Digitalisierung in der Luft- und Raumfahrt
- Am 12. Juni 2018 fand das Bauweisen-Kolloquium des DLR-Instituts für Bauweisen und Strukturtechnologie statt.
- Rund 70 Vertreter aus Forschung und Industrie tauschten sich zum Thema Digitalisierung in der Luft- und Raumfahrt aus.
- Als Vorreiter der Digitalisierung forscht das DLR zum Beispiel aktuell an Projekten wie virtuelles Flugzeug, digitale Triebwerksentwicklung, 3D-Druck im Satellitenbau oder automatisierten Produktionstechnologien.
- Schwerpunkt(e): Luftfahrt, Raumfahrt, Digitalisierung, Produktionstechnologie
Ob virtuelles Flugzeug, digitale Triebwerksentwicklung, automatisierte Produktionstechnologien oder 3D-Druck im Satellitenbau – als Vorreiter beim Megatrend Digitalisierung forscht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) an Technologien, welche die Luft- und Raumfahrtbranche elementar verändern. Einen Einblick in aktuelle Projekte aus diesen Bereichen gab das Bauweisen-Kolloquium des DLR-Instituts für Bauweisen und Strukturtechnologie, zu dem sich am 12. Juni 2018 rund 70 Vertreter aus Industrie und Forschung in Stuttgart trafen.
"Der Weg in die digitale Welt ist mit einer ganz eigenen Dynamik und neuen Anforderungen verbunden – nicht nur technisch, sondern auch bei Qualifizierung und Ausbildung. Gleichzeitig ist die Digitalisierung eine riesige Chance, die Zukunft der Luftfahrt technologisch zu prägen, und viel Wertschöpfung in Deutschland zu generieren", fasst Institutsdirektor Prof. Heinz Voggenreiter zusammen. Gemeinsam mit dem Zentrum für Leichtbauproduktion (ZLP) am DLR-Standort Augsburg bildet das Stuttgarter Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie die gesamte Prozesskette real wie digital durchgängig ab: vom Werkstoff bis zum Demonstrator und der robotergestützten, automatisierten Produktion. Das DLR will sich zum "Virtuellen Hersteller" in der deutschen Luftfahrt entwickeln. Zusammen mit Drittmittelprojekten sollen dazu rund 300 Millionen Euro in den nächsten Jahren investiert werden und insgesamt etwa 400 Wissenschaftler im DLR an der Thematik forschen.
Alles virtuell: Entwicklung, Test, Zertifizierung
Umfangreiche Berechnungen und Simulationen am Computer sind seit jeher elementar für den Entwurf und die Entwicklung von Flugzeugen. Aufgrund der großen Dimensionen versucht man, soweit möglich auf den Bau und Test von Demonstratoren zu verzichten. Vor diesem Hintergrund arbeiten Forscher des DLR-Instituts für Bauweisen und Strukturtechnologie beispielsweise am "Virtuellen Flugzeug": der hochgenauen numerisch-mathematischen Darstellung von Flugzeugen und Triebwerken. Diese bildet alle physikalischen Eigenschaften, Funktionen, Herstellungs- und Betriebserfordernisse sowie Umweltwirkungen ab. Auch das Testen und Zertifizieren von Strukturen soll in naher Zukunft soweit möglich fast gänzlich am Rechner erfolgen, um Entwicklungszeiten und Kosten für aufwändige Testreihen einzusparen. Hier entwickeln die DLR-Experten die dazu notwendigen numerischen Verfahren und Auslegungswerkzeuge und prüfen sie mittels Experimenten.
Satellitentechnik im Wandel
Satellitenkonstellationen von mehreren hundert baugleichen Satelliten, die einem gemeinsamen Zweck dienen – zum Beispiel aus dem All überall auf der Welt den Zugang zum Internet zu ermöglichen – stellen Hersteller vor ganz neue Herausforderungen: Gemeinsam mit der Universität Stuttgart, der Fraunhofer-Gesellschaft und Industriepartnern forscht das DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie deshalb an wirtschaftlichen Satellitenarchitekturen. Forschungsschwerpunkte sind dabei die Themen 3D-Druck, kostengünstige Elektronik, der Einsatz von Hochleistungskunststoffen und -keramiken sowie Möglichkeit zur gleichzeitigen Entwicklung (concurrent engineering) durch neuartige digitale Vernetzung.
Digitalisierung in der Produktionstechnologie
Ein Schlüsselfaktor in der digitalen Welt sind prozessübergreifende Datenmanagementsysteme, um Technologien und Produkte effizient und interdisziplinär entwickeln und testen zu können. Das Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie hat hierzu bereits umfangreiche Kompetenzen aufgebaut. Das Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie in Augsburg hat mit weiteren DLR-Instituten und Industriepartnern zum Beispiel ein neuartiges Datenmanagementsystem entwickelt, das sämtliche relevanten Prozess- und Umgebungsdaten erfasst sowie retrospektiv und prognostisch auswerten lässt.