DLR-Beiträge zur Luftfahrt

Mehr zum Thema

Die deutsche Luftfahrtforschung hat eine mehr als hundertjährige Tradition. Bereits 1907 wurde die Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA) in Göttingen gegründet und machte diesen Forschungszweig zum traditionsreichsten im DLR. Was da in den letzten Jahren und auch heute noch geforscht und entwickelt wird, haben wir hier einmal zusammengefasst.

  1. AERODYNAMISCHE TRIEBWERKSINTEGRATION (seit den 1980er Jahren):
    Wie werden Triebwerke am besten an den Tragflächen angebracht und wie wirken sie sich auf die Aerodynamik des Flugzeugs aus? Diese Fragen werden in Windkanälen und auch mittels Software auf Hochleistungsrechnern untersucht.
     
  2. NUMERISCHE STRÖMUNGSSIMULATION (seit den 1980er Jahren)
    Mit spezieller Software werden auf Superrechnern die Flugeigenschaften eines neuen Flugzeugtyps untersucht. Lange vor dem Bau eines Prototypen weiß man dadurch schon, ob man noch Einzelheiten an den Entwürfen verbessern muss. Es ist fast so, als ob man schon zum Testflug starten kann, bevor der Flieger überhaupt gebaut wurde.
     
  3. WIRKUNGSREDUKTION VON TURBULENZEN, BÖEN UND WIRBELSCHLEPPEN (seit den 1980er Jahren)
    Windböen und Turbulenzen können für Flugzeuge gefährlich werden. Das gilt auch für sogenannte Wirbelschleppen. Dabei handelt es sich um Luftwirbel, die durch vorausfliegende Flugzeuge entstehen und die folgende Maschine sogar ins Trudeln bringen können. Automatisierte Systeme helfen den Piloten, diese Probleme auszugleichen.
     
  4. NUMERISCHE AEROAKUSTIK (seit den 1990er Jahren)
    Bei Fahrzeugen machen nicht nur die Motoren Lärm, sondern zum Beispiel auch die Reifen. Bei Flugzeugen ist das ähnlich: Nicht nur die Triebwerke erzeugen Krach, auch der durch Umströmung des Luftfahrzeuges erzeugte Lärm muss vermindert werden. Mit Rechnersimulationen werden die Schallquellen ausfindig gemacht und Gegenmaßnahmen entwickelt.
     
  5. FLÜGELENDFORMEN (seit den 1970er Jahren)
    Am Ende der Tragflächen sieht man oft sogenannte Winglets: Hier macht der Flügel einen Knick nach oben. Diese gebogene Form der Flügelspitzen verbessert die Flugeigenschaften und hilft so, Treibstoff zu sparen. Daran wurde und wird permanent weitergeforscht.
     
  6. HOCHAUFTRIEBSSYSTEME (seit den 1960er Jahren)
    Hochauftriebshilfen – das sind die Klappen, die bei Start und Landung an den Tragflächen ausgefahren werden. Sie sorgen dafür, dass große Flugzeuge auch bei geringen Fluggeschwindigkeiten in der Luft bleiben. Damit die Strömung dabei optimal ist, müssen diese Klappen die bestmögliche Form haben.
     
  7. STANDSCHWINGUNGSVERSUCHE (seit den 1960er Jahren)
    Flugzeuge sind stabil, aber sie sind nicht „starr“. Sonst würden sie bei einer Landung zerbrechen, als ob sie aus Glas wären. Vielmehr schwingen einzelne Elemente wie die Flügel je nach Belastung auf und ab (was man von einem Fensterplatz aus manchmal gut sehen kann). Aber natürlich darf die „Elastizität“ auch nicht zu weit gehen. Das alles muss gründlich getestet werden, bevor ein neuer Flugzeugtyp die Zulassung zur Serienfertigung erhält und fliegen darf.
     
  8. LÄRMMINDERUNG (seit den 1980er Jahren)
    Den Fluglärm senken – das ist eines der großen Ziele der Luftfahrt-Forschung. Viel wurde da schon erreicht, aber weitere Anstrengungen sind nötig. So werden unter anderem neue Anflugverfahren erprobt, bei denen die Maschinen erst später den Sinkflug beginnen. Dadurch sind in der Umgebung eines Flughafens weniger Anwohner betroffen.
     
  9. EMISSIONSARME BRENNKAMMERN (seit den 1990er Jahren)
    Eine der großen Fragen der Luftfahrt lautet: Wie kann man dafür sorgen, dass Flugzeuge weniger Abgase ausstoßen? Ganz entscheidend ist es dafür, die Abläufe in den Brennkammern der Triebwerke weiter zu verbessern – denn dort entstehen Stickoxide, CO2 und Ruß. Dazu werden unter anderem an großen Prüfständen umfangreiche Tests durchgeführt. Außerdem machen die Entwicklungsarbeiten für das sogenannte „elektrische Fliegen“ mit Batterien bzw. Brennstoffzellen immer mehr Fortschritte.
     
