Im Bereich des allgemeinen bzw. konzeptionellen Flugzeugentwurfs geht es im Bereich der Lehre um die Vermittlung der grundlegenden Vorgehensweise im herkömmlichen Flugzeugvorentwurf (Handbuchmethoden) und sowohl der kritischen Betrachtung als auch der Notwendigkeit der dafür genutzten statistischen Methoden. Im Rahmen eines Flugzeugentwurfsseminars können Studierende in einer Gruppenarbeit regelmäßig einen kompletten Flugzeugvorentwurf durchspielen, die entsprechenden Szenarien und Randbedingungen werden in Kooperation mit dem ‚Future Project Office‘ der Firma Airbus definiert.
Im Bereich der Forschung geht es hauptsächlich um die Verbesserung der oben angesprochenen statistischen Vorentwurfswerkzeuge und der Entwicklung neuer genereller Entwurfsansätze. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf analytischen Verfahren.
Aktuelle Projekte
DOXWING
Gesamtflugzeugkonzept und aerodynamische und aeroakustische Analyse von Boxwing-Konfigurationen in Kombination mit verteilten Antrieben in Over the Wing Anordnung
Projektinhalt
Das DOXWING-Projekt befasst sich mit der Notwendigkeit, die nachhaltige Luftfahrt durch die Integration von drei Schlüsseltechnologien voranzutreiben: Boxwing Design, verteilte elektrische Antriebe und wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen. Das Projekt zielt darauf ab, die Leistung von Flugzeugen zu verbessern, Emissionen zu reduzieren und die Energieeffizienz zu fördern, was den Zielen der Initiative Fly the Green Deal entspricht. Genauer gesagt, konzentriert sich DOXWING auf die Entwicklung und Optimierung dieser Technologien, um eine neue, hocheffiziente Flugzeugkonfiguration zu schaffen. Auf diese Weise leistet es einen Beitrag zu den weltweiten Bemühungen um eine kohlenstoffneutrale Luftfahrt. Darüber hinaus wird das Projekt Konstruktionsmethoden und Integrationsstrategien auf System- und Flugzeugebene erforschen, um eine nahtlose technologische Kompatibilität und Skalierbarkeit zu gewährleisten.
Beitrag des IFB
Das Institut für Flugzeugbau leitet das DOXWING-Projekt und bringt sein Fachwissen im Bereich Flugzeugbau und nachhaltige Luftfahrttechnologien ein. Das Institut spielt eine entscheidende Rolle bei der Integration und Bewertung der neuen Technologien auf Flugzeugebene und stellt sicher, dass die Ziele des Projekts mit den neuesten Fortschritten in der energieeffizienten Luftfahrt übereinstimmen.
Projektpartner
- Bauhaus Luftfahrt
- TU Berlin
- Universität Stuttgart, Institut für Aerodynamik und Gasdynamik
- Universität Stuttgart, Institut für Flugzeugbau
Finanzierung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (Luftfahrtforschungsprogramm VI-2)
Laufzeit
Juli 2024 – Juni 2027
Kontakt
WhisperProp
Entwicklung eines schnellen Berechnungsverfahrens zur Minimierung der Lärmemissionen innovativer Flugzeugentwürfe
Projektinhalt
Das Projekt WhisperProp besteht aus mehreren Teilprojekten, welche verantwortlich von den jeweiligen Projektpartnern durchgeführt werden. Das übergeordnete Ziel des Gesamtprojekts ist es, Lärmvorhersagen frühzeitig in den Flugzeugvorentwurf einzubinden. Hierzu sind eine Vielzahl an Datenpunkten erforderlich, welche mithilfe von high-fidelity Ansätzen, aber auch hybriden Methoden erzeugt werden sollen. Im Rahmen eines Teilprojekts soll diese hybride Methode ausgearbeitet werden, welche deutlich verkürzte Rechenzeiten aufweisen soll und somit die Anzahl an verfügbaren Datenpunkten erhöhen soll. Ein zweites Teilprojekt bildet die Schnittstelle zwischen Methodik und Flugzeugentwurf. Hierbei liegt der Fokus auf dem Aufbau des Simulationsprozesses, der Validierung der Simulationen und dem Erstellen der Datenbasis. Aus dieser Datenbank wird schlussendlich mithilfe datenbasierter Methoden im dritten Teilprojekt eine Vorentwurfsmethodik abgeleitet. Abschließend werden die Projektergebnisse mithilfe von Flugversuchen validiert.
Beitrag des IFB
Das IFB bringt vor allem seine Kompetenz aus dem Bereich des analytischen Flugzeugentwurfs aber auch aus dem Bemannten Fliegen in das Projekt ein. Hierzu zählen z.B. die Definition der zu untersuchenden Parametervariationen, das Erstellen der Vorentwurfsmethodik und die Durchführung der Flugversuche. Dazu gehört neben dem Betrieb des institutseigenen Flugzeugs e-Genius auch die Aufbereitung und Auswertung der Messergebnisse. Abschließend soll die Methodik bewertet und mithilfe von Trade-off Studien bessere Konfigurationen identifiziert werden.
