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.

Im Kontext der fortschreitenden Entwicklung von Advanced Air Mobility (AAM) Konzepten stellt die Integration in die bestehende Luftraumstruktur eine besondere Herausforderung dar. Im Projekt "AMI-AirShuttle" wird eine ganzheitliche Lösung entwickelt, die Flüge von senkrechtstartfähigen Lufttaxis (VTOL) zu Verkehrsflughäfen ermöglichen soll, ohne dabei den derzeitigen konventionellen Flugverkehr einzuschränken. Am Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme werden im Rahmen des Projektes sowohl mögliche slotneutrale An- und Abflugtrajektorien ermittelt, als auch eine umfassende Bewertung der zu erwartenden zusätzlichen Lärmbelastung in der Umgebung des Flughafens vorgenommen. In weiteren Arbeitspaketen werden von den Projektpartnern ein tragfähiges Betriebskonzept erstellt, der Landeplatz am Flughafen (Vertiport) inklusive der nötigen Bodenprozesse ausgelegt sowie die öffentliche Akzeptanz und das Benutzererlebnis bewertet. Dies erfolgt unter der Federführung von Munich Airport International (MAI) und Airbus sowie unter Beteiligung weiterer Projektpartner aus Forschung und Industrie im Rahmen der vom Freistaat Bayern geförderten Holistischen Air Mobility Initiative.

Der Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme (LLS) ist im Bereich der Lärmanalyse und -optimierung von UAV Systemen tätig. Durch die Nähe von Urban Air Mobility (UAM) Anwendungen zum städtischen Bereich sind lärmbewusster Entwurf und Betrieb von UAV Systemen eine Voraussetzung für die öffentliche Akzeptanz. Zum einen werden Fluglärmmessungen mit einem dafür entwickelten Messsystem durchgeführt. Diese Lärmdaten können u.a. für die Lärmmodellierung benutzt werden. Zum anderen werden hochaufgelöste 3D CFD Berechnungen durchgeführte, wobei ein Ffowcs-Williams Hawings Solver die Lärmabstrahlung des gesamten Fluggeräts berechnet. Die Kombination der beiden Methoden erlaubt sowohl die Analyse bestehender Fluggeräte und Prototypen, wie auch die Analyse rein virtueller Fluggerät-Modelle im Sinne eines virtuellen Prototyps. Die Methoden sind grundsätzlich auch auf bemannte Fluggeräte übertragbar.

Ziel des Projektes RAUMOLES (Raumbezogene Modellierung zur Lärmreduktion elektrischer Senkrechtstarter) war die Erstellung und Integration von eVTOL UAV Lärmmodellen in ein Geodatenmodell für Planungszwecke. Diese Schnittstelle ist eine Grundlage für zukünftige Planungen vor Flugkorridoren im städtischen Gebiet unter Berücksichtigung von Lärmaspekten. Der Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme führte Lärmmessungen zweier Cargo eVTOL UAVs und erstellte auf dieser Basis semi-empirische Lärmmodelle für den Horizontal- und den Vertikalflug.

Der Trend Richtung More-Electric Aircraft (MEA) und die Einführung neuer Systemtechnologien und -konzepten führen zu erheblichen Veränderungen auf der Systemebene von Verkehrsflugzeugen. Da die Anzahl der Systeme und der Leistungsbedarf stetig zunehmen, kann eine Berücksichtigung von Flugzeugsystemen in frühen Phasen des Flugzeugentwurfs sehr entscheidend sein. Aus diesem Grund wird an unserem Lehrstuhl das sogenannte Aircraft System Technology Analysis and Assessment Tool (ATAX) entwickelt. ATAX betrachtet die Flugzeugaerodynamik, verschiedene Flugzeugsysteme und Triebwerkstechnologien als Grundlage für die Berechnung des Treibstoffverbrauchs des Flugzeugs, einschließlich des Treibstoffverbrauchs aufgrund von Leistungsentnahmen am Triebwerk. Dieser modellbasierte Ansatz ermöglicht die Analyse und Bewertung von Transportflugzeugen mit neuen Systemtechnologien und -konzepten in frühen Flugzeugentwurfsphasen.

Ein zunehmendes Luftverkehrswachstum verursacht unter sonst konstanten Bedingungen erhöhte Lärmimmissionen im Umfeld von Flughäfen. Zusätzlich wird die Belastung durch Fluglärm durch eine in Folge der Urbanisierung zumeist deutlich anwachsenden Bevölkerungsanzahl im Umfeld großer Flughäfen intensiviert. Neue Lösungen im Bereich des Fluglärmmanagements und lärmreduzierender Maßnahmen sind folglich dringend gefragt und daher Forschungsgegenstand des Lehrstuhls für Luftfahrtsysteme. Der Lehrstuhl untersuchte in einer Studie für das Luftamt Südbayern eine Vielzahl unterschiedlichster lärmreduzierender Maßnahmen. In den Arbeiten wurden restriktive Maßnahmen, ökonomische Instrumente sowie betriebliche Maßnahmen für Anflüge, Abflüge und Bodenoperationen detailliert analysiert und bewertet.

Fluglärmmessungen können an diskreten Punkten exakte Einblicke in die aktuelle Lärmimmission an einem Flughafen ermöglichen. Soll ein nichtdiskretes, umfassendes Bild der Fluglärmsituation eines gesamten Flughafenumfeldes erzeugt werden, sind Computersimulationen ein geeignetes Hilfsmittel. Der Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme modelliert den Flughafenbetrieb unter akustischen Betrachtungen zur Berechnung von Fluglärmkonturen. Dazu werden fortschrittliche Modelle verwendet, die unter Information der Lärmemission einzelner Flugzeugtypen, des Flugplans sowie der geometrischen Infrastruktur eines Flughafens äquivalente Dauerschallpegel und Betroffenheitszahlen ableiten können.

In MIME wird untersucht, ob es möglich ist ein System an handelbaren Zertifikaten für Fluglärm aufzubauen. Dadurch soll eine effektive Fluglärmkontrolle ermöglicht werden, die kosteneffizienter als konventionelle Mechanismen wie Steuern und Lärmgebühren sind.

Erstellung einer Methodik zur Abbildung des Einflusses von Flugzeugparametern auf den Flugverkehr am Flughafen und die Quantifizierung der resultierenden Flughafenkapazität.