Neues Fliegen

Flugzeugkabinen-Skizze eines `Nurflüglers´ (HAW Hamburg 2010)

Seit mehr als 75 Jahren bildet die Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Hamburg (HAW)  Ingenieure für Flugzeugbau aus. Die Forschung ist neben Lehre und Weiterbildung die dritte Säule der HAW. „Forschung stärkt die Innovationskraft der Metropolregion“ sagt Prof. Dr.-Ing. Hartmut Zingel, Leiter des Competence Center Neues Fliegen der HAW.
Mit ihren Studien- und Abschlussarbeiten werden die Studierenden direkt an Forschungs-projekten beteiligt und können nach ihrem Studium als wissenschaftliche Mitarbeiter ihre Forschungstätigkeit an der Hochschule fortsetzen. Laut Professor Zingel hat sich das Forschungsaufkommen der Hochschule im Bereich `Neues Fliegen´ in den letzten Jahren aufgrund des persönlichen Engagements forschender Professoren erheblich gesteigert. Die Luftfahrt ökonomischer, ökologischer, komfortabler, flexibler und zuverlässiger zu machen, sei dabei die Vision, die alle Projekte verbinde.
Erst kürzlich hat das Competence Center Neues Fliegen, kurz CCNF, eine Broschüre in kleiner Auflage herausgebracht, in der die Forschungsprojekte im Einzelnen vorgestellt werden. So etwa das `Beulverhalten dünnwandiger Laminatstrukturen´, die `Personenzentrierte rekonfigurierbare Kabine`, die `Systemvalidierung und –verifizierung mithilfe von Softwareagenten, `Ökoeffiziente und multifunktionale Ausstattungselemente für Flugzeugkabinen, die `Neuartige Lichtgestaltung in der Flugzeugkabine´, BWB – das studentische Projekt AC20.30´, das Aerodynamik-Labor, oder das SIMKAB –das funktionsreduzierte Kabinenmanagement, um nur einige zu nennen.

Die Forschungsprojekte, zusammengefasst in der Broschüre `Neues Fliegen´ im Einzelnen:

Beulverhalten dünnwandiger Laminatstrukturen
In vielen Bereichen des Leichtbaus werden in immer größerem Umfang Strukturen aus Faserverbundwerkstoffen eingesetzt. Um das mechanische Modell der realen Struktur aus diesen Werkstoffen zum Beispiel eines Schiffs- oder Flugzeugrumpfs zu bilden, wird die Gesamtstruktur in Unterstrukturen gegliedert. Über Jahrzehnte wurden unterschiedliche Berechnungsmethoden entwickelt, um das Stabilitätsverhalten zu analysieren. Der Fokus des HAW-Forschungsprojekts liegt auf der Entwicklung von Berechnungsmethoden, die innerhalb von Sekundenbruchteilen genaue Ergebnisse liefern.

F&E HAW Beulverhalten dünnwandiger Laminatstrukturen

PEREC – Personenzentrierte rekonfigurierbare Kabine
Eine Untersuchung von Möglichkeiten zur Verbesserung der Reisebedingungen von behinderten Menschen und Personen mit speziellen Anforderungen

F&E HAW PEREC

Systemvalidierung und – verifizierung mithilfe von Softwareagenten
Moderne Systeme,  insbesondere Flugzeugsysteme, werden in ihrer Architektur und Steuerung immer komplexer. Anforderungen und Spezifikationen auf ihre Schnittstellen zu Nachbarsystemen nehmen erhebliche Umfänge an und werden zunehmend unübersichtlicher. Die Entwicklung solcher Systeme kann zudem nur in Zusammenarbeit mit spezialisierten Unternehmen geleistet werden. Hier setzt das in Zusammenarbeit mit Airbus und der University oft he West of Scotland durchgeführte Forschungsprojekt Àgent-based Test Approach´an.

F&E HAW Systemvalidierung und -verifizierung mithilfe von Softwareagenenten

Ökoeffiziente und multifunktionale Ausstattungselemente für Flugzeugkabinen
Vor dem Hintergrund steigender Umweltbelastungen durch menschliche Einflüsse mit zunehmend negativen Auswirkungen müssen auch neue Wege in den für eine Umweltbelastung relevanten industriellen Prozessen gefunden werden. Dieses Forschungsprojekt als Teil des Verbundvorhabens `Greenliner-Kabinentechnologie und multifunktionale Brennstoffzelle´ wird vonder HAW Hamburg im Rahmen der Spitzenclusterinitiative 2009 bis 2013 des Bundesministeriums für Bildung und Forschung in Zusammenarbeit mit EADS Innovation Works und Fraunhofer PYCO durchgeführt.

