24. März 2020
Modulare Kabinenkonzepte

Digitalisierung der Flugzeugkabine ermöglicht Innovationen für den Passagier von morgen

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Luftfahrt
Die virtuelle Flugzeugkabine
Die virtuelle Flugzeugkabine
Bild 1/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Die virtuelle Flugzeugkabine

Die virtuelle Flugzeugkabine verknüpft Geometrie und alle Daten miteinander zur Darstellung und Bewertung innovativer Kabinendesigns.
InDiCaD: Effiziente Nutzungsräume
Effiziente Nutzungsräume
Bild 2/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Effiziente Nutzungsräume

Individuelle Kabinenkonzepte für zukünftige agile und effiziente Nutzungsräume im gesamten Flugzeugrumpf (hier Schlafkabinen im Unterflurbereich)
InDiCaD: Rekonfigurierbare Kabinen-Module
Rekonfigurierbare Kabinen-Module
Bild 3/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Rekonfigurierbare Kabinen-Module

Technologische Innovationen in rekonfigurierbaren Kabinen-Modulen ermöglichen eine agile und flexible Anpassung an den zukünftigen Bedarf der Fluggesellschaften.
InDiCaD: Modulare Kabinenkonzepte
Modulare Kabinenkonzepte
Bild 4/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Modulare Kabinenkonzepte

Modulare Kabinenkonzepte bieten neue individuelle Lösungen für die Passagieranforderungen der Zukunft.
InDiCaD: Rumpfbauweisen zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen von morgen
Rumpfbauweisen zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen von morgen
Bild 5/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Rumpfbauweisen zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen von morgen

InDiCaD erforscht Rumpfbauweisen zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen von morgen: Damit ergeben sich neue Nutzungsmöglichkeiten im Unterflurbereich für zusätzliche Passagiere und Luftfracht
  • DLR startet Projekt zur digitalen Verknüpfung von Design und Auslegung von Kabinen-Konzepten.
  • Radikal neuer Forschungsansatz stellt die Kabinen-Entwürfe in den Mittelpunkt der Flugzeugentwicklung.
  • Wissenschaftler entwickeln revolutionäre Designlösungen zur effizienten Nutzung des gesamten Rumpfvolumens von Flugzeugen.
  • Schwerpunkte: Luftfahrt, Digitalisierung

Die Luftfahrtforschung rückt die Digitalisierung der Flugzeugkabine stärker in den Fokus: Sich verändernde Anforderungen zukünftiger Passagiere und divergierende Trends im globalen Luftverkehrsmarkt erfordern neue und agile Kabinendesigns und Rumpfkonzepte. Das jetzt angelaufene Forschungsprojekt InDiCaD (Innovative Digital Cabin Design) schafft technische Grundlagen, um Design und Auslegung von Kabinen- und Rumpfkonzepten digital direkt zu verknüpfen. Zugleich wird eine Vielzahl technologischer Innovationen und rekonfigurierbarer Module in Kabinen-Konzepten integriert, um die agile und effiziente Ausnutzung des gesamten Flugzeugrumpfes zu ermöglichen, darunter Möglichkeiten zur Nutzung des bisher größtenteils der Fracht vorbehaltenen Unterflurbereichs. Schließlich sollen Verbesserungen der Umweltverträglichkeit sowie für das individuelle Wohlbefinden vorangetrieben werden. Bisherige DLR-Forschungsarbeiten zur Flugzeugkabine, wie beispielsweise im Bereich Sicherheitsanforderungen, fließen in das InDiCaD-Projekt ein.

Digitale Kette entwickeln

"Der Forschungsansatz von InDiCaD ist dabei ein anderer als in der Luftfahrtforschung üblich", sagt Christian Hesse vom Hamburger DLR-Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt. "Bisher wurde beim Kabinendesign vom gesamten Flugzeug als Basis ausgegangen, nun drehen wir die Perspektive um und denken das Design von der Kabine aus." Konzepte und Entwürfe für den Passagierbereich eines Flugzeugs sollen im Projekt zuerst entstehen und dann im Ganzen oder als Module an neue Flugzeuge angepasst werden. Gegebenenfalls wird künftig sogar das gesamte Flugzeug an neue Kabinendesigns ausgerichtet. Ermöglicht wird dies durch die komplette digitale Durchgängigkeit zwischen Design und Auslegung, wodurch neue Entwürfe flexibel auf die zukünftigen Anforderungen im Rechner angepasst werden können.

Eine Datenbank für vielfältige Kabinendesigns

In InDiCaD werden die technologischen Voraussetzungen geschaffen, dass schon früh in der Entwicklungsphase Anforderungen in Kabinendesign-Konzepte einfließen können. "Dafür entwickeln wir digitale Methoden, um die Kabine als Virtuelles Produkt vollständig darzustellen und ihre jeweiligen Potentiale zu bewerten", erläutert Frank Meller, Leiter der Abteilung Kabine und Nutzlastsysteme im DLR-Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt. "Eine digitale Informationskette vom Design bis zur Produktion sowie deren Demonstration und Realisierbarkeit im operationellen Einsatz ist eines unserer zentralen Ziele im Projekt InDiCaD." Die Institute für Luft- und Raumfahrtmedizin, Flughafenwesen und Luftverkehr, Flugsystemtechnik, Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Bauweisen und Strukturtechnologie, Werkstoff-Forschung und Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung tragen ihr Knowhow – beispielsweise über neue Materialien sowie über Kabinen- und Rumpftechnologien – in diesem Projekt zusammen. Am Ende des Projektes 2022 wird eine Datenbank mit verschiedenen Kabinendesigns zur Verfügung stehen.

Schlafen unter Deck

Ganz neue Nutzungsmöglichkeiten werden im Rahmen der Weiterentwicklung von Rumpfkonzepten denkbar. Künftig wollen Fluggesellschaften beispielsweise die Unterflurbereiche im Rumpf für die Luftfracht und für den Transport von zusätzlichen Passagieren flexibel nutzen. "Dafür entwickeln wir in den kommenden Jahren neue Designlösungen", unterstreicht Hesse. "Solch unkonventionelle Ansätze werden bei InDiCaD erst durch die digitale Verknüpfung von Design und Auslegung möglich." Auch die geschickte Verteilung der Passagiere über zwei Ebenen im oberen Bereich des Flugzeugrumpfs gehen die Forschenden im Projekt an.

Im Rahmen des ganzheitlichen Designs werden viele relevante Aspekte wie das Boarding direkt mit einbezogen: Etwa die Standzeit von Flugzeugen am Boden, die einen großen Einfluss auf ihre Wirtschaftlichkeit hat. Es kann beispielsweise untersucht werden, wie sich Turnaroundzeiten und Fluggastwechsel im Kabinenkonzept darstellen und welche Möglichkeiten der Designanpassung damit verbunden sind. Das trägt auch den Flugpassagieren Rechnung, für die neben dem Komfort in der Kabine auch die Ein- und Ausstiegszeiten am Flughafen bei der Beurteilung von Luftfahrtgesellschaften eine elementare Rolle spielen.

Veränderte Kabinenakustik bei emissionsarmen Antrieben erforschen

Des Weiteren befasst sich InDiCaD mit neuen Lösungsansätzen für die Verminderung von Kabinenlärm: Neue Triebwerke, die Treibstoffverbrauch und Abgasemissionen reduzieren, erfordern unter Umständen neue technische Lösungen für das Rumpf- und Kabinendesign. Die Kabinenakustik von Triebwerken mit extrem hohem Nebenstromverhältnis oder auch gegenläufigen, offenen Propellern ist beispielsweise noch nahezu unerforscht. Zur Lösung der zu erwartenden Akustikprobleme sollen im Projekt aktive und passive Lärmminderungsverfahren untersucht werden. Dazu zählen die aktive Kontrolle und Unterdrückung von Vibrationspegeln der Kabinenverkleidung sowie der Einsatz von innovativen Aerogel-Werkstoffen.

Kontakt
  • Falk Dambowsky
    Presseredaktion
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

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    Telefon: +49 2203 601-3959
    Linder Höhe
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  • Dr. Ing. Christian Hesse
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt
    Kabine und Nutzlastsysteme
    Telefon: +49 40 2489641-375
    Hein-Saß-Weg 22
    21129 Hamburg
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  • Frank Meller
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
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  • Inga Pabst
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt
    Telefon: +49 40 2489641-397
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