Die Luftfahrtbranche steht vor einer Vielzahl von Herausforderungen, die sowohl technologische Innovationen als auch nachhaltige und effiziente Lösungen erfordern. Angesichts des zunehmenden globalen Flugverkehrs, der steigenden Umweltanforderungen und der Notwendigkeit, die Betriebskosten zu senken, ist die Entwicklung fortschrittlicher Luftfahrtsysteme von zentraler Bedeutung.
Ziel bis 2050:
Die Luftfahrtsysteme der Zukunft müssen eine Vielzahl komplexer Anforderungen erfüllen. Traditionelle, auf fossilen Brennstoffen basierende Energieversorgung und die konventionellen hydraulischen und pneumatischen Systeme stoßen an Grenzen hinsichtlich Effizienz, Gewicht und Umweltfreundlichkeit. Gleichzeitig nimmt die Komplexität der Flugzeugsysteme durch zunehmende Elektrifizierung, Digitalisierung und Automatisierung deutlich zu.
Darüber hinaus verlangt der Trend hin zu autonomen Flugsystemen und Fly-by-wire Steuerungen eine tiefgreifende Erforschung von zuverlässigen, adaptiven Steuerungs- und Regelungskonzepten sowie modularen Avionikarchitekturen. Das Spannungsfeld zwischen Systemintegration und Modularisierung stellt dabei besondere Anforderungen an Flexibilität und Kompatibilität.
Zudem sind die Systeme zunehmend vernetzt und integriert, was sowohl Chancen als auch Herausforderungen hinsichtlich Sicherheit und Interoperabilität mit sich bringt. Die zunehmende Elektrifizierung und die Integration alternativer Energiequellen stellen weitere Herausforderungen dar, insbesondere im Hinblick auf Energieerzeugung, -verteilung und -management an Bord.
Neben diesen technologischen Aspekten stellt auch die globale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Luftfahrtindustrie eine bedeutende Herausforderung dar. Die zunehmende Globalisierung und technologische Konkurrenz – etwa aus den USA oder Asien – erfordert eine konsequente Weiterentwicklung der eigenen Innovationskraft. Hierbei müssen die Flugzeugsysteme nicht nur höchste technische Standards erfüllen, sondern auch modular, wartungsfreundlich und kosteneffizient gestaltet sein, um den Betrieb über den gesamten Lebenszyklus wirtschaftlich zu gewährleisten.
Vor diesem Hintergrund verfolgt die Neuausrichtung des Luftfahrtforschungsprogramms im Bereich der Luftfahrtsysteme klare Ziele. Erstens soll die Innovationsführerschaft im Bereich sicherer, nachhaltiger und leistungsfähiger Flugzeugsysteme gestärkt werden. Die Entwicklung und Integration von emissionsarmen Antriebssystemen sowie leichteren und gleichzeitig robusteren Strukturkomponenten stehen im Fokus. Dies soll maßgeblich zur Dekarbonisierung der Luftfahrt beitragen und den Weg zu klimaneutralem Fliegen ebnen.
Zweitens strebt die Neuausrichtung des LuFo die Förderung der digitalen Transformation innerhalb der Flugzeugsysteme an. Durch die Nutzung digitaler Technologien sollen nicht nur Effizienz und Betriebssicherheit verbessert, sondern auch neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungen ermöglicht werden. Hierzu zählen beispielsweise vernetzte Flugzeuge, intelligente Wartungssysteme und die Automatisierung von Prozessen entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Drittens wird ein besonderer Schwerpunkt auf die Wettbewerbsfähigkeit und die Stärkung der Wertschöpfung in Deutschland gelegt. Die Förderung von Forschung, Entwicklung und Produktion innovativer Luftfahrtsysteme soll die wirtschaftliche Stabilität sichern und Arbeitsplätze schaffen. Gleichzeitig ist die internationale Kooperation zur Harmonisierung von Standards und zur Öffnung globaler Märkte ein wesentlicher Bestandteil der Neuausrichtung des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo.
Aus den genannten Herausforderungen und Zielen ergeben sich zentrale Innovationsfelder, die für die nächste Generation von Luftfahrtsystemen maßgeblich sind.
Neben diesen technologischen Kernfeldern sind auch regulatorische Rahmenbedingungen, Normenentwicklung und Zertifizierungsprozesse wichtige Einflussfaktoren für die Luftfahrt-Systemforschung. Die enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschungseinrichtungen und der Politik ist entscheidend, um Innovationen schnell und sicher in die Praxis zu überführen. Auch die Berücksichtigung von Lebenszykluskosten und Nachhaltigkeitsbewertungen (inklusive Recycling und Materialeffizienz) spielt eine zentrale Rolle. Den Luftfahrtsystemen kommt eine zentrale Bedeutung bei der Transformation der Luftfahrt zu. Die Erforschung und Entwicklung innovativer Technology Bricks ermöglichen es, den wachsenden Anforderungen an Effizienz, Umweltverträglichkeit und Sicherheit gerecht zu werden. Nur durch gezielte und interdisziplinäre Handlungsfelder kann Deutschland als Technologiestandort im internationalen Wettbewerb seine führende Rolle behaupten und nachhaltige Lösungen für die Luftfahrt der Zukunft bereitstellen.
Für den Themenbereich Flugzeugsysteme wurden einzelne Technologiebausteine definiert, die den aktuellen Forschungsbedarf bis 2060 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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