D-LIGHT – Digital Climate Neutral Light Aircraft

Im Projekt D-LIGHT (Digital Climate Neutral Light Aircraft) werden Methoden für den Entwurf und die Bewertung von Kleinflugzeugen im Innovationszentrum für Kleinflugzeug-Technologien (INK Aachen) eingebracht und entwickelt, dabei relevante Technologiebausteine im Projektverlauf untersucht und diese in ein Digital Mock-Up (DMU) überführt. Dieses dient als differenzierte Grundlage für ein klimaneutrales Kleinflugzeug mit Wasserstoffantrieb und gleichzeitig zur Etablierung einer exzellent vernetzten Forschungsgruppe im INK.

Ziele von D-LIGHT

Kleinflugzeuge sind weltweit in verschiedenen Bereichen wie etwa als flexible Zubringer im Einsatz, doch viele aktuellen Modelle nutzen veraltete Technologien und fossile Brennstoffe. Angesichts der zunehmenden Klimaauswirkungen der Luftfahrt ist die Erforschung und Entwicklung neuartiger Antriebstechnologien von entscheidender Bedeutung. Ein vielversprechender Ansatz ist die Verwendung von elektrischen Brennstoffzellenantrieben mit klimaneutralem Wasserstoff. Insbesondere die Erprobung und Einführung solcher Antriebstechnologien sind kostenaufwendige Prozesse, weshalb es sinnvoll ist, diese zunächst in Kleinflugzeugen zu testen.

Im Rahmen des Projekts D-LIGHT werden Methoden zur Gestaltung von Wasserstoffflugzeugen entwickelt. Dabei werden Technologiekomponenten in verschiedenen Disziplinen untersucht und in einer digitalen Entwurfsplattform kombiniert. Dies ermöglicht eine automatisierte Konzeptentwicklung und einen schnelleren Entwurfsprozess. Mit Hilfe digitaler Tools wie einem Digital Mock-up (DMU) können Entwicklungszeit und -kosten gesenkt und Zertifizierungsprozesse beschleunigt werden. Im Projekt D-LIGHT wird ein Konzept für ein neunsitziges, wasserstoffbetriebenes Kleinflugzeug mit luftgekühltem Brennstoffzellenantrieb entwickelt und ein detailliertes DMU erstellt, welches alle Forschungsergebnisse und physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Komponenten und Systeme zusammenführt.

D-LIGHT nutzt und erweitert Methoden des Concurrent Engineerings (CE), um den Entwurfsprozess von Kleinflugzeugen zu verbessern. Das DMU dient als virtueller Technologiedemonstrator, der bei der Zertifizierung nachhaltiger Antriebstechnologien helfen kann. Im Zuge dessen werden auch die Vorteile verteilter Antriebe (DEP), die durch die Elektrifizierung ermöglicht werden, untersucht. Am Ende des Projekts werden die integrierten Technologien soweit ausgereift sein, dass ein Arbeitsplan für die Umsetzung des entwickelten DMU in einen Flugdemonstrator für ein mögliches Nachfolgeprojekt abgeleitet werden kann. Dieser Prozess und die darin entwickelten Technologien und Verfahren können später auch auf größere Verkehrsflugzeuge übertragen werden, um deren Klimaauswirkungen zu reduzieren. Dadurch trägt D-LIGHT wesentlich zum Erfolg elektrischer Antriebe in der Luftfahrt bei.

Schwerpunkte von BT

Ein Projektschwerpunkt des Instituts BT liegt in der Entwicklung und Bewertung der strukturellen Bauweise des Flugzeugentwurfs. Dabei wird anhand eines ausgewählten Primärstruktur-Bauteils entsprechende Fertigungstechnologien und Produktionsszenarien demonstriert. Im Mittelpunkt der Untersuchungen liegt hierbei die Erarbeitung einer Bewertungsfähigkeit von Bauweisen und Materialien in Bezug auf Nachhaltigkeit. Dabei wird der gesamte Lebenszyklus des Bauteils möglichst umfassend berücksichtigt und hinsichtlich der ökologischen Einflüsse untersucht. Die Ergebnisse werden anschließend in den Gesamtkontext des Flugzeugs gestellt, um die Auswirkungen auf die Umwelt ganzheitlich bewerten zu können.