Rumpf- und Leitwerkskonfigurationen für wasserstoffbetriebene Flugzeuge
FASTER-H2
Künstlerische Darstellung eines mit Wasserstoff betriebenen Passagierflugzeugs mit im Rumpfheck angeordneten Wasserstofftanks.
Credit:
AIRBUS
Wasserstoff als Treibstoff könnte den Luftverkehr einen Schritt näher an die Klimaneutralität heranbringen. Doch welche baulichen Kriterien muss ein Flugzeug erfüllen, das mit dieser zwar umweltfreundlichen, jedoch leicht brennbaren Antriebs- und Treibstofftechnologie betrieben wird? Vor allem der hintere Rumpf, die Leitwerkstruktur sowie Kabine und Frachtraum eines Kurz- und Mittelstreckenflugzeugs müssten sich stark verändern, insbesondere aufgrund der Größe des Tanks. Genau hier setzt das EU-finanzierte Projekt FASTER-H2 an. Die Projektpartner aus Forschung und Industrie wissen, dass auch ein hocheffizientes Verteilungssystem unter realistischen Betriebsbedingungen und Sicherheitsaspekten sowie nachhaltige Materialien für Rumpf und Leitwerke unerlässlich sind, um eine übergreifende Klimaneutralität des Luftfahrtsektors zu erreichen. Insgesamt werden diese Bemühungen zur Nachhaltigkeit und Dekarbonisierung der Luftfahrtindustrie beitragen.
In FASTER-H2 erforschen die Projektbeteiligten fortschrittliche Produktionstechnologien für den integrierten Rumpf und das Leitwerk. Dabei sollen Produktionsabfälle reduziert und die Material- und Energieeffizienz erhöht werden. Das Konzept des integrierten Rumpfes soll bis zum Ende der ersten Projektphase im Jahr 2025 ausgewählt werden. Bis zum Ende des Clean Aviation-Programms im Jahr 2030 soll die Inbetriebnahme eines ersten mit Wasserstoff betriebenen Kurz- und Mittelstreckenflugzeugs im Jahr 2035 sichergestellt sein.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik führen gemeinsam mit dem DLR-Institut für Aeroelastik Arbeiten zur Entwicklung und Anwendung eines fortschrittlichen, gradientenbasierten MDO-Ansatzes mit hoher Genauigkeit durch, um den Luftwiderstand sowie das strukturelle Gewicht des hinteren Rumpfes und des Leitwerks zu reduzieren. Dabei berücksichtigen sie die relevanten, dimensionierenden Manöverlastfälle. Zudem untersuchen die Forschenden, wie sich Methoden aus dem Bereich des maschinellen Lernens einsetzen lassen, um einen kleinen, aber aussagekräftigen Designraum zu definieren. Dieser ermöglicht sowohl die Durchführung von komplexen Optimierungen als auch den Vergleich verschiedener Optimierungsansätze.
Projekt
FASTER-H2 - Fuselage, Rear Fuselage and Empennage with Cabin and Cargo Architecture Solution Validation and Technologies for H2 Integration
Laufzeit
1/2023 - 3/2026
Partner
DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik (Leitung DLR-Teilprojekt)
DLR-Institut für Aeroelastik
DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie
DLR-Institut für Systemarchitekturen der Luftfahrt
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
Technische Universität Braunschweig
IRT Saint Exupéry Technological Research Institute
ONERA
NLR - Netherlands Aerospace Centre
CIRA
Airbus Operations GmbH
u.a.
Fördergeber
FASTER-H2 is supported by the European Commission's Horizon Europe research and innovation funding programme Clean Aviation under Grant 101101978.
