Neben den spezialisierten technologischen Fortschritten in den einzelnen Systembereichen gibt es zentrale Querschnittsthemen, die den Erfolg der gesamten Neuausrichtung des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo maßgeblich prägen. Diese übergreifenden Aspekte durchdringen alle Technologiebricks und bilden die unverzichtbare Basis für eine effiziente Entwicklung, Fertigung, Zulassung und den sicheren Betrieb zukünftiger Flugzeuge. Dabei stehen Themen wie Nachhaltigkeit, Kostenreduktion, Prozessoptimierung und der gesamte Lebenszyklus eines Luftfahrzeugs im Fokus.
Ziel bis 2040:
Das Hauptziel der Querschnittsthemen ist die Etablierung eines harmonisierten, dualen Entwicklungsprozesses, der virtuelle und physische Erprobungsumgebungen eng miteinander verzahnt. So sollen neue, zuverlässige und validierte Gesamtflugzeugsysteme schneller und effizienter realisiert werden. Wesentliche Forschungsfelder sind dabei KI-basierte Sensor- und Regelungskonzepte, die eine Echtzeitüberwachung sowie eine belastungsabhängige Anpassung der Systeme ermöglichen. Dadurch lassen sich Energiebedarf und Wartungsaufwand nachhaltig reduzieren. Gleichzeitig gilt es, die simulationsbasierte Zulassung weiterzuentwickeln und ergänzende Werkzeuge zur Bewertung von Wartung, Akustiksignatur und Lebenszyklusanalyse zu schaffen.
Die technologischen Grundlagen der Querschnittsthemen sind breit gefächert und umfassen Schlüsselinnovationen aus verschiedensten Bereichen. Dazu zählen Fertigungstechnologien für Hochvolumenprogramme, mit Fokus auf der kosteneffizienten und nachhaltigen Herstellung von Flugzeug-Elektronikkomponenten sowie Systembauteilen. Strukturintegrierte Elektronik und umweltfreundliche Beschichtungen spielen dabei eine immer wichtigere Rolle. Die additive Fertigung ermöglicht die wirtschaftliche Produktion komplexer, leichter Bauteile mit hohem Integrationsgrad. Moderne Entwicklungsprozesse wie Model-Based Engineering (MBE) sind essenziell für den Aufbau virtueller Entwicklungsumgebungen und die Optimierung von Design- und Produktionsabläufen. Im Bereich des Vehicle Health Managements (VHM) werden innovative Reparaturverfahren, Lifecycle-Monitoring, Reliability Prediction Modelle und die „Physics of Failure“-Methodik kombiniert. Ergänzend sorgen leistungsfähige Kommunikations- und Datenverarbeitungssysteme für ein effizientes Flottenmanagement. Die Entwicklung multifunktionaler, bauteilübergreifender Strukturen rundet das technologische Fundament ab.
Querschnittsthemen kommen in allen Phasen des Flugzeuglebenszyklus zum Tragen – von der ersten Konzeptphase über Entwicklung und Fertigung bis hin zu Betrieb und Wartung. Simulationsgestützte Zulassungsverfahren schaffen die Voraussetzung, neue energieeffiziente Technologien sicher und schneller in den Flugbetrieb zu integrieren. Energieeffiziente, flexibel anpassbare Kabinen- und Frachtsysteme sind weitere Anwendungsfelder. Das VHM optimiert Wartungsintervalle und steigert die Verfügbarkeit der Flotten erheblich. KI-basierte Sensorik und intelligente Regelungskonzepte ermöglichen eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung und adaptive Systemanpassungen, die den Energie- und Wartungsbedarf deutlich verringern.
Für die Neuausrichtung des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo sind die Querschnittsthemen von zentraler Bedeutung, da sie maßgeblich die Effizienz und Nachhaltigkeit der gesamten Luftfahrtentwicklung beeinflussen. Ein Schwerpunkt liegt auf der Integration moderner Fertigungstechnologien in Hochvolumenprogrammen. Die Weiterentwicklung des VHM – insbesondere durch KI-gestützte prädiktive Wartungsverfahren – ist ein strategischer Kernpunkt. Zudem ist die Stärkung der simulationsbasierten Zulassung entscheidend, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und zugleich höchste Sicherheitsstandards einzuhalten. Die Entwicklung neuer Werkzeuge zur Bewertung von Wartung, Akustik und Lebenszyklus komplettiert die Forschungsagenda.
Die konsequente Berücksichtigung und Weiterentwicklung der Querschnittsthemen sind unerlässlich, um innovative Technologien wirkungsvoll und kosteneffizient in moderne Flugzeugsysteme zu integrieren, Nachhaltigkeit zu fördern und die Sicherheit über den gesamten Lebenszyklus eines Luftfahrzeugs auf höchstem Niveau zu gewährleisten.