F&E HAW Ökoeffiziente und mulitfunktionale Ausstattungselemente für Flugzeugkabinen

Reduktion der Schallübertragung bei Antrieben mit gegenläufigen Propellern
Das mit jährlichen Wachstumsraten von etwa fünf Prozent immer weiter steigende Luftverkehrsaufkommen muss in Einklang gebracht werden mit begrenzten Ölressourcen und daraus resultierenden stetig steigenden Kerosinpreisen und strenger werdenden Umweltschutzauflage. Nach heutigem Stand der Technik sind turbinenangetriebene Gegenlaufpropeller sehr effiziente Flugzeugantriebe. Ein besonderer Nachteil des Antriebs ist allerdings die erhebliche Lärmentwicklung . Die Forschungsarbeiten an der HAW Hamburg konzentrieren sich auf den Entwurf und das Studium neuartiger Schallschutzmaßnahmen.

F&E HAW Reduktion von Schallübetragung bei Antrieben mit gegenläufigen Propellern

Neuartige Lichtgestaltung in der Flugzeugkabine
Licht ist ein wichtiger Aspekt der Kabinengestaltung. Doch hat künstliches Licht auch einen direkten Einfluss auf körperliche Prozesse und das Wohlbefinden an Bord? Um die Wirkung von künstlichem Licht zu untersuchen, wurde im Hamburg Centre of Aviation Training die Kabine eines Airbus A320 1:1 aufgebaut. In einer Untersuchungsreihe wurde die Wirkung von Weißlicht und farbigen Lichtstimmungen untersucht.

F&E HAW Neuartige Lichtgestaltung in der Flugzeugkabine

Leichtbau-Labor: Werkstoffe und effektiver Leichtbau
Das Leichtbau-Labor ist eine Einrichtung des Departments Fahrzeugtechnik und Flugzeug-bau in der Fakultät Technik und Informatik der HAW Hamburg. Schwerpunkte von Forschung und Versuchen sind moderne Faserverbundwerkstoffe und traditioneller Leichtbau.

F&E HAW Leiichtbau-Labor

Vibroakustische Simulation für den Kabinenkomfort
Zum akustischen Komfort einer Flugzeugkabine zählt die Einhaltung vorgeschriebener Geräuschpegelhöchstwerte ebenso wie die Unterdrückung störender Einzelgeräusche. Anders als in der Automobilindustrie gibt es im Flugzeugbau keine Prototypen-Phase. Experimente an virtuellen Prototypen stellen eine wichtige Komponente des Entwicklungsprozesses dar.

F&E HAW Vibroakustische Simulation für den Kabinenkomfort

NAWIFLUG – Nachhaltiges Wissensmanagement im Flugzeugbau
Durch die gleichzeitige Berücksichtigung neuer Werkstoffe, Technologien, Designanforde-rungen, Konstruktionstechniken und Fertigungsverfahren, geänderter organisatorischer Abläufe unter hohen ökologischen und ökonomischen Anforderungen und Globalisierung müssen die Menschen ein gewaltig anschwellendes neues Wissen bewältigen. Seit 2003 wird im Auftrag der Fakultät Technik und Informatik der HAW und von Airbus an Forschungsthemen in diesem Umfeld gearbeitet.

F&E HAW NAWIFLUG

Aktive Systeme zur Schall- und Schwingungsregelung
Die Dynamik technischer Systeme bedingt die Entstehung und Ausbreitung von Luft- und Körperschall. Ihre Wirkung auf Menschen und Maschinen werden vornehmlich mithilfe passiver Maßnahmen begrenzt. Um die Leistungsfähigkeit einer Schwingungsisolation, die Massenkraftkompensation eines Tilgersystems oder die Energiedissipation eines Dämpfers an Signal und- und Systemeigenschaften anpassen zu können, ist es notwendig Maßnahmen durch Schall- und Schwingungsregelungen zu unterstützen oder diese zu ersetzen.

F&E HAW Aktive Systeme zur Schall- und Schwingungsregelung

KKS Labor für Kabine- und Kabinensysteme
Im Labor für Kabine und Kabinensysteme (KKS-Labor) vertiefen Studierende dieses Studienschwerpunkts ihr in den Vorlesungen erworbenes theoretisches Wissen.  in Laborversuchen.

