Mit dem Virtual Product House (VPH) im ECOMAT in Bremen verfolgt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) das Ziel, in enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern, Wissenschaft und Zulassungsbehörden ein Integrations- und Testzentrum für die virtuelle Produktentwicklung und Zulassung von Komponenten und Technologien sowie deren Integration in das Gesamtflugzeug aufzubauen.
Das VPH wurde durch ein Startprojekt initiiert, das durch das Land Bremen und den Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) gefördert wurde. Im anschließenden Folgeprojekt „VPH 2.0 – Virtuelle Produktentwicklung für klimafreundliche Flugzeuge“ entwickelte das DLR gemeinsam mit Bremer Industriepartnern virtuell und physisch Komponenten für zukünftige Flügel/Landeklappen und Wasserstofftanks. Das VPH2.0-Projekt wurde über das Bremer LuRaFo- und das EU REACT-Programm gefördert.
Einbettung des Virtual Product House in die DLR-Strategie zur „Digitalisierung der Luftfahrt“
Zusammen mit vier neu gegründeten Instituten ist das VPH integraler Bestandteil der DLR-Luftfahrtprogrammstrategie zum „virtuellen Produkt“ und zur Digitalisierung der Luftfahrt. Das VPH ist als dynamische und flexible Netzwerkplattform („Plateau“) aufgesetzt, auf der verschiedene DLR-Institute gemeinsam mit Partnern zusammenarbeiten, um die ehrgeizigen Ziele im Bereich virtueller Entwurf, virtuelle Fertigung sowie virtuelle Tests und Zulassung zu erreichen. Die DLR-Strategie zur virtuellen Zulassung zielt darauf ab, Zeit und Kosten für Zulassungsversuche durch ergänzende virtuelle Flug- und Bodentests zu reduzieren, bis hin zu einem vollständig simulationsbasierten Zulassungsverfahren als langfristige Vision. Diese langfristige Vision ist auch Teil des virtuellen Produkts als eines der Leitkonzepte des DLR-Luftfahrtprogramms. Es umfasst die virtuelle Abbildung des Flugzeugs mit all seinen Eigenschaften und Komponenten entlang des gesamten Lebenszyklus. Hierfür ist ein multidisziplinärer und mehrskaliger Ansatz – vom Gesamtflugzeug bis zur Kleinstkomponente – erforderlich, um wie etwa im VPH den virtuellen Flugzeugentwurf durchgängig mit Verfahren der virtuellen Fertigung und des virtuellen Testens zu verknüpfen.
Der erste industrielle Anwendungsfall im VPH-Startprojekt (Laufzeit 2019 bis 2022, Förderung über Land Bremen / EFRE) war die multifunktionale Steuerfläche/Landeklappe für den intelligenten Tragflügel eines Verkehrsflugzeugs. Im Startprojekt wurde eine digital durchgängige Verkettung von Design-, Fertigungs- und Testschritten am Beispiel der Flügelklappe realisiert. Mit dem realisierten VPH-End-to-end-Prozess lassen sich durch die Vorab-Simulationen von Fertigung und Tests industrielle Flügel- und Klappenkonzepte effizienter und zielgerichteter auslegen sowie Zeit und Kosten für Tests und Zulassung einsparen.
Als weiterer Anwendungsfall steht im Fokus des VPH die virtuelle Produktentwicklung kryogener Wasserstofftanks mit dem Ziel ihrer effizienten Auslegung, Integration, Tests und Zulassung für emissionsfreie Flugzeugkonzepte. Die DLR/VPH-Arbeiten zum Wasserstofftank laufen in enger Abstimmung mit Airbus und weiteren Partnern im Technologiezentrum ECOMAT Bremen.
Das VPH-Partnernetzwerk
Das Virtual Product House (VPH) basiert als Integrationsplattform auf interdisziplinären Ingenieur- und Software-Teams und einem flexiblen Partnernetzwerk. So arbeiten im VPH Experten aus verschiedenen DLR-Instituten und Fachdisziplinen (z. B. Aerodynamik, Struktur, Systeme, Software und Simulation) zusammen. Zudem sind die VPH-Aktivitäten eng mit den Forschungsthemen der neu gegründeten DLR-Institute verknüpft und in die DLR-Luftfahrtprogrammstrategie zum klimafreundlichen Fliegen und der Digitalisierung eingebettet.
Eine wichtige Stärke des VPH ist die enge Zusammenarbeit mit den Partnern der Luftfahrtindustrie, zum Beispiel:
Airbus
Liebherr Aerospace
Diehl Aerospace
FFT Produktionssysteme
IABG
Das VPH arbeitet außerdem eng mit Universitäten, den Zulassungsbehörden (zum Beispiel der EASA) und der Softwareindustrie zusammen, um die anspruchsvollen Ziele der virtuellen Produktentwicklung und Zulassung gemeinsam zu adressieren.
Auf dem Weg zum Flugzeug der Zukunft
Video Auf dem Weg zum Flugzeug der Zukunft
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