LuFo Verbundvorhaben AeroStruct: Enable and Learn how to Integrate Flexibility in Design

Kurzfassung

Die Notwendigkeit eines zukünftig wirtschaftlicheren, umweltfreundlicheren und sichereren Luftverkehrs stellt für die Luftfahrtindustrie eine große Herausforderung dar. Nur durch hochtechnologische Lösungen, die in einem integrierten Produktdesign in optimaler Weise verwoben sind, wird sie sich im internationalen Wettbewerb mit der amerikanischen und der aufkommenden Konkurrenz aus den BRICK-Staaten (Brasilien, Russland, Indien, China, Kanada) behaupten können. Dabei geht es sowohl um die Nutzung neuer technologischer Ansätze als auch um den Aufbau der Fähigkeit, ein entsprechendes Produktdesign durchführen zu können. Entscheidend für die Zukunft wird also sein, auf die „richtigen“ Technologien zu setzen und diese im Entwurf voll auszunutzen. Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, werden im Verbundvorhaben AeroStruct sowohl bestimmte Technologiekonzepte untersucht als auch zielgerichtet daraufhin die notwendigen Fähigkeiten zur Produktentwicklung bereitgestellt. Jeder der beteiligten Verbundpartner hat in seinem Teilprojekt ein für sich bedeutsames zukünftiges Produktkonzept (Demonstrationsfall, Use-Case) erarbeitet. Dabei nutzt er hierzu numerische Modelle und Simulationswerkzeuge, deren Entwicklung wiederum den gemeinsamen Kern aller Teilprojekte und damit die verbindende Schnittmenge im Verbund AeroStruct bildet. Am Verbundvorhaben sind folgende Partner mit ihren Produktkonzepten beteiligt: Airbus mit dem Produktkonzept "FlexCraft": Wege zur progressiven Nutzung potentiell höherer Flexibilität im Flugzeugdesign. Airbus Defence and Space mit dem Produktkonzept "OPTIMALE": Multidisziplinäre Optimierung und Simulation zukünftiger Hochleistungsplattformen. Rolls-Royce mit dem Produktkonzept "DIMENSyon-P": Development of Integrated Methods to Enable Novel Systems on Powerplants. DLR mit dem Produktkonzept "ForSWING": Entwurf eines vorwärts gepfeilten Tragflügels höchster aerodynamischer Leistung durch Ausnutzung des Potentials der NLF-Technologie und des aeroelastischen Tailorings. Die im Verbund AeroStruct betrachteten Produktkonzepte beinhalteten ganz wesentlich die für das Design auszunutzende Interaktion zwischen verschiedenen Disziplinen, vornehmlich zwischen Flugphysik (Aerodynamik, Belastungsmechanik, Aeroelastik, Flugmechanik, Flugsteuerung, Gewichte) und Struktur (Statik, Dynamik, Bauweisen und Optimierung). Die gemeinsame Basis aller Teilprojekte ist eine effiziente, genaue, robuste und zuverlässige multidisziplinäre Analyse des Produktes, für die im Laufe des Projektes entsprechende disziplinäre Werkzeuge qualifiziert, bereitgestellt wurden. Aufbauend auf der Erfahrung vorangegangener Forschungsprojekte wie C2A2S2E, ComFliTe, MODYAS, FTEG sollten die für den Produktentwurf wesentlichen Prozessketten bereitgestellt, validiert und am konkreten Designfall erprobt werden. Die Entwicklung der zur Bearbeitung notwendigen multidisziplinären integrierten Simulationsmodelle und –verfahren lag in wesentlichen Teilen beim DLR, in direktem Austausch mit den industriellen Partnern in Bezug auf die Demonstrationsanwendungen. Die Technischen Universitäten Berlin, Braunschweig und München, die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg und das Steinbeis-Innovationszentrum Modellbasierte Mathematische Optimierung leisteten im Rahmen dieser Entwicklung und Verbesserung von Simulationsfähigkeiten wesentliche Technologiebeiträge. Diese Beiträge wurden im Rahmen einer Unterbeauftragung durch das DLR durchgeführt. Der Vortrag ist als Übersicht des Verbundprojektes gedacht. Geplant ist die Darstellung der zu Grunde liegenden Projektidee, die Beschreibung wesentlicher Entwicklungsarbeiten sowie der vier Produktentwicklungsszenarien mit den jeweils erzielten Ergebnissen.