F&E HAW KKS

PROTEG & DIANA
Das Projekt PROTEG – Cockpit Thermal  Comfort for Future Aircraft – untersucht im Rahmen des vierten zivilen Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo IV-3) die thermischen Bedingungen im Cockpit. Die HAW Hamburg steuert hierzu die Situationsanalyse sowie die Erstellung und Erprobung einer Methodik zur Einschätzung und Bewertung des thermischen Umfelds im Cockpit bei. Im Projekt DIANA, auch im Rahmen von LuFo IV-3, sollen die für eine energieeffiziente, intelligente Flugzeugkabine wesentlichen Einflussgrößen untersucht werden mit dem übergeordneten Ziel, die direkten Betriebskosten für die Flugzeugkabine zu optimieren.

F&E HAW Proteg&Diana

Simulation von Faserverbundwerkstoffen
Eine Schlüsseltechnologie des modernen Flugzeugbaus ist der Leichtbau, insbesondere mit dem Faserverbundkunststoff CFK (carbonfaserverstärkter Kunststoff). Der Trend hin zur CFK-Technologie zeichnet sich in der zivilen Luftfahrt mit den Flugzeugfamilien A380 und A350 XWB von Airbus und Boeing 787 aus. Sie weisen einen signifikant gestiegenen Anteil von FVK (Faserverbundkunststoffen) auf. Die HAW beschäftigt sich intensiv mit der Erforschung von Simulationsmethoden für die Verarbeitung von FVK.

F&E HAW Simulation von Faserverbundwerkstoffen

BWB – Das studentische Projekt AC20.30
Um den zukünftigen Anforderungen an die zivile Luftfahrt gerecht werden zu können, arbeiten Studierende der HAW im Rahmen des Projekts BWB AC20.30 an einem Konzept für das Flugzeug und das Fliegen in der Zukunft.

F&E HAW BWB

Aerodynamik-Labor
Das Aerodynamik-Labor umfasst einen großen Windkanal Göttinger Bauart, einen kleinen vom Eifel-Typ, einen kleinen Überschallwindkanal, einen Rohleitungsmess-Stand und die zugehörigen Messeinrichtungen nebst einer programmierbaren Traversierung. Abgerundet wird die Ausstattung mit einem kleinen Werkzeugmaschinenpark.

F&E HAW Aerodynamik-Labor

AeroStruct –Analyse und Optimierung von Luftfahrtstrukturen
Das Forschungs- und Technologievorhaben `AeroStruct´ wird im Rahmen des vierten zivilen Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo IV-4) von 2012 bis 2015 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert. Geführt wird es vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.(DLR). Die industriellen Verbundpartner sind Airbus Operations, Cassidian und Rolls-Royce Deutschland. Von Seiten der deutschen Hochschulen sind die TU Braunschweig, die TU München, die TU Berlin, die Universität Trier und die HAW Hamburg mit dem Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau vertreten.

F&E HAW AeroStruct

SIMKAB – Funktionsreduziertes Kabinenmanagementsystem
Es wird untersucht, inwieweit das model-based engineering, die formale Beschreibung des Produkts mithilfe mehr oder weniger abstrakter, im Computer ausführbarer Modelle, zielführend ist. Dabei liegt der spezifische Fall der Spezifikation eines Kabinenmanagementsystems für ein großes Verkehrsflugzeug im Fokus und wird eingehend betrachtet.

F&E HAW SIMKAB

 

 

Wie werden wir in 20 Jahren fliegen?

Das Nurflüglermodell `AC 20. 30´ der Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Hamburg vielleicht das Modell für die Zukunft?

Das Nurflüglermodell `AC 20. 30´ der Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Hamburg vielleicht ein Modell für die Zukunft?

http://visionsblog.info/wp-content/uploads/2012/12/Forschung-und-Entwicklung-PDF-HAW1.pdf

Neue Wege in der Ausbildung von Luftfahrtexperten

Wie sollen Luftfahrtexperten zukunftsorientiert ausgebildet werden? Diese Frage stellt sich seit einigen Jahren das Forschungsnetzwerk für Verkehrspiloten-ausbildung, kurz FHP,   angeschlossen an das Institut für Nachrichtentechnik der TU Darmstadt, unter Leitung von Professor Gerhard Faber. 

Zu den Luftfahrtexperten des technischen operativen Bereichs gehören , so Prof. Faber, neben Verkehrspiloten auch Fluglotsen, Wartungsingenieure, Flugsicherungsingenieure, demnächst auch Remotely  Piloted  Aircraft Operators, kurz RPA, Piloten für fernge-steuerte Flugzeuge.
Schon seit langem gäbe es in unregelmäßigen Abständen Impulse für die Weiterent-wicklung der Ausbildungslehrgänge von Aviatik-Berufen wie zum Beispiel die Weiter-entwicklungsinitiative für Ausbildungslehrgänge von Verkehrspiloten in den 90er Jahren, die unter anderem zum Internationalen Studiengang Luftfahrt-System-Technik und Management (ILST) der Hochschule Bremen führten.
Weitere Initiativen seien 2005 die Multi Crew Pilot License (MPL) der ICAO gewesen, eine neue Team-Lizenz für Flugzeug-Cockpits mit mehreren Piloten, mit dem Ziel, die Teamarbeit im Cockpit zu verbessern und die ICAO-Initiative `Next Generation Aviation Professionals`.
Mit dem Diplom-Studiengang  und mit den Bachelor- und Masterstudiengängen als Option zur konventionellen ATPL-Ausbildung konnte sich mit den ILST-Studiengängen an der Hochschule Bremen in 15 Jahren ein alternatives Ausbildungskonzept etablieren, das nicht mehr wegzudenken sei.

Wenn man über neue Ausbildungswege diskutiere, sollte man die Erfolge der traditionellen Ausbildungskonzepte nicht vergessen, warnt Faber, denn die hohe Sicherheit im Luftverkehr verdanke man nicht zuletzt bewährten, hochwertigen konventionellen Ausbildungskonzepten. Das Forschungsnetzwerk FHP favorisiere einen evolutionären Ansatz, neue kreative Konzepte zu erproben, rät aber auch, Bewährtes beizuhalten, solange der Beweis eines besseren Konzepts nicht erbracht werden könne.

Einmal pro Jahr treffen sich die Mitglieder des Netzwerkes zu einem Symposium. Themen in diesem Jahr waren die Einflüsse neuer Technologien und neuer Automatisierungstechnik auf Auswahl , Ausbildung und Prüfung, die Fähigkeitsanforderungen des zukünftigen Luftfahrpersonals, neue systemische Ausbildungskonzepte, die Forschungsergebnisse der Hirnforschung zum Lernen und deren Konsequenzen für die Ausbildung, der Stellenwert synthetischer Trainingsgeräte in der Ausbildung, Kompetenzmessung versus Stundenzählen, die Bedeutung von Threat- und Errormanagement, die Integration von Ergebnissen von Incident- und Accident –Analysen in die Ausbildung,  alles, was zu hoher Handlungskompetenz führt, welcher Stellenwert explizitem (dokumentiertem Buchwissen) und implizitem (Erfahrungswissen) in der Ausbildung zuzuordnen ist, die Organisationsformen der Ausbildung (ATO, Akademien, Hochschulen etc.) , die Sprachkompetenzen und die Erfolge traditioneller Ausbildungskonzepte.

Die Broschüre „ Zukünftige Ausbildung der Manager von Mensch-Maschine-Systemen“  kann bei Professor  Gerhard Faber –  gerhard.faber@nt.tu-darmstadt.de  – angefordert werden. Die Broschüre wird nicht verkauft, eine Spende ist willkommen.

http://www.fhp.tu-darmstadt.de/nt/index.php?id=162&L=0

Der Nurflügler, das Projekt AC 20.30

In Hamburg, an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW),  an der Fakultät für Technik und Informatik wird unter anderem an Flugzeugen geforscht, deren Antrieb nicht mehr `Luft atmend´ stattfinden muss. Dabei geht es vorrangig um elektroangetriebene Flugzeuge,  an denen auch bei Boeing, beim Deutschen Institut für  Luft- und Raumfahrt, in China und Australien geforscht wird. 2001 entwickelte HAW-Professor für Ergonomie und Design Werner Granzeier gemeinsam mit seinem Team und der TU München einen flugtüchtigen Nurflügler im Maßstab 1:30, namens AC 20.30. Nurflügler, glauben Airbus und Boeing, seien mit ihrem tragenden Rumpf bis zu 25 Prozent wirtschaftlicher und effizienter.
Das Projekt `AC20.30´ , www.ac2030.de  ist ein studentisches Projekt, das sich zum Ziel gesetzt hat, ein Nurflügelflugzeug, einen sogenannten  Blended Wing Body (BWB), zu entwickeln und dessen ökonomische als auch ökologische Vor- und Nachteile sowie Lösungen für dessen technologische Realisierung zu erforschen.

Inzwischen konnten mit dem `fliegenden Modell´ erfolgreiche Testflüge absolviert und Fortschritte erzielt werden. Nach dem Ruhestand von Professor Granzeier hat Professor für Meß- und Regelungstechnik  Dr.-Ing. Thomas Netzel  die Projektleitung übernommen,  studentischer Teamleiter ist Samir Kloer, sein Stellvertreter Robert Keller.
Genutzt wird das Modell im Moment, um die Flugzeugkonfiguration zu verifizieren, das  aerodynamische Verhalten bei verschiedenen Flugmanövern zu beobachten und darüber hinaus zu zeigen, dass eine derart ungewöhnliche Flugzeugform absolut – wenn nicht sogar besser als konventionelle Flugzeuge – flugfähig ist.
Außerdem will das Team fernsteuerbare Miniaturen des BWBs auf Basis und in der Größenordnung von Modellflugzeugen konstruieren, um daran Mitglieder auszubilden, die später den großen Versuchsträger steuern können sollen. Weiterhin ist angedacht, einen Mann-tragenden BWB zu entwickeln.
Große Unterstützung erfährt das Team derzeit seitens der Industrie.  Internationalen Austausch gibt es mit einem Team an der University of Sydney, das an einem ganz ähnlichen Projekt arbeitet. Daran, so Arne Gläß, Absolvent der HAW, der die vergangenen fünf Jahre studentischer Teamleiter der Forschungsgruppe war, lässt sich erkennen, dass es auch nach über zehn Jahren ein international ganz besonderer Forschungsgegenstand ist.

Der `Ce-Liner´ – das vollständig elektrische Kurzstrecken-Passagierflugzeug

Mit dem von Bauhaus Luftfahrt auf der diesjährigen Luft- und Raumfahrtausstellung (ILA) in Berlin präsentierten  Flugzeugkonzept `Ce-Liner´, einem vollständig elektrischen Kurzstrecken-Passagierflugzeug, könnten die Emissionsziele der Europäischen Kommission `Flightpath 2050´ nicht nur erreicht, sondern sogar weit übertroffen werden. Flightpath 2050 ist  ein neues langfristiges Konzept  der EU-Kommission, das von einer hochrangigen Forschergruppe für Luftverkehr und Luftfahrt erarbeitet wurde. Darin wird dargelegt, wie und wo die europäischen Forschungsschwerpunkte im Interesse eines klaren Zusatznutzens auf EU-Ebene gesetzt werden sollten, um einerseits das Wachstum in der EU und deren weltweite Wettbewerbsfähigkeit zu wahren und andererseits den am Markt bestehenden Bedarf zu decken und die Herausforderungen im Energie- und Umweltbereich zu bewältigen. Der Bericht wurde von Vertretern der Sektoren Infrastruktur, Luftfahrzeuge, Betrieb, Treibstoffe und Forschung für Kommissar Kallas sowie die für Forschung und Innovation zuständige Kommissarin Máire Geoghegan-Quinn erstellt. Die hochrangige Gruppe für Luftverkehrs- und Luftfahrtforschung wurde im Dezember 2010 eingesetzt. In ihrem Bericht plädiert sie insbesondere dafür, der europäischen Luftfahrtindustrie zu einer weltweiten Führungsstellung zu verhelfen und die Wettbewerbsfähigkeit, Umweltfreundlichkeit und Sicherheit der Luftfahrt zu fördern, wobei die Bedürfnisse der Gesellschaft und der Bürger in den Mittelpunkt der Strategie zu stellen sind.

Der `Ce-Liner`, das Konzeptflugzeug von Bauhaus Luftfahrt, wartet mit zahlreichen innovativen Ideen und Technologien auf, die nach Analyse der Wissenschaftler von  Bauhaus Luftfahrt bis zum definierten Markteintritt zwischen 2035 und 2040 zur Verfügung stehen könnten. Besonderes Augenmerk gilt den vollständig elektrischen Systemen und dem Antrieb. Integriert wird die elektrische Architektur in ein Flugzeugkonzept, das zahlreiche innovative Konstruktionsansätze widerspiegelt, wie den sogenannten `C-Flügel´, der auch die aerodynamische Effizienz stark verbessert. Die generelle Auslegung des Konzepts, wie beispielsweise die Kapazität von 189 Passagieren, wurde nach Marktstudien festgelegt.

http://www.bauhaus-luftfahrt.net/archiv/konzeptstudie-zur-elektromobilitaet-in-der-luftfahrt-201ece-liner201c