Innovative Flugzeugkonfigurationen für elektrifizierte Antriebe
Die Luftfahrt ist vom Luftfahrzeugentwurf über die Produktion bis zum Betrieb digitalisiert. Diese durchgehende Verfügbarkeit aller Daten wird als Digitaler Faden bezeichnet. Das Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt erforscht, wie aus diesen umfangreichen Daten praktisch nutzbares Wissen abgeleitet werden kann, um noch leistungsfähigere, effizientere und sichere Luftfahrtprodukte zu entwerfen.
Mit dem Digitalen Faden werden weite Bereiche der Luftfahrt in Entwurfsprozessen berücksichtigt, so dass in größerem Umfang Synergien genutzt werden können als bisher. Es stehen somit Systeme im Fokus, die sich aus vielen gekoppelten Teilsystemen zusammensetzen (System of Systems Engineering, SoSE). Die Kombination der Teilsysteme wird als Systemarchitektur bezeichnet.
Die Forschung adressiert hierfür das Verbinden der sehr unterschiedlichen Datenquellen und Modelle auf Basis von Graphen und Semantic Web Technologien. Darauf aufbauend werden Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) angewendet, um vorhandene Daten auszuwerten (ML), neue Produkte zu kreieren (KBE) und folgend multidisziplinär zu optimieren (MDO). Ein wesentlicher Forschungsinhalt ist ferner die Digitalisierung des Entwurfsprozesses, in dem dezentrale Teams unterschiedlicher Spezialisten komplexe Softwaresysteme anwenden (Model Based Systems Engineering, MBSE; Virtuelle Realität, VR).
Die Forschungsfelder sind:
Der Entwurf von neuen Flugzeugen für zukünftige Betriebskonzepte und unter Verwendung neuer Technologien erfordert die Optimierung der Architektur dieses gekoppelten Systems. Hierfür erforscht die Abteilung Flugzeugentwurf und Systemintegration Entwurfsmethoden, welche den gesamten Entwurfsprozess digital abbilden und eine sehr große Anzahl sehr heterogener Modelle effizient handhaben können. Dadurch werden neue und potenziell revolutionäre Gesamtkonzepte geschaffen, in denen Vehikel, Betrieb und Technologieoptionen optimal aufeinander abgestimmt sind.
Um volle Potenziale von revolutionären Technologien wie elektrischen Luftfahrtantrieben zu heben, ist meist eine Optimierung der Architektur des Gesamtsystems notwendig. Die Abteilung Automatisierung, Energie und Sicherheit erforscht die Integration derartiger Technologien am Rande der Industriereife. Hierfür werden Methoden entwickelt zum Umgang mit Modellen, welche ganz neue Anforderungen und Freiheitsgrade in bestehende Systeme hineinbringen.
Flugzeugkabinen müssen gleichzeitig sicher, komfortabel sowie kosteneffizient in der Herstellung und im Betrieb sein. Die Abteilung Kabine und Nutzlastsysteme erforscht Co-Design Methoden, welche insbesondere das Design der Kabine, der Integration von Systemen und der Produktion in der automatisierten Fabrik der Zukunft (Industrie 4.0) integriert optimieren. Prozesse und Kabinenlösungen werden digital optimiert und gemeinsam mit Industriepartnern physikalisch validiert.