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 Behörden ein Integrations- und Testzentrum für die virtuelle Simulation 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 aktuell laufenden Folgeprojekt „VPH 2.0 – Virtuelle Produktentwicklung für klimafreundliche Flugzeuge“ entwickelt das DLR gemeinsam mit Bremer Industriepartnern virtuell und physisch Komponenten für zukünftige Flügel/Landeklappen und Wasserstofftanks. Das VPH2.0-Projekt wird 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-Luftfahrtforschungsstrategie zur „Digitalisierung der Luftfahrt“. Das VPH ist als dynamische und flexible Netzwerkplattform aufgesetzt, auf der verschiedene DLR-Institute gemeinsam mit Partnern zusammenarbeiten, um die ehrgeizigen Ziele im Bereich virtueller Entwurf, virtuelles Testen und virtuelle 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 seines 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.
Forschungsthemen des Virtual Product House
Virtueller Entwurf
Virtuelle (System-/Struktur-) Tests und virtuelle Zulassung
Virtuelle Fertigung
Softwareentwicklung und -integration
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 (im Rahmen des VPH2.0-Projekts) die virtuelle Produktentwicklung kryogener Wasserstofftanks mit dem Ziel ihrer effizienten Auslegung, Integration und Zulassung für emissionsfreie Flugzeugkonzepte.
Die VPH-Arbeiten zum Wasserstofftank laufen in enger Abstimmung mit dem Airbus Zero Emission Development Center (ZEDC) 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-Strategie zur „Digitalisierung der Luftfahrt“ eingebettet.
Eine wichtige Stärke des VPH ist auch die enge Zusammenarbeit mit den Partnern der Luftfahrtindustrie. Am Startprojekt des VPH sind die folgenden Industriepartner beteiligt:
Airbus Operations (Bremen)
Liebherr Aerospace
IABG
FFT Produktionssysteme
Das VPH arbeitet außerdem eng mit Universitäten (z. B. der Universität Bremen), den Zulassungsbehörden (z. B. der EASA) und der Softwareindustrie (z. B. SAP) zusammen, um die anspruchsvollen Ziele der „virtuellen Zulassung“ gemeinsam zu adressieren.
Auf dem Weg zum Flugzeug der Zukunft
Video Auf dem Weg zum Flugzeug der Zukunft
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