnel and CFD results analysis.

This paper focuses on the performance dispersion of the turboprop Turbomeca Arriel2D. The first part describes the engine architecture and the different aerodynamic parameters which affect the performance characteristics. Then an inventory of the most important tolerances with respect to engine performance is taken. The second part describes why and how a new model of the turboprop has been created to evaluate the degradation. Finally, the results obtained with a Monte-Carlo Method are close to the empirical methods and give several hints in order to improve the manufacturing tolerances.