  10. LÄRMARME TRIEBWERKE (seit den 1990er Jahren)
    Triebwerke müssen noch leiser werden. Dazu untersucht man die Schallentstehung und entwickelt Gegenmaßnahmen. Hierzu werden viele Mikrofone um das Triebwerk herum platziert und der jeweilige Lärm wird gemessen. Die Ergebnisse werden anschließend ausgewertet.
     
  11. STRÖMUNGSMECHANIK IN TURBOMASCHINEN (seit den 1980er Jahren)
    Hochleistungsrechner und die entsprechende Software sind heutzutage wichtige „Werkzeuge“ für den Entwurf neuer Flugzeuge. Die Verfahren dienen auch dazu, die Vorgänge im Inneren eines Triebwerks zu simulieren und zu verbessern. Eine Forschungseinrichtung wie das DLR ist daher einer der größten Entwickler von entsprechender Spezialsoftware des Landes.
     
  12. ALTERNATIVE KRAFTSTOFFE (seit 2007)
    Biosprit, synthetisches Flugbenzin: Alternative Treibstoffe können dazu beitragen, die Abgase weiter zu senken. Allein schon aus Sicherheitsgründen muss ihr Einsatz aber vorher in vielen Testflügen erprobt werden.
     
  13. ROLLVERKEHRSMANAGEMENT (seit den 1990er Jahren)
    Flugzeuge fliegen nicht nur, sie rollen auch vor Start und nach Landung. Damit es dabei reibungslos und unfallfrei zugeht, werden für die Towerlotsen entsprechende Unterstützungs- und Planungssysteme entwickelt.
     
  14. VERBUNDWERKSTOFF-TECHNOLOGIE (seit den 1980er Jahren)
    Die Materialien, aus denen moderne Flugzeuge bestehen, sollen möglichst leicht und zugleich belastbar und stabil sein. Die Verfahren zur Herstellung dieser Werkstoffe (meist sogenannter CFK-Bauteile) müssen höchste Qualität garantieren und auch möglichst preiswert sein.
     
  15. FLUGZEUG-ENERGIESYSTEME (seit den 2000er Jahren)
    Viele Systeme an Bord benötigen Energie – von der Klimaanlage über die Beleuchtung bis zum Ofen, der das Essen erwärmt. An Batterien und Brennstoffzellen sowie dem gesamten „Energie-Management“ wird aktuell geforscht.
     
  16. PILOTENASSISTENZ GATE-TO-GATE (seit den 1960er Jahren)
    Piloten werden von einer ganzen Reihe von Assistenzsystemen unterstützt. Sie helfen bei der Flugplanung und beim Rollen am Boden. Dies ist vor allem bei schlechter Sicht wichtig. Die Leistungsfähigkeit dieser Systeme wird ständig weiterentwickelt. Dabei spielt auch die Kommunikation mit den Fluglotsen eine große Rolle.
     
  17. PILOTENAUSWAHL (seit den 1950er Jahren)
    Piloten und Lotsen tragen viel Verantwortung. Welche Bewerber für diese Berufe geeignet sind und eine Ausbildung beginnen dürfen, wird zunächst in Leistungstests geprüft. Sie werden unter anderem von Psychologen und Medizinern entwickelt und durchgeführt.
     
  18. AN- UND ABFLUGMANAGEMENT (seit den 1980er Jahren)
    Fluglotsen werden – wie Piloten – durch Assistenzsysteme unterstützt. Die Anzeigen schlagen den Lotsen zum Beispiel die beste Reihenfolge vor, in der die Maschinen starten und landen sollen. Die Verfahren werden in großen Simulationsanlagen getestet, die so etwas wie ein „Test-Tower“ sind. Erst dann werden die Systeme in den echten Tower übernommen.
     
  19. GANZHEITLICHES FLUGHAFENMANAGEMENT (seit den 2000er Jahren)
    Starts und Landungen sind längst nicht alles, was an einem Flughafen passiert. Da wird Fracht ein- und ausgeladen, Tankfahrzeuge und Busse sind auf dem Vorfeld unterwegs, Passagiere checken ein, müssen durch die Sicherheitsschleusen zum Gate, und viele Mitarbeiter sind ebenfalls im Gebäude. Das alles muss gut organisiert sein. Im sogenannten „Total Airport Management“ werden die vielen Abläufe bestmöglich aufeinander abgestimmt.
     
  20. SATELLITENBASIERTES PRÄZISIONSLANDESYSTEM (seit 2008)
    Mit einem Navi ist heutzutage fast jedes Auto ausgestattet. Doch für die Luftfahrt sind die GPS-Daten nicht genau genug. Deshalb werden Ergänzungssysteme eingesetzt, bei denen mehrere Bodenstationen zusätzlich Funksignale aussenden. Besonders wichtig ist das bei schlechter Sicht. Mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit dieser Systeme – und auch mit ganz neuen Entwicklungen – beschäftigt sich die aktuelle Forschung.