Digitale Transformation der Luftfahrt durch kollaborative TriebwerksentwicklungADAPT
Interdisziplinäre Entwicklung neuer Triebwerke
Im Projekt ADAPT evaluiert das DLR zukünftige Wasserstoffantriebe. Dabei konzentrieren wir uns nicht nur auf den Einsatz von Wasserstoff als Treibstoff, sondern treiben auch die Entwicklung des virtuellen Triebwerks voran. Dies geschieht durch die intelligente Verknüpfung verschiedener Softwarelösungen und die Entwicklung einer zentralen Entwurfs- und Simulationsplattform.
Um die globale Erwärmung zu begrenzen, müssen die negativen Umweltauswirkungen von Triebwerken reduziert und Ressourcen geschont werden - und zwar so schnell wie möglich. Die Entwicklung von Flugzeugen und neuen Antrieben ist jedoch ein komplexer Prozess, der die Zusammenarbeit vieler verschiedener ingenieurwissenschaftlicher Disziplinen erfordert.
Die Herausforderung bei der Zusammenarbeit verschiedener Ingenieursdisziplinen liegt in der Inkompatibilität der einzelnen Softwarelösungen bzw. Daten. Eines der Hauptziele von ADAPT (Assessment and Digitalization of forthcoming Propulsion Technologies) ist die intelligente Verknüpfung der verschiedenen Disziplinen und ihrer Softwarewerkzeuge für eine durchgängige Berechnung und Auslegung von Triebwerken und Komponenten. Darüber hinaus können komplexe, kollaborative Prozesse in der Triebwerksentwicklung von innovativen Softwaremethoden profitieren.
Das virtuelle Triebwerk
Das virtuelle Triebwerk bietet die Möglichkeit, neue Technologien deutlich schneller zu erforschen und zu entwickeln. Es umfasst sämtliche geometrischen und physikalischen Eigenschaften eines Triebwerks mit Hilfe computergestützter Entwurfswerkzeuge und numerischer Simulationsmethoden und unterstützt den gesamten Prozess der virtuelle Triebwerkskonstruktion, angefangen bei der Vorentwurfsphase bis hin zur Detailkonstruktion. Die im DLR bereits bestehenden Entwurfsprozesse für Flugtriebwerke werden hinsichtlich der neuen Antriebstechnologien weiterentwickelt. Die kollaborative, multidisziplinare Prozessarchitektur, bestehend aus dem parametrischen Datenmodell des Triebwerks, dem Entwurfs- und Simulationsframework GTlab, dem Programmpaket AutoOpti sowie der HPC-Umgebung FlowSimulator, wird zu einer zentralen Entwurfs- und Simulationsplattform aufgebaut. Darüber hinaus wird ein einheitliches Datenmanagementsystem für die in den Entwurfsprozessen anfallenden Daten entwickelt.
Neue Antriebskonzepte im Fokus: Wasserstoffantrieb
In ADAPT werden Antriebskonzepte für Regional-, Kurz- und Langstrecke in einem kollaborativen, multi-disziplinären Prozess vorausgelegt und evaluiert. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Verbrennung von Wasserstoff. Die Auslegung der Antriebskomponenten erfolgt mit schrittweise steigendem Detaillierungsgrad und wird immer im Kontext des Gesamtsystems bewertet mit dem Ziel, die Antriebskonzepte hinsichtlich Emissionen, Wirkungsgrad, Gewicht und Widerstand zu optimieren sowie Aussagen zur Machbarkeit und zum Nutzen verschiedener Schlüsseltechnologien zu treffen.
Laufzeit
01.01.2022 – 31.12.2025
Schlagworte
Virtuelles Triebwerk, Digitale Transformation der Luftfahrt, multidisziplinärer Entwurf, Prozesskette, Wasserstoff
