Analytischer Flugzeugentwurf

Aufbau und Weiterentwicklung von Vorentwurfswerkzeugen, Konzeptstudien

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.

Projekte:

FUTPRINT 50 - Zukünftige Antriebe und Integration: Auf dem Weg zu einem hybridelektrischen 50-sitzigen Regionalflugzeug

Projektinhalt:

Das Horizon 2020-Forschungsprojekt FUTPRINT50 befasst sich damit, den Einsatz hybridelektrischer Technologien in der Luftfahrt zu beschleunigen, um ein CO2-neutrales Wachstum des Luftverkehrs in der Zukunft sicherzustellen. Vertiefend wird sich das Projekt mit den Bereichen der Energiespeicherung, der Energieregeneration und des Thermalsystems auseinandersetzen. Neben der Weiterentwicklung des Stands der Technik dieser Technologien wird es Entwurfsmethoden erforschen und entwickeln. Dabei werden Modelle und Werkzeuge zur Bewertung neuer Konfigurationen und zur Integration auf System- und Flugzeugebene berücksichtigt. Um die ehrgeizige Vision eines einsatzfähigen Flugzeugs bis 2035/40 zu erreichen, wird FUTPRINT50 Roadmaps entwickeln, um die zukünftige Forschung auf die technologische Entwicklung, aber auch auf die regulatorischen Aspekte auszurichten.

FUTPRINT50 wird durch ein internationales Konsortium mit Partnern aus der Europäischen Union, Großbritannien, Brasilien und Russland bearbeitet.

Beitrag des IFB:

Das Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart hält die Gesamtleitung des Forschungsprojekts FUTPRINT50. Zusätzlich trägt es hauptsächlich seine Kompetenz im Gesamtflugzeugentwurf bei. Neben dem Erstellen geeigneter Bewertungsmethoden werden durch das IFB verschiedene Architekturen des Antriebsstrangs untersucht und die vielversprechendste ausgewählt. Für diese wird daraufhin ein detaillierter Flugzeugvorentwurf erstellt. Zusätzlich dazu wird am IFB ein hybridelektrischer Teil eines Flugzeugentwurfstool in Open Source aufgebaut, um die Entwicklung zukünftiger hybridelektrischer Regionalflugzeuge zu beschleunigen, Referenzdatensätze zu erstellen und diese offen mit der Community zu teilen.

Projektpartner:

  • Cranfield University
  • Embraer Research & Technology Europe
  • Delft University of Technology
  • ADSE Consulting & Engineering BV
  • French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA)
  • EASN Technology Innovation Services
  • Niccolò Cusano University
  • Embraer SA
  • Federal State Unitary Enterprise (FSUE)
  • State Scientific Research Institute of Aviation Systems (GosNIIAS)
  • Baranov Central Institute of Aviation Motor Development (CIAM)
  • National Research Center Institute (NRC)
  • Moscow Aviation Institute

Finanzierung:

Europäische Kommission (Horizon 2020), Grant Agreement ID: 875551

Laufzeit:

Januar 2020 – Dezember 2022

Kontakt:

Prof. Andreas Strohmayer

Dipl.-Ing Dominique Bergmann

Nicolas Moebs, M.Sc.

Dominik Eisenhut, M.Sc.

Jonas Mangold, M.Sc.

 

UNICADO

Projektinhalt:

Erstellung einer modularen universitären Flugzeugentwurfssoftware

Beitrag des IFB:

  • Erweiterung der Referenzflugzeugdatenbank
  • Verantwortlich für die Module Initial Sizing und Systems Design

Projektpartner:

  • RWTH Aachen
  • TU München
  • TU Berlin
  • TU Braunschweig
  • TU Hamburg

Finanzierung:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Luftfahrtforschungsprogramm VI)

Laufzeit:

Juli 2020 – April 2022

Kontakt:

Johannes Schneider, M.Sc.

 

GNOSIS 

Projektinhalt:

Im Rahmen von GNOSIS wird eine holistische Bewertung des elektrischen Fliegens durchgeführt. Dafür wird eine umfassende Identifikation der Möglichkeiten durch (Teil-)Elektrifizierung in der Regionalflugzeugklasse untersucht inklusive einer vereinfachten Potentialabschätzung in den Bewertungskategorien Globale Emissionen, Lokale Emissionen, Lärm, Kosten und Sicherheit.

Zudem wird ein Analyseframework für die detaillierte Potentialabschätzung und Bewertung von (teil-) elektrifizierten Flugzeugkonfigurationen in den zuvor genannten Kategorien auf Vehikel- und Lufttransportsystemebene unter Berücksichtigung von Flugzeuglebenszyklusaspekten aufgebaut. Mit den gewonnenen Ergebnissen sollen optimierte Konfigurationen für Flugzeuge mit 19 Sitzen gefunden werden und die Skalierungseffekte für Flugzeuggrößen mit 9 und 50 Sitzplätzen bestimmt werden.

Beitrag des IFB:

Das IFB erforscht die Zertifizierung elektrischer Flugzeugkonfigurationen. Dafür werden Zulassungsvorschriften analysiert, die auf elektrische und elektrisch-hybride Flugzeuge Anwendung finden. Da die aktuellen Bauvorschriften die neuen Antriebsysteme nur teilweise abdecken, werden verschiedene Szenarien für zukünftige Regularien entworfen und untersucht. Ziel ist es, mögliche zulassungsrechtliche Chancen und Risiken zu identifizieren.

Projektpartner:

  • RWTH Aachen
  • Bauhaus Luftfahrt e.V.
  • Universität Würzburg
  • TU Braunschweig
  • TU Hamburg
  • TU Dresden

Finanzierung:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Luftfahrtforschungsprogramm VI-1)

Laufzeit:

Juli 2020 – Juni 2023

Kontakt:

Dipl.-Ing.Ingmar Geiß

 

Team

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Gruppenleiter Bemannte Flugzeugprojekte
Telefon: +49 711 685-60528
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