Der Entwurf moderner Flugzeuge ist eine komplexe Aufgabe, die technische, wirtschaftliche und ökologische Anforderungen vereint. Traditionell erfolgte die Entwicklung in disziplinär getrennten Arbeitsbereichen. Mit zunehmendem Innovationsdruck, insbesondere im Hinblick auf Klimaziele, Effizienz und neue Antriebskonzepte, hat sich der Fokus in Richtung eines integrierten, multidisziplinären Flugzeugentwurfs verschoben.
Ziel bis 2035:
Ziel bis 2045:
Reduktion der Entwicklungszeit neuer Flugzeugentwürfe im Bereich von mehreren Monaten
Das Ziel des multidisziplinären Flugzeugentwurfs ist es eine optimale Lösung hinsichtlich eines effizienten Gesamtsystems zu erzielen. Dabei sollen die Anforderungen der einzelnen Fachdisziplinen unter Berücksichtigung von Randbedingungen erfüllt werden. Die Technologie soll dazu beitragen den Flugzeugentwurfsprozess zu beschleunigen und effizientere Gesamtentwürfe zu erstellen.
Der multidisziplinäre Flugzeugentwurf basiert auf der gleichzeitigen Berücksichtigung und Kopplung mehrerer Fachdisziplinen, um Gesamtsystemoptimierungen zu ermöglichen. Wichtige Elemente sind dabei mathematische Optimierungsverfahren, die Zielkonflikte zwischen Disziplinen automatisiert ausgleichen. Integrierte Plattformen wie Model-Based Systems Engineering (MBSE) oder digitale Zwillinge ermöglichen die frühzeitige Verknüpfung von Simulation, Analyse und Datenmanagement. Durch Simulation und Parametrisierung werden Wechselwirkungen systematisch berücksichtigt.
Multidisziplinäre Entwurfsmethoden finden in allen Phasen der Flugzeugentwicklung Anwendung – von der Konzeptfindung über Vorentwurf und Detailkonstruktion bis hin zur Zertifizierung. Besonders relevant ist die Technologie bei der Integration disruptiver Technologien wie z.B. hybrid-elektrische oder wasserstoffbasierte Antriebe, deren Einfluss sich nur im Gesamtsystem bewerten lässt.
Neuartige Konfigurationen wie Blended Wing Body, Open Rotor oder Boxwing-Designs, bei denen traditionelle Entwurfsansätze an ihre Grenzen stoßen, können mit der Technologie bewertet und effizient ausgelegt werden. Anhand von Nachhaltigkeitsbewertungen können die ökologischen Kenngrößen wie Lärm, Emissionen oder Energieverbrauch als gleichberechtigte Optimierungsziele integriert werden.
Der multidisziplinäre Entwurf gilt als Schlüsselinstrument der Luftfahrtforschung für die nächste Generation effizienter, klimafreundlicher Flugzeuge. Der Fokus wird auf neuen Methoden zur Disziplinintegration, auf automatisierte Entwurfsprozesse sowie auf Virtualisierung zur Verkürzung von Entwicklungszyklen liegen. Themen wie Digitale Entwurfsumgebung und die Nutzung von KI zur Analyse von Strömungsfeldern, Druckverläufen und Flugleistung sind relevante Punkte für die kommenden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.
Der multidisziplinäre Flugzeugentwurf stellt einen Wechsel in der Luftfahrtsystementwicklung dar. Durch die Integration vielfältiger Disziplinen in einem konsistenten Entwurfsprozess lassen sich technologische Innovationen schneller, effizienter und mit höherer Systemqualität umsetzen. Die Technologie wird damit zu einem zentralen Baustein auf dem Weg zu einer nachhaltigen und wettbewerbsfähigen Luftfahrt der Zukunft.