Projektpartner
- CFD Consultants GmbH
- Hochschule Offenburg
- yasAI UG
Finanzierung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) – Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand
Laufzeit
März 2024 – August 2026
Kontakt
UniSELECT
Selektiv-integrierte Betrachtung radikal unkonventioneller Flugzeugkonfigurationen und Technologien hinsichtlich ihrem Effizienzsteigerungspotenzial unter Berücksichtigung von regulatorischen und operationellen Einschränkungen
Projektinhalt
UniSELECT ist ein Folge- und Parallelprojekt von UNICADO und UNICADO-II.
Ziel von UniSELECT ist systematisch zu untersuchen welche Effizienzsteigerungen mit neuen Technologieoptionen und radikalen Flugzeugkonfigurationen bis 2050 möglich sind. Außerdem werden regulatorische und operationelle Einschränkungen untersucht die eine vollständige Ausnutzung der Potenziale dieser neuen Technologien und Konfigurationen, aktuell und auf die Zukunft prognostiziert, verhindern oder vermindern könnten. Die Verminderung des Einsparungspotenzial durch regulatorische Einschränkungen soll im Vorhaben quantifiziert werden, um den zulassenden Stellen eine neue Betrachtungsweise zu bieten. Gleichzeitig wird ebenfalls untersucht, inwieweit und welche spezifischen Aufweichungen (Relaxation) von zulassungsbedingten oder operationellen Randbedingungen dem übergeordneten Ziel der Reduzierung des Klimaeinflusses dienen kann.
Beitrag des IFB
Identifikation regulatorischer Randbedingungen welche sich auf Vorentwurfsebene direkt und indirekt auf den Flugzeugentwurf mit neuen Technologien und disruptiven Konfigurationen auswirken.
Entwicklung von Entwurfsmethoden, Technologie- und Systemmodellen für den aus den Anforderungen entwickelten Entwurfsraum für ein maximal effizientes Langstreckenflugzeug.
Durchführung eines umfangreichen Technologie- und Konfigurationsscreenings in Bezug auf radikal unkonventionelle Flugzeugkonfigurationen mit Experten der Branche und der Literatur.
Ableitung eines möglichen Entwurfsraumes aus dem Screening für eine radikal unkonventionelle Langstreckenflugzeugkonfigurationen mit minimaler Klimawirkung.
Spezifizierung eines transparenten Bewertungs- und Entscheidungsprozesses für die Konfigurationsfindung eines radikal disruptiven Langstreckenflugzeugs, sowie die Entwicklung eines Algorithmus zur wiederholenden gleichen Durchführung der konfigurativen Entscheidungsprozesse.
Iterative Entwürfe verschiedener radikal unkonventionelle Langstreckenflugzeuge auf Basis der durch die Entscheidungsprozesse festgelegten Konfigurationen und Technologiekombinationen. Hierbei werden auch studierende über Entwurfswettbewerbe eingebunden um die Anzahl der Entwürfe und Kreativität zu erhöhen.
Durchführung von Sensitivitätsstudien mit UNICADO um das Potenzial der Flugzeugentwürfe hinsichtlich der Emissionswirkung und den Lebenszykluskosten zu untersuchen.
Projektpartner
- RWTH Aachen
- TU München
- TU Berlin
- TU Braunschweig
- TU Hamburg
- TU Wien
Finanzierung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (Luftfahrtforschungsprogramm VI-3)
Laufzeit
Januar 2024 – Dezember 2026
Kontakt
SynTrac
Synergies of Highly Integrated Transport Aircraft
Projektbeschreibung
Um in Zukunft klimaneutralen Luftverkehr zu ermöglichen, muss der Energieverbrauch von Flugzeugen deutlich gesenkt werden. Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Flugzeug- und Antriebstechnologien sowie die verstärkte Integration dieser versprechen erhebliche Energieeinsparungen.
Das Collaborative Research Centre SynTrac konzentriert sich auf hochintegrierte Verkehrsflugzeuge und legt den Schwerpunkt auf Prinzipien wie Boundary Layer Ingestion und Distributed Propulsion. SynTrac erforscht disziplinübergreifende Synergien und sucht nach optimalen Integrationsmethoden und -modellen für eine umfassende, konfigurationsunabhängige Forschung zur Realisierung von Energieeinsparungen, aerodynamischen Verbesserungen und akustischen Anforderungen.
Projektpartner
- Universität Stuttgart
- Technische Universität Braunschweig
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
- Leibniz Universität Hannover
Finanzierung
Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG Programm CRC/Transregios
Laufzeit
2023 – 2026
Kontakt
Impact Monitor
Analyse der europäischen Luftfahrtforschung und Rolle von Innovation