Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBPDas Geschäftsfeld Aviation
Die Luftfahrt ist ein globalisierter Wirtschaftszweig, der Maßstäbe für die ökologische und sozio-ökonomische Akzeptanz setzen muss. Daher unternehmen wir eine wertschöpfungsorientierte Erforschung neuer Architekturen für Flugzeuge, damit diese umweltfreundlicher werden, ihren Passagieren aber gleichzeitig ein Maximum am Komfort und Leistung bieten. In der zivilen Luftfahrt steht neben Wohlbefinden und Gesundheit die Sicherheit natürlich immer im Mittelpunkt. Jede Entwicklung im Umfeld, von Werkstoffen oder zum Beispiel der Leselampe in der Kabine bis hin zu Lebenserhaltungssystemen muss einem System-of-Systems-Ansatz genügen. Das Geschäftfeld Aviation des Fraunhofer IBP trägt hierzu einen beachtenswerten Teil bei.
In dem Großforschungsprogramm »JTI Clean Sky«, dem größten und wichtigsten europäischen Luftfahrtforschungsprogramm mit zirka 1,6 Milliarden Euro Projektvolumen, nimmt die Fraunhofer-Gesellschaft nach wie vor eine Führungsrolle ein. Über 900 Mitarbeiter aus Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft sind in diesem von der Europäischen Kommission geförderten Forschungsprogramm aktiv. Ziel von Clean Sky ist die Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Luftfahrtindustrie sowie eine geringere Umweltbelastung durch Schadstoffemissionen und Lärm des modernen Fluggeräts. Grundlage der Clean Sky-Initiative sind sechs verschiedene technische Bereiche, die sogenannten »Integrierten Technologie-Demonstrationssysteme (ITD)«, in denen zunächst Studien durchgeführt und dann ausgewählte Technologien verbessert integrationsfähig entwickelt werden.
An drei der ITD-Systeme ist das Fraunhofer IBP beteiligt:
- ITD Smart Fixed Wing Aircraft
- ITD System for Green Operations
- ITD eco DESIGN
In einer Co-Leader-Verantwortung für die ITD eco DESIGN bearbeitet das Fraunhofer IBP folgende Punkte:
- Thermal Bench Demonstrator / Holzkirchen in »eco DESIGN Systems«
- End of Life Demonstration in »eco DESIGN Airframe«
- Aeroakustik Test und Analyse sowie noise-attenuation-Maßnahmen in Green Regional Aircraft (GRA) / Low Noise Configuration-Domain
- Global Ecolonomic Evaluierung im Technology Evaluator
Highlights und Perspektiven
Dem Fraunhofer IBP ist es gelungen, für die aeroakustische Auslegung von Flugzeugkomponenten eine neue Methodik zu entwickeln. Zur Auswertung des optimierten Flügels wurden die instationären Strömungen für verschiedene Konfigurationen – z. B. mit ausgefahrenen Landeklappen, mit konventionellem Vorflügel und mit gesenkter Tragflügelhinterkante – durch Verwendung der numerischen Strömungssimulation (CFD) analysiert. Die vom Flügel abgestrahlten Geräusche wurden durch Anwendung der numerischen Aeroakustik (CAA) kompatibel berechnet. Im Windkanal hat man das »all-electric-Konzept« bezügliche Mechanik und Leistungsbedarf validiert.
Im Rahmen des ITD eco DESIGN wird überprüft, ob neu entwickelte Materialien und Komponenten die Luftqualität oder on-board-Systemleistungen beeinträchtigen oder beflügeln: In Fluglabor des Fraunhofer IBP lassen sich die Druck-, Temperatur- und Feuchtebedingungen während eines Fluges simulieren. Im Hinblick auf künftige ökologische Ansprüche an Flugzeugbauteile tragen die langjährigen Kompetenzen des Fraunhofer IBP im Bereich der Lebenszyklusanalyse nach ISO 14040 dazu bei, das »value chain management« der Clean Sky-Partner vor Risiken zu bewahren.