Überblick

Die Durchführung von Flugzeugentwurfsstudien und -optimierungen erfordert eine flexible, benutzerfreundliche und erweiterbare Entwurfsumgebung, um sowohl konventionelle als auch unkonventionelle Flugzeugkonfigurationen auslegen und innovative Technologien berücksichtigen zu können. Vor diesem Hintergrund wird am Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme eine Flugzeugentwurfsumgebung für das Conceptual Design und die frühen Phasen des Preliminary Designs zur Anwendung in Forschung und Lehre entwickelt. Sie basiert auf dem universellen, objekt-orientierten Datenmodell ADDAM (Aircraft Design Data Model), welches sowohl für Transportflugzeuge als auch für UAVs verwendbar ist. Für die einzelnen Teilgebiete des Flugzeugentwurfs wird eine erweiterbare Sammlung bereits existierender sowie speziell entwickelter Ansätze und Verfahren mittels einer standardisierten Schnittstelle an das Datenmodell angebunden. Eine Bibliothek von Flugzeugen, Flügelprofilen, Triebwerken und Materialien erhöht die Wiederverwendbarkeit und erleichtert die schnelle Untersuchung verschiedener Konzepte.

Ganzheitliche Konzeptbewertung mit ADEBO

Die Bewertung neuartiger, konzeptioneller Flugzeugkonzepte anhand operationeller Parameter stellt in vielerlei Hinsicht einen zentralen Punkt früher Phasen des Flugzeugvorentwurfs dar. Mit den in den Forschungsbereichen Flugzeugentwurf und Zukunftstrends & Technologien verwendeten, sowie im Rahmen dieses Forschungsbereichs entwickelten Verfahren stehen vielfältige Möglichkeiten bereit, deren Kombination eine ganzheitlichere Betrachtung des Einsatzes zukünftiger Luftfahrzeuge erlaubt. Hierbei liegt der Fokus insbesondere auf vielversprechenden Technologien zur signifikanten Senkung des ökologischen Fußabdrucks der Luftfahrt, wie Wasserstoff- oder batteriebetriebene (Hybrid-) Luftfahrzeuge. Methoden für die Berechnung von Emissionen und Klimawirkung im Betrieb sowie komplette Lebenszyklusanalysen zur ökologischen Analyse sowie Methoden zur Ermittlung von direkten Betriebskosten zur ökonomischen Analyse dieser Luftfahrtzeuge werden am Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme (weiter-)entwickelt und zunächst auf der Ebene einzelner Luftfahrzeuge bzw. exemplarischer Missionen angewendet. Hierbei kommt dem Vergleich mit vorhandenen oder weiterentwickelten konventionellen Technologien besonderes Augenmerk zu, wofür neben der Betrachtung einzelner Missionen auch die Gesamtflottenbetrachtung zentral wird. So können die Auswirkungen neuer Technologien auf die Flottenstruktur in Abhängigkeit des Einflottungszeitpunkts und der zur Verfügung stehenden Produktionskapazitäten abgeschätzt werden. Im Rahmen einer Technologiefolgenabschätzung werden in der Folge die Emissionen des Luftverkehrs für spezifische Szenarien berechnet und in Relation zueinander gesetzt. Auswirkungen neuer Technologien auf die Klimawirkung der Luftfahrt können auf diese Weise entsprechend ihrer Flottendurchdringung in globalem Maßstab quantifiziert werden. Diese ganzheitliche Konzeptbewertung erlaubt unter anderem Rückschlüsse auf einflussreiche Flugzeugparameter wie auch die Bedeutung von Produktionskapazitäten zur Erreichung von vorgegebenen Klimazielen.