Im Fachbereich Strukturen und Bauweisen werden Themen aus dem Bereich der primären Rumpf-, Flügel-, Rotor- und Leitwerksstrukturen sowie der Sekundärstrukturen von Verkehrsflugzeugen, Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt, Drehflüglern sowie von UAM und UAS adressiert.
Ziel bis 2035:
Ziel bis 2050:
Themenschwerpunkte im Bereich Strukturen und Bauweisen sind:
Um den Energiebedarf des Fluggeräts signifikant um bis zu 50% zu reduzieren (aufgeteilt auf die Fachbereiche Flugphysik, Systeme sowie Strukturen und Bauweisen), stehen insbesondere folgende Maßnahmen im Fokus des Fachbereichs Strukturen und Bauweisen:
Am Beispiel A320NEO lässt sich zeigen, dass bei einem maximum Take Off Weight (MTOW) von ca. 79.000 kg, einem empty weight von ca. 43.000 kg und davon ca. 28.000 kg Strukturgewicht (ca. 65% des Leergewichts) ein erhebliches Gewichtseinsparpotential besteht, davon:
(Quelle: https://www.aircraftinvestigation.info/airplanes/Airbus_A320neo.html)
10% Gewichtseinsparpotential können somit in circa 2.800 kg Strukturgewichtsreduktion resultieren, was wesentlich die Leistungsfähigkeit steigert und zur Reduktion von Emissionen, z. B. CO2 beiträgt. Durch diese Gewichtsreduzierung lassen sich zum einen kleinere Batterie- oder (Wasserstoff-) Tankvolumen bei neuen klimafreundlicheren Flugzeugen realisieren und zum anderen deren Betriebskosten signifikant reduzieren, da entsprechend über die 30 Jahre durchschnittlichen Flugbetriebs deutlich weniger Energie / Kraftstoff benötigt wird.
Einen weiteren signifikanten Fokus des Fachbereichs stellen Themen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit und Ressourceneffizienz dar. Hiermit können die durch neue klimaneutrale Antriebe und Kraftstoffe (Sustainable Aviation Fuel (SAF), Liquid Hydrogen (LH2), etc.) verursachten und zu erwartenden höheren Kraftstoff-, Material- und Systemkosten teilweise kompensiert werden. Ziel ist es, die Entwicklungs-, Fertigungs- und Betriebskosten signifikant um bis zu 30 % zu reduzieren. Zudem sind Prozesse zu entwickeln, um neue Flugzeuge schneller am Markt einführen zu können und um eine deutlich beschleunigte Marktdurchdringung zu erreichen:
Weiterhin zielt der Fachbereich darauf ab, die Ressourceneffizienz durch innovative Überholungsprozesse und geschlossene Stoffkreislaufprozesse dahingehend zu optimieren, dass kritische internationale Abhängigkeiten der Lieferketten reduziert werden. Zudem soll der Einsatz von kritischen Hilfsstoffen und Chemikalien deutlich reduziert und die Materialrückführung aus Recyclingprozessen (insbesondere Aluminium, Titan) deutlich erhöht werden.
Für den Themenbereich Strukturen und Bauweisen wurden einzelne Technologiebausteine definiert, die den aktuellen Forschungsbedarf bis 2050 aufzeigen. Gerne können Sie in der nachfolgenden Grafik auf die einzelnen Elemente klicken, dann gelangen Sie in die detaillierten Beschreibungen der einzelnen Technologiebausteine.
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