Abteilung Triebwerk

Das virtuelle Triebwerk
Die Forschung am DLR-Institut für Antriebstechnik konzentriert sich auf die Entwicklung von Antriebskonzepten für Flugzeuge der nächsten Generation. Im Rahmen der digitalen Transformation und der Nutzung neuer digitaler Technologien in der Luftfahrt entwickelt das Institut das virtuelle Triebwerk.

In der Abteilung Triebwerk bewerten und digitalisieren wir zukünftige Antriebskonzepte und Flugzeugtriebwerke und entwickeln Methoden für deren detaillierte Analyse. Im Zuge der digitalen Transformation in der Luftfahrt und unter Anwendung neuester digitaler Technologien arbeitet die Abteilung an der Entwicklung des virtuellen Triebwerks.

Unsere Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung von Antriebskonzepten für Flugzeuge der nächsten Generation mit Schwerpunkt auf revolutionären Antrieben und alternativen Kraftstoffen liegt. Wir führen Technologiestudien durch und bewerten das Potenzial von Konzepten sowie vorläufigen und detaillierten Entwürfen. Im Rahmen der digitalen Transformation in der Luftfahrt und der Nutzung neuer digitaler Technologien entwickelt die Abteilung das virtuelle Triebwerk. Dazu wird eine hochintegrierte, kollaborative Prozessarchitektur entwickelt, die alle notwendigen Disziplinen und Detaillierungsgrade berücksichtigt. Dieser Ansatz verkürzt die Entwicklungszeiten und ermöglicht es, neue, umweltfreundliche Triebwerke schneller auf den Markt zu bringen. Die Abteilung arbeitet mit der Softwarelösung GTlab, um Antriebskonzepte zu entwerfen und neue Entwurfsmethoden zu entwickeln. Diese kollaborative Plattform wird seit 2012 im DLR entwickelt. GTlab ist ein integratives Software-Framework zur Lösung multidisziplinärer Herausforderungen in der Antriebstechnik. Die Plattform ermöglicht den Entwurf von Antriebssystemen oder einzelnen Komponenten auf verschiedenen Detailebenen - vom Konzept über den Vorentwurf bis hin zum Detailentwurf - und über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg.

In der Materialprüfstelle Brandverhalten am Standort Trauen werden Fragen der Brandausbreitung und des Brandschutzes einschließlich Zertifizierung und Großbrandversuche bearbeitet.

Unsere Kernkompetenzen

Triebwerksvorauslegung

Technologie-Monitoring

• Kontinuierliche Erfassung und Potenzialbewertung neuer Konzepte für Antriebstechnologien

Thermodynamische Modellierung von Fluggasturbinen

• Bewertung konventioneller und disruptiver Antriebsarchitekturen

• Analyse unterschiedlicher Kraftstoffszenarien auf Gesamttriebwerksebene

• Triebwerksdatenbank mit verschiedenen Referenz- und Basismodellen

Multidisziplinärer Vorentwurf auf Gesamttriebwerksebene

• Systematische Zusammenführung von Vorentwurfsdisziplinen zur Durchführung von Auslegungsstudien auf Gesamtsystemebene Triebwerk

• Verknüpfung von Kreisprozess, Ringraum, Masse, Emissionen, Lärm, Aerodynamik, Strukturmechanik und Wärmeübertragung

• Integration von detaillierten Ergebnissen auf Komponentenebene und Bewertung auf Triebwerksebene

• Kollaborative MDAO-Studien mit Flugzeugentwurf, Missionsanalyse und Klimabewertung

Wärmeübertrager in Luftfahrtantrieben

• Vorauslegung von Wärmeübertragern für innovative Triebwerkskonzepte

• Anwendung von gekoppelten, durchgehenden Prozessketten zur ganzheitlichen Bewertung: Kreisprozessrechnung, Vorentwurf, CFD

Experimental Proof-of-Concept im Prototypenlabor

• Konzeptionierung, Planung und Durchführung von kleinen, anwendungsorientierten Experimenten (TRL2-4)

• Kostengünstige Erprobung von Technologieansätzen in Kleintriebwerks-Demonstratoren

• Betrieb eines Kleingasturbinenprüfstands und zugehöriger adaptierbarer Triebwerke

Digitales Triebwerk und multidisziplinäre Methoden

Kollaborative Prozessarchitekturen und Methoden des multidisziplinären Entwurfs

• Ausbau GTlab im Bereich kollaboratives Zusammenarbeiten

• Ausbau des zentralen Datenmodells

• Begleitung von Entwurfsketten und Technologiestudien

• Weiterentwicklung DLRp2

Angewandte KI und intelligente Datenprozessierung

• KI innerhalb des GTlab Frameworks

• Effiziente Verarbeitung großer Datenmengen

• Intelligentes und interaktives Post-Processing

Virtuelles Triebwerk

• Digitaler Zwilling

• Predictive Maintenance

• Anbindung von Flug- und Experimentdaten

Wärmeübertrager in Luftfahrtantrieben

• Vorauslegung von Wärmeübertragern für innovative Triebwerkskonzepte

• Anwendung von gekoppelten, durchgehenden Prozessketten zur ganzheitlichen Bewertung: Kreisprozessrechnung, Vorentwurf, CFD

Geometrie

• Ausbau automatisierter Geometrieprozesse

• Interoperabilität zwischen Geometrietools

• Automatische Vernetzung

Materialprüfstelle Brandverhalten

Zertifizierung von Luftfahrtmaterialien

Brandverhalten von neuartigen Bauweisen mit Leichtbaumaterialien sowie Batterien und Durchbrandverhalten von Flugzeugzellen

Einsatzversuche von Feuerlöschanlagen und Löschmitteln sowie Optimierung von Feuerdetektionssystemen

Beratung zu Luftfahrtnormen im Bereich Brandschutz

Breite Testinfrastruktur: Brandlabor, Brandhalle und Brandplatz für Medium und Large-Scale-Brandversuche, Windkanal-Brandtest-Prüfstand, Unterflurfrchtraum-Teststand zur Erprobung von Löschsystemen

Weitere Informationen

GTlab zur Entwicklung von Triebwerken

Das integrative Software-Framework beantwortet multidisziplinäre Fragestellungen in der Antriebsstrangforschung. Die Plattform ermöglicht den Entwurf von Antriebssystemen oder einzelnen Komponenten über den gesamten Produktlebenszyklus.

Materialprüfstelle Brandverhalten

Zertifizierungsversuche für neue Materialien, Bauteile, Bauweisen und revolutionäre Antriebstechnologien gehören zu den Kernaufgaben der Materialprüfstelle Brandschutz.

Publikationen

Wissenschaftliche Veröffentlichungen unserer Abteilung finden Sie auf dem DLR-Publikationsserver elib

Eine Auswahl unserer Projekte

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Kontakt

Dr.-Ing. Andreas Döpelheuer

Institutsleitung (komm.)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Antriebstechnik
Triebwerk
Linder Höhe, 51147 Köln