DLR-Institut für Luftverkehr auf dem DLRK 2024

Der 73. Deutsche Luft- und Raumfahrtkongress (DLRK) in Hamburg brachte als zentrale Veranstaltung der deutschsprachigen Luft- und Raumfahrt-Community etwa 1.000 Expertinnen und Experten aus der Branche zusammen, um aktuelle Entwicklungen und innovative Lösungen zu diskutieren. Das DLR-Institut für Luftverkehr war in den Fachsitzungen mit vier Beiträgen vertreten.

MRV-System für Nicht-CO₂-Klimaeffekte im Luftverkehr

Das Institut präsentierte auf dem DLRK 2024 die wissenschaftliche Begleitforschung zur Einführung eines europaweiten MRV-Systems (Monitoring, Reporting und Verifizierung) für Nicht-CO₂-Klimaeffekte im Luftverkehr¹. Neben CO₂-Emissionen müssen in der EU ab Januar 2025 pro Einzelflug auch Nicht-CO₂-Effekte wie Stickoxide und Kondensstreifen von einem MRV-System erfasst werden, da sie erheblich zur Klimaerwärmung beitragen. Ungefähr zwei Drittel der Klimawirkung des Luftverkehrs werden durch Nicht-CO₂-Effekte verursacht.

Die Forschung umfasste die Analyse geeigneter Klimametriken und Klimamodelle zur Berechnung von CO₂-Äquivalenten für einzelne Flüge, die Definition der dafür benötigten Datensätze sowie die Zusammenarbeit mit relevanten Stakeholdern zur Bereitstellung dieser Daten. Die Berechnung der CO₂-Äquivalente erfolgt entweder automatisiert durch eine zentrale Behörde oder direkt durch den Flugzeugbetreiber. Vorgeschlagen wurde für die Berechnung ein zweistufiger, klimatologischer und wetterbasierter Ansatz. Der wetterbasierte Ansatz ermöglicht eine präzisere Berechnung von CO₂-Äquivalenten, während ein klimatologischer Ansatz die Berichterstattung für kleine Emittenten erleichtert.

Das entstehende MRV trägt dazu bei, die Klimawirkung der Flüge besser zu quantifizieren und wissenschaftliche Unsicherheiten schrittweise zu reduzieren. Diese Fortschritte sind essenziell, um den gesamten Klimaeinfluss der Luftfahrt zukünftig besser in das Emissionshandelssystem (ETS) der EU einbeziehen zu können.

Nutzerzentrierte Entwicklung von Flugzeug-Kabinensystemen

Darüber hinaus präsentierte das Institut eine Studie zur nutzerzentrierten Entwicklung von Kabinensystemen². Vorgestellt wurde ein neuer methodischer Ansatz, der darauf abzielt, die Bedürfnisse von Passagieren und Fluggesellschaften gleichermaßen zu berücksichtigen. Als Beispiel diente die Entwicklung eines intelligenten Lavatory-Systems, das berührungslose Funktionen umfasst. Durch gezielte Befragungen von Passagieren und Kabinenpersonal konnten Nutzungserfahrungen und Anforderungen ermittelt werden, die in die technische Entwicklung einflossen. Die Ergebnisse dieser Analyse führten zu einem Prototyp. Der Ansatz zeigt, wie die Integration von Nutzerfeedback in die Flugzeugentwicklung die Kundenzufriedenheit gezielt steigern kann.

Sicherheitsbewertung von Navigationssystemen

Eine weitere präsentierte Studie untersucht die Wechselwirkung von Navigationsleistung und Sicherheit im europäischen Luftraum³. In dieser Arbeit werden die Eigenschaften eines alternativen, leistungsbasierten Navigationssystems mit einem System verglichen, das feste, globale Leistungsstandards für die Navigation verwendet. Dabei wird untersucht, wie sich dieses alternative System auf eine repräsentative Sicherheitsmetrik im europäischen Luftraum auswirkt. Ziel der Analyse war es, die Leistungsfähigkeit dieses Systems in Hinblick auf seinen operationellen Mehrwert in stark frequentierten Lufträumen zu bewerten. Die Ergebnisse geben eine fundierte Bewertung des Navigationssystems in Bezug auf seine Eignung für den Einsatz bei erhöhter Verkehrskomplexität und unterstreichen die Bedeutung genauer Navigation für die Optimierung von Luftverkehrsmanagementprozessen.

Anwendung von CPACS in der Flugzeugbewertung

Der vierte Vortrag, in Kooperation mit dem Bauhaus Luftfahrt e. V., konzentrierte sich auf die Anwendung und Weiterentwicklung des „Common Parametric Aircraft Configuration Schema“ (CPACS) für die Bewertung von Flugzeugentwürfen⁴. CPACS, ein vom DLR-Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt entwickeltes Datenaustauschformat, wird sowohl innerhalb des DLR als auch gemeinsam mit externen Partnern genutzt. In den DLR-Projekten ALICIA und EXACT demonstriert CPACS seine Vorteile bei der umfassenden Bewertung von Flugzeugkonzepten. Der Vortrag, eingebettet in eine spezielle Session zum 20-jährigen Jubiläum von CPACS, zeigte, wie CPACS als zentrale Schnittstelle die interdisziplinäre Zusammenarbeit im Flugzeugdesign und in der Bewertung unterstützt. Die praktischen Anwendungsbeispiele umfassen neue Technologien wie Wasserstoffantriebe und Turbofan-Triebwerke mit Wassereinspritzung sowie deren Bewertung hinsichtlich Betriebskosten und Umweltwirkungen. Diese Beispiele illustrieren, wie CPACS flexibel in den Software-Designprozess integriert und an spezifische Bedürfnisse angepasst werden kann.

¹ _{M. Niklaß (DLR-Institut für Luftverkehr), R. Eichinger, V. Grewe, K. Dahlmann (DLR-Institut für Physik der Atmosphäre) , A. Lau, J. Scheelhaase, F. Wozny, F. Linke (DLR-Institut für Luftverkehr), M. Plohr (DLR-Institut für Antriebstechnik), L. Megill, S. Matthes, D. Piontek, C. Voigt (DLR-Institut für Physik der Atmosphäre), V. de Haes, M. Jesus, E. Rodriguez, M. Tielrooij (To70, Den Haag, Niederlande), I. Brumby, R. Koster und L. Natera Orozco (Aerlabs, Rotterdam, Niederlande), „Implementing an EU Agreement on Monitoring, Reporting and Verification of Non-CO2 Climate Effects in Aviation,“ 73. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2024, Hamburg, Deutschland.}

² _{M. Timmer (DLR-Institut für Luftverkehr), E. Schaupeter (Lufthansa Technik), F. Zager-Rode (Diehl Aviation) und K. Lütjens (DLR-Institut für Luftverkehr), „Ansatz für eine nutzerzentrierte Entwicklung von Kabinensystemen in der Luftfahrtindustrie am Beispiel der Lavatory,“ 73. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2024, Hamburg, Deutschland.}

³ _{A. Hillebrecht, T. Marks, A. Lau (DLR-Institut für Luftverkehr) und B. Weaver (DLR-Institut für Kommunikation und Navigation), „Assessing the Relation of Navigation Performance Using Alternative Navigation Sources and Continental Enroute Airspace Safety,“ 73. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2024, Hamburg, Deutschland.}