Zukünftige Hyperschalltransportsysteme unterliegen umfangreichen technischen, physikalischen, ökonomischen und ökologischen Anforderungen. Im Detail sind diese Anforderungen stark untereinander verknüpft und somit ist eine multidisziplinäre Behandlung bei einem Entwurf von Hyperschall-Konfigurationen notwendig. Mit Hilfe höherwertiger numerischer Verfahren, wie CFD und FEM, sowie wachsender parallelisierter Rechensysteme lässt sich der Hyperschall-Entwurfsprozess in einen multidisziplinären Optimierungsprozess (MDO-Prozess) überführen. In der vorliegenden Arbeit wird daher ein neu entwickeltes Optimierungswerkzeug für den Vorentwurf von Hyperschall-Flugzeugen vorgestellt, welches die wichtigsten Aspekte der Aerodynamik, der Strukturmechanik, der Flugmechanik, der Antriebsintegration und der Missionsanalyse in einer multidisziplinären Analyse vereint. Alle Teilprozesse werden vollständig automatisiert und in den Analyseprozess integriert. Nach geometrischen Änderungen am Konfigurationsdesign erfolgt eine Aktualisierung des gesamten Entwurfs mit abschließender Leistungsbewertung. Die Funktionalität und Kapazität dieses MDO-Prozesses wird erfolgreich an einem existierenden Hyperschallentwurf, der HYCAT-1A, demonstriert. / Future hypersonic transport systems are characterized by extensive and strongly coupled technical, physical, economic and environmental requirements. Hence a multidisciplinary approach for preliminary design studies is necessary. Using high-fidelity numerical tools, e.g. CFD and FEM, on large-scale computer systems the hypersonic design process can be transformed into a multidisciplinary optimization process (MDO process). Thus in the present work a newly developed optimization tool is presented considering aerodynamic, structural, engine and mission characteristics. All sub-processes are integrated in a fully automated analysis environment. During the optimization the outer geometry is changed and all sub-processes are updated accordingly to evaluate the design performance. The functionality and possibilities of the developed MDO process are successfully shown on an existing hypersonic design, the HYCAT-1A configuration.

Zukünftige Hyperschalltransportsysteme unterliegen umfangreichen technischen, physikalischen, ökonomischen und ökologischen Anforderungen. Im Detail sind diese Anforderungen stark untereinander verknüpft und somit ist eine multidisziplinäre Behandlung bei einem Entwurf von Hyperschall-Konfigurationen notwendig. Mit Hilfe höherwertiger numerischer Verfahren, wie CFD und FEM, sowie wachsender parallelisierter Rechensysteme lässt sich der Hyperschall-Entwurfsprozess in einen multidisziplinären Optimierungsprozess (MDO-Prozess) überführen. In der vorliegenden Arbeit wird daher ein neu entwickeltes Optimierungswerkzeug für den Vorentwurf von Hyperschall-Flugzeugen vorgestellt, welches die wichtigsten Aspekte der Aerodynamik, der Strukturmechanik, der Flugmechanik, der Antriebsintegration und der Missionsanalyse in einer multidisziplinären Analyse vereint. Alle Teilprozesse werden vollständig automatisiert und in den Analyseprozess integriert. Nach geometrischen Änderungen am Konfigurationsdesign erfolgt eine Aktualisierung des gesamten Entwurfs mit abschließender Leistungsbewertung. Die Funktionalität und Kapazität dieses MDO-Prozesses wird erfolgreich an einem existierenden Hyperschallentwurf, der HYCAT-1A, demonstriert. / Future hypersonic transport systems are characterized by extensive and strongly coupled technical, physical, economic and environmental requirements. Hence a multidisciplinary approach for preliminary design studies is necessary. Using high-fidelity numerical tools, e.g. CFD and FEM, on large-scale computer systems the hypersonic design process can be transformed into a multidisciplinary optimization process (MDO process). Thus in the present work a newly developed optimization tool is presented considering aerodynamic, structural, engine and mission characteristics. All sub-processes are integrated in a fully automated analysis environment. During the optimization the outer geometry is changed and all sub-processes are updated accordingly to evaluate the design performance. The functionality and possibilities of the developed MDO process are successfully shown on an existing hypersonic design, the HYCAT-1A configuration.