Das Programm Luftfahrt

Das starke Wachstum des Luftverkehrs im vergangenen Jahrzehnt wird sich aller Voraussicht nach weiter fortsetzen. In Europa haben sich Politik, Industrie und Wissenschaft bereits auf eine gemeinsame Forschungsagenda verständigt, die auch entscheidende Rahmenbedingungen für die Helmholtz-Forschung setzt. Unter der Federführung der Europäischen Kommission wurden in den Jahren 2001/2002 vom Advisory Council for Aeronautical Research in Europe (ACARE) gemeinsame Ziele für die zivile Luftfahrtforschung in Europa mit einem Zeithorizont bis 2020 vereinbart. In der Gruppe waren die wesentlichen Industrieunternehmen ebenso vertreten wie die öffentliche Großforschung. Auch das DLR hat sich aktiv an der Identifizierung der wissenschaftlich-technischen Herausforderungen und an der Formulierung konkreter Ziele beteiligt. Dementsprechend bilden heute sie den Hintergrund für das eigene Helmholtz-Programm Luftfahrt. Einer längerfristigen Orientierung der Forschung dient ein weiteres Strategiepapier der ACARE, das unter dem Titel Flightpath 2050 erst 2012 veröffentlicht wurde.

Inhaltlich sind die Ziele darauf ausgerichtet, die Voraussetzungen für ein weiteres Wachstum des Luftverkehrs zu schaffen und dabei die derzeitige Spitzenposition der europäischen Luftfahrtindustrie zu stärken. Dazu gilt es insbesondere, vorhersehbaren ökologischen Anforderungen an den Luftverkehr mit ökonomisch sinnvollen Maßnahmen zu begegnen. Gleichzeitig kann jedes weitere Wachstum nur unter Beibehaltung des erreichten hohen Standes der Sicherheit realisiert werden.

Das DLR mit seiner in Europa einmaligen fachlichen Breite in den relevanten Disziplinen der Luftfahrtforschung deckt die Aspekte des Flugzeugbaus (Zelle, Antriebe, Ausrüstung) ebenso ab wie die des Flugbetriebs (Air Traffic Management and Operations). Es beansprucht damit ein hohes Maß an Systemkompetenz in der Luftfahrtforschung und will diese mit seinem Forschungsprogramm besonders betonen und ausbauen.

Was sind die Ziele?

Ziel ist die ganzheitliche Betrachtung des Lufttransportsystems, da nur so die tatsächlichen Chancen und Risiken neuer technologischer Entwicklungen unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten beurteilt werden können. Einzelne Forschungsthemen beziehen sich dabei überwiegend auf die Reduktion des Treibstoffverbrauchs sowie der Schadstoff- und Lärmemissionen. Dabei werden konkrete Entwicklungen für die nächste Flugzeuggeneration ebenso untersucht wie neue Ideen und Konzepte für den Lufttransport der Zukunft.

Was tun wir, um dieses Ziel zu erreichen?

Vier Programmthemen adressieren die wesentlichen Sektoren der zivilen Luftfahrt (Starrflügler, Drehflügler, Antriebe, Flugbetrieb/Flugsicherung). Querschnittlich werden darüber hinaus allgemeine Forschungsthemen zur numerischen Simulationstechnik (Aerodynamik, Aeroakustik, Strukturmechanik, ...), zu Versuchsanlagen (Windkanäle, fliegende Versuchsträger,...) sowie zu luftfahrtrelevanten Aspekten der Umweltforschung bearbeitet. Die Arbeit erfolgt in hohem Maße in interdisziplinär angelegten Projekten. Die besondere Betonung der ganzheitlichen Betrachtung des Lufttransportsystems schlägt sich dabei unter anderem in der Bildung einer eigenen Forschungsgruppe für Lufttransportkonzepte und Technologiebewertung nieder.

Von wachsender Bedeutung ist neben der Zusammenarbeit mit Industrie und Hochschulen in Deutschland auch die mit Partnerorganisationen in Europa. Insbesondere mit der französischen ONERA und dem niederländischen NLR verbinden uns fest vereinbarte Kooperationsabkommen.

Beispiele aus der Forschung

Der Stellenwert der ökologischen Bedingungen für ein weiteres Wachstum des Luftverkehrs ist in den letzten Jahren noch gewachsen. Insbesondere durch die Diskussionen um die Klimawirkungen des Luftverkehrs nach der Veröffentlichung der jüngsten IPCC-Berichte. Das DLR beteiligt sich an hervorragender Stelle an den Forschungen hierzu und hat auch bereits wesentliche Beiträge geliefert, die in die letzten IPCC-Berichte eingeflossen sind. Mit seinem neuen Forschungsflugzeug HALO will es sich in den kommenden Jahren insbesondere des noch weitgehend ungeklärten Einflusses der Verstärkung von Zirrusbewölkungen durch Kondensstreifen annehmen.

Auf dem Gebiet der Aerodynamik konzentrieren sich die Arbeiten derzeit auf widerstandsreduzierende Maßnahmen der Strömungskontrolle. Insbesondere die Thematik der Laminarhaltung von Strömungen am Flugzeugflügel ist hier von hohem Interesse. Es ist bekannt, dass der Luftwiderstand gegenüber den heute eingesetzten Flugzeugen deutlich reduziert werden könnte. Allerdings erwiesen sich die bisher erprobten Techniken als so aufwendig für die Flugzeugbetreiber (Wartung, Pflege), dass es bisher nicht zu Anwendungen kam. Es müssen daher praktikable Lösungen entwickelt und demonstriert werden.

Im Bereich der Strukturmechanik geht es heute darum, das Strukturgewicht durch neue Materialien und Bauweisen zu senken. Kohlefaserverbundwerkstoffe stehen dabei in Forschung und Entwicklung heute im Vordergrund. Es kommt hier besonders darauf an, effiziente Produktionstechniken für große Stückzahlen der Serienfertigung bei akzeptablen Kosten zu entwickeln.

Einen besonderen Schwerpunkt der Forschung im DLR stellt die Bereitstellung von Methoden und Werkzeugen für den rechnergestützten Entwurf und dessen Optimierung im Entwicklungsprozess von Flugzeugen dar. Hier ist in besonderem Maße die enge Verbindung zwischen den beteiligten wissenschaftlich/technischen Disziplinen gefordert.

Beteiligtes Zentrum:

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

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Kontakt

    • Prof. Rolf Henke
    • Programmsprecher Luftfahrt
      Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt