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Knowledge-based engineering methods for hydrogen tank and system integration in aircraft fuselage design

Hellbrück, Sven und Hesse, Christian und Bielsky, Thimo und Thielecke, Frank und Biedermann, Jörn und Nagel, Björn (2026) Knowledge-based engineering methods for hydrogen tank and system integration in aircraft fuselage design. CEAS Aeronautical Journal. Springer. doi: 10.1007/s13272-026-00942-6. ISSN 1869-5590.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s13272-026-00942-6

Kurzfassung

Integrating new technologies such as liquid hydrogen as an energy carrier is a key step toward climate-neutral and sustainable aviation. Current research mainly focuses on integrating cryogenic hydrogen tanks in the rear fuselage section. This paper presents an extended knowledge-based engineering (KBE) framework that enables the automated modelling and assessment of hydrogen tank integration concepts in preliminary aircraft design. The framework integrates several stages of the preliminary aircraft design process. Starting with openAD, a design synthesizer for determining the aircraft outer mold line and tank positions, followed by the Fuselage Geometry Assembler for generating structural, cabin, and cargo geometries as well as the Systems Architecting Assistant and GeneSys for system sizing and integration. Data exchange between these tools is realized through an XML-interface, and geometric consistency is ensured using the Open Cascade Technology library. Parametric data exchange with simulation environments is supported via CAD-exchange formats and the Common Parametric Aircraft Configuration Schema. The newly developed methods enhance an existing KBE-based fuselage design system with experimental tank mounts, crash structures, and hydrogen distribution systems. These additions enable a consistent and fully automated generation of structural and system models at the required fidelity level for future disciplinary analyses. The proposed method is demonstrated in a preliminary design study of two liquid hydrogen-powered aircraft configurations, highlighting the improved automation, consistency, and integration capabilities of the extended KBE framework.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/222558/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Knowledge-based engineering methods for hydrogen tank and system integration in aircraft fuselage design
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hellbrück, Svensven.hellbrueck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-4174-9375204651443
Hesse, ChristianChristian.Hesse (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9456-5277NICHT SPEZIFIZIERT
Bielsky, ThimoTU HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thielecke, FrankTU HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Biedermann, Jörnjoern.biedermann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nagel, BjörnBjoern.Nagel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Februar 2026
Erschienen in:CEAS Aeronautical Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s13272-026-00942-6
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Fischer, MarkusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kreikemeier, JankoJanko.Kreikemeier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3898-7344204651444
Verlag:Springer
ISSN:1869-5590
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Knowledge-based engineering, fuselage structure, system integration, liquid hydrogen, CPACS
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Wartung und Kabine
Standort: Hamburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt > Integrierte Kabine und Industrialisierung
Hinterlegt von: Hellbrück, Sven
Hinterlegt am:04 Feb 2026 10:29
Letzte Änderung:05 Feb 2026 08:28

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