Strategie und Programm unserer Luftfahrtforschung
Bei der Gestaltung des Lufttransportsystems setzen wir den Fokus auf Wettbewerbsfähigkeit, Klimaverträglichkeit, Souveränität und Sicherheit. Im Hinblick auf System-Bewertungsfähigkeit sowie auf den kontinuierlichen Austausch mit Industrie, Mittelstand, Hochschulen und öffentlichen Interessenvertretern verstehen wir uns als erster Ansprechpartner – im Dienst der Gesellschaft und zur Stärkung des Wirtschaftsstandortes Deutschland und Europa.
Die Luftfahrt ist ein fester Bestandteil unseres gesellschaftlichen Lebens und unserer globalen Mobilität. Sie trägt zum Austausch der Kulturen bei, ist fester Bestandteil des globalen Wirtschaftshandels und fördert unseren Wohlstand. Das Luftverkehrssystem ist Rückgrat der heutigen Logistik der globalen Agrar-, Industrie- und Dienstleistungswirtschaft durch eine flexible, zuverlässige und konkurrenzlos schnelle Transportleistung. Die Luftfahrt schafft weltweit für rund 86 Millionen Menschen Arbeitsplätze mit einer breiten Palette von hochwertigen Qualifikationen.
Herausforderungen
Der weltweite Luftverkehr ist in den letzten Jahrzehnten exponentiell gewachsen mit einer Verdopplung etwa alle 15 Jahre. Diese Entwicklung wird auch für die Zukunft erwartet. Der Weg zur digitalen Auslegung, Qualifizierung und Zertifizierung luftfahrttechnischer Aufgaben sowie Themen wie künstliche Intelligenz, zunehmende Elektrifizierung und Automatisierung sind Herausforderung und Chance zugleich.
Zusätzlich erhöht die geopolitische Lage – insbesondere die stetig zunehmenden Cyberangriffe auf alle Teile des Luftverkehrssystems – die Komplexität und erfordert widerstandsfähige technische Lösungen und Prozesse auf höchstem Sicherheitsniveau.
Eine weitere übergreifende Herausforderung für den Luftverkehr liegt im Spannungsfeld von globalen Mobilitätsanforderungen und Umweltschutzzielen. Daraus ergeben sich drastische Anforderungen an Forschung und Entwicklung, den Klima-Fußabdrucks des gesamten Luftverkehrssystems umfassend zu reduzieren.
Ziele unserer Luftfahrtforschung
Wir bewerten Luftfahrttechnologien auf Gesamtsystem-Ebene: neue Technologien, Verfahren, Prozesse und Produktionsmethoden über den ganzen Lebenszyklus. Dadurch unterstützen wir die ökologische und ökonomische Transformation der Luftfahrt. Wir entwickeln Lösungen für Einzeltechnologien über komplette Luftfahrzeuge bis hin zur Architektur eines automatisierten Lufttransportsystems. Dabei denken wir technologische wie gesellschaftliche Auswirkungen im Sinne der Akzeptanz für diese neuen Mobilitätsformen von Anfang an mit.
Durch Entwicklung von Entwurfswerkzeugen und -fähigkeiten sorgen wir dafür, dass die nationale Bewertungs- und Analysefähigkeit für die Luftfahrt auf Basis höchster Forschungsstandards jederzeit gegeben ist. Dies gilt auch für die Sicherheits- und Verteidigungsforschung. Hiermit sichern wir den nationalen Zugriff auf die Kernfähigkeiten der wehrtechnischen Luftfahrt und die Wettbewerbsfähigkeit der nationalen Luftfahrtindustrie.
Unsere Luftfahrtstrategie legt die mittel- bis langfristigen Forschungsziele für eine klimaverträgliche und sichere Luftfahrt bis zur zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts fest. Sie steht dabei im Einklang mit dem europäischen Green Industrial Deal und der damit verbundenen strategischen Forschungsagenda (SRIA). Konkrete Maßnahmen und Empfehlungen dieser Strategie finden sich in unserem Luftfahrtprogramm und im zugehörigen Forschungsportfolio wieder.
Aktuell umfasst unser Luftfahrtforschungsprogramm diese übergeordneten Themen:
Emissionsarme Luftfahrtantriebe
Effizientere Antriebe senken den Verbrauch knapper und teurer nachhaltiger Brennstoffe und die Emissionen. Das Ziel emissionsarmer Antriebstechnologien ist es, Luftfahrtantriebe vom derzeit bereits sehr hohen technologischen Stand bis zum Jahr 2050 für die Nutzung von nachhaltigen Brennstoffen zu entwickeln. Zusätzlich wird eine weitere Verringerung des Brennstoffverbrauches von circa 25 Prozent angestrebt. Für die Entwicklung emissionsarmer Luftfahrtantriebe stellt die gelungene Kombination aus hoher Leistungsdichte, einer hoch- effizienten Systemarchitektur und Flugzeugintegration die besondere Herausforderung dar.
Energieeffizientes Flugzeug
Ziel des energieeffizienten Flugzeugs ist es, den Energiebedarf bis 2050 um bis zu 50 Prozent zu senken. Dies kann nach aktuellen Erkenntnissen über eine Reduktion des aerodynamischen Widerstandes um 40 Prozent, beispielsweise durch deutliche Erhöhung der Flügelstreckung und dem Erzielen hydraulisch glatter Oberflächen, sowie einer Reduktion des Gesamtgewichts um 10 Prozent durch baugruppenübergreifenden Systemleichtbau erreicht werden.
Lufttransportsystem
Klimawirkungsoptimierte Flugtrajektorien versprechen insbesondere auf der Mittel- und Langstrecke eine deutliche Reduktion des Luftfahrtanteils an der Klimaerwärmung (CO2- und Nicht-CO2-Effekte). Ein leistungsfähiges und emissionsreduziertes Lufttransportsystem integriert neuartige Flugzeugkonfigurationen und kann durch klimaoptimierte Routenführung mehr als 35 Prozent der Klimawirkung über die Minimierung der Nicht-CO2-Effekte reduzieren. Neben politischen Rahmenbedingungen und der Einführung technischer Neuerungen bedarf es hierzu einer erhöhten Automatisierung und Standardisierung im Flugzeug, im Luftverkehrsmanagement und in der Flugführung.
Digitalisierung
Durch Digitalisierung der Entwicklung und der Zulassung kann die Innovationsgeschwindigkeit um den Faktor zwei beschleunigt und eine schnellere Marktverfügbarkeit neuer Technologien ermöglicht werden. Die durchgängige Digitalisierung von Entwurf, Produktion und Betrieb ermöglicht die signifikante Reduzierung von Entwicklungskosten und -risiken sowie die Optimierung des Gesamtsystems Luftfahrt bezüglich seiner Klimawirkung und Wirtschaftlichkeit.
Unbemanntes Fliegen
Unbemannte Luftfahrtsysteme (UAS) zeichnen sich durch eine stetig wachsende Bedeutung für Gesellschaft und Forschung aus und stellen einen wesentlichen Teilbereich unserer Luftfahrtforschung dar. Wir leisten wesentliche Beiträge zum gesamten Anwendungsspektrum des unbemannten Fliegens und entwickeln Technologielösungen, Methoden und Prozesse von Einzeltechnologien über komplette Luftfahrzeuge bis hin zur Architektur eines automatisierten Lufttransportsystems inklusive dessen Auswirkungen und Akzeptanz.