Entwicklung eines mit Wasserstoff betriebenen Kurz- bis Mittelstreckenflugzeugs

NA­SA/DLR Ae­ro­nau­ti­cal De­sign Chal­len­ge 2021

DLR-Entwurf eines Wasserstoffflugzeugs
DLR-Ent­wurf ei­nes Was­ser­stoff­flug­zeugs
Bild 1/2, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

DLR-Entwurf eines Wasserstoffflugzeugs

DLR-Ent­wurf ei­nes mit Was­ser­stoff be­trie­be­nen Flug­zeugs
DLR-Entwurf eines Wasserstoffflugzeugs
DLR-Ent­wurf ei­nes Was­ser­stoff­flug­zeugs
Bild 2/2, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

DLR-Entwurf eines Wasserstoffflugzeugs

DLR-Ent­wurf ei­nes mit Was­ser­stoff be­trie­be­nen Flug­zeugs.

Als Student/in mit eigenen Ideen die Luftfahrttechnik in neue Bahnen lenken. Entwürfe für effiziente, emissionsarme und möglichst klima-neutrale Kurz- bis Mittelstreckenflugzeuge konzipieren, die mit Wasserstoff betrieben werden. Das ist die Herausforderung, die das DLR Studierenden in Deutschland stellt.

Die Luftfahrt steht in den kommenden Jahren vor enormen ökonomischen und ökologischen Herausforderungen, die innovative und nachhaltige Ideen und Ansätze erfordert. In Zusammenarbeit mit der amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde (NASA) lädt das Deutsche Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Studentinnen und Studenten dazu ein, ein mit Wasserstoff betriebenes Kurz- bis Mittelstreckenflugzeug für 150 Passagiere unter Berücksichtigung der Atmosphärenwirkung inklusive einer Gesamtenergiebetrachtung zu entwickeln. Vor dem Hintergrund des „Green Deals“ in der EU und den Luftfahrt- sowie Wasserstoffstrategien der Bundesregierung sollen sich die Entwürfe tiefgehend mit den aktuellen anspruchsvollen Fragestellungen im Flugzeugentwurf auseinandersetzen, um dadurch mit eigenen Ideen und Visionen die Luftfahrttechnik der Zukunft zu gestalten. Revolutionär neue Ideen sind gefragt. Gebe den Anstoß und reiche Dein Konzept ein!

Die Aufgabe stellt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Studierenden in Deutschland. Interessierte Studierende können sich über Ihre universitären Betreuer/innen bis zum 28. Februar 2021 für den Wettbewerb anmelden. In der virtuellen Auftaktveranstaltung im März 2021 wird allen Teams die diesjährige Aufgabe präsentiert und der Hintergrund der Aufgabenstellung nähergebracht. Anschließend haben sie bis zum 18. Juli 2021 Zeit, ihre Flugzeugkonzepte und ganzheitliche Betrachtung auszuarbeiten. Diese werden in einer gemeinsamen Abschlussveranstaltung (virtuell oder Präsenz, falls es die Corona-Situation erlauben sollte) dem DLR vorgestellt und das Siegerteam von einer Jury gekürt. Die Jury setzt sich aus Prof. Rolf Henke und den Institutsdirektoren des DLR-Forschungsbereichs Luftfahrt zusammen. Sofern es die Corona-Situation und Regelungen erlauben sollten, werden alle prämierten Teams darüber hinaus ihre Entwürfe auf dem DLRK 2021 der nationalen Luftfahrtforschung präsentieren können. Zusätzlich wird geplant, dem deutschen Gewinnerteam die Möglichkeit zu geben, ihren Entwurf auf einem Design Challenge Symposium der NASA vorzustellen, falls ein Symposium trotz der Corona-Situation stattfinden sollte.

Die NASA/DLR Design Challenge 2021 wird mit folgender Herausforderung ausgeschrieben:

Entwicklung eines mit Wasserstoff betriebenen Kurz- bis Mittelstreckenflugzeugs für 150 Passagiere unter Berücksichtigung der Atmosphärenwirkung und inklusive einer Gesamtenergiebetrachtung.

Entwurfsvorgaben

  • Alle dargestellten kritischen Systeme müssen redundant ausgelegt sein;
  • Es soll Wasserstoff als Treibstoff (Verbrennung oder/und Brennstoffzelle) verwendet werden. Akkumulatoren dürfen zur Unterstützung verwendet werden;
  • Von Seiten des DLR wird eine Antriebscharakteristik zur Verfügung gestellt.
Passagieranzahl150
Passagiergewicht80 kg pro PAX und 25 kg Gepäck
Take-Off Field Length (TOFL)<=2000m
Crew80 kg (Cockpit und Kabine)
Cruise SpeedMa = 0.7
Approach Speed<=130 Kts
Reichweite>=2000km
Diversion Range200 NM
Flughöhe>=3000m
Entry into service (EIS)2035
TreibstoffH2 / LH2
Design Missionen

1) 600 km, optimiert auf geringsten Klimaeinfluss

2) 2000 km, optimiert auf geringsten Klimaeinfluss und maximale Wirtschaftlichkeit

Weitere Infos zur Aufgabenstellung

 

Jury

Die Jury wählt basierend auf unabhängigen Gutachten die Preisträger aus.

  • Vorsitz: Prof. Rolf Henke
  • Jurymitglieder: Institutsdirektoren aus dem DLR-Forschungsbereich Luftfahrt

Termine

1. Februar 2021Voröffentlichung der Aufgabenstellung
Bis zum 28. Februar 2021Anmeldungen über den betreuenden Lehrstuhl per E-Mail
18. März 2021Kick-off-Meeting, virtuell
April oder Mai 2021Q&A-Session zur Beantwortung von Fragen zur Aufgabenstellung, virtuell
Abgabe 18. Juli 2021Erstellung der max. 25-seitigen Wettbewerbsberichte in Englisch (Inhalte der eigenen Bachelor- und Masterarbeiten dürfen enthalten sein)
Ende AugustAbschluss-Meeting voraussichtlich im DLR, Präsentation der Arbeiten und Bekanntgabe des Siegerteams; virtuell oder als Präsenzveranstaltung (vorb. der Corona-Situation)
31. August bis 02. September 2021Präsentation prämierter Arbeiten auf dem Deutschen Luft- und Raumfahrtkongress in Bremen (vorb. der Corona-Situation)
September / Oktober 2021Teilnahme des Siegerteams am Design Challenge Symposium der NASA (vorb. der Corona-Situation)

NASA/DLR Aeronautical Design Challenge

Seit 2017 schreibt das DLR in Kooperation mit der NASA einen Flugzeugvorentwurfswettbewerb für Studierende aus. Mit diesen Flugzeugentwürfen sollen die Studierenden Flugzeuge der Zukunft entwerfen, die aktuelle Fragen der Luftfahrt beantworten. Bei allen Entwürfen zählt ein in sich schlüssiges Gesamtkonzept, wobei in jedem Jahr das Hauptaugenmerk auf ein anderes wichtiges Thema gesetzt worden ist.

Kontakt
  • Alexander Zakrzewski
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Ae­ro­dy­na­mik und Strö­mungs­tech­nik
    Trans­port­flug­zeu­ge
    Lilienthalplatz 7
    38108 Braunschweig
    Kontaktieren
  • Fabian Lange
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Ae­ro­dy­na­mik und Strö­mungs­tech­nik
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    Lilienthalplatz 7
    38108 Braunschweig
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