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Forschung

Die Forschung auf dem Ludwig Bölkow Campus umfasst die gesamte Spanne von der Grundlagenforschung über die anwendungsnahe Entwicklung bis hin zur Umsetzung. Die aktuellen Forschungsaktivitäten auf dem LBC erstrecken sich auf fünf Forschungsbereiche:

Green Aerospace

Speziell die Reduktion des ökologischen Fußabdrucks der Luftfahrt ist eine der primären Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte. Neben der weiteren Verringerung der Treibhausgasemissionen steht auch die Abkehr von den konventionellen Energieträgern im Vordergrund.

Public Security

Es werden innovative Sicherheitslösungen zur Abwehr neu entstehender Bedrohungslagen in der überproportional wachsenden Branche der „zivilen Sicherheitswirtschaft" entwickelt und international vermarktet.

Autonomous Systems

Autonome Systeme (z.B. unbemannte Flugzeuge) werden in immer mehr Lebensbereiche Eingang finden. Technologisch gilt es, autonom entscheidungsrelevante Informationen zu erfassen, zu interpretieren und Entscheidungen zu fällen.

Integrated Systems

Als Klammer um die Forschungsbereiche gilt es, komplexe Simulationslösungen und Demonstratoren zu neuen technologischen Ansätzen und Systemkonzepten (System-of-Systems Kompetenz) zu realisieren.

Technology, Innovation und Entrepreneurship

Eine Herausforderung der Systemführerschaft liegt darin, die globale Organisationsfähigkeit von effizienten und offenen Innovationsprozessen zu entwickeln.


Nachfolgend finden Sie eine Auflistung der Forschungsprojekte, die aus der Zusammenarbeit der Ludwig Bölkow Campus GmbH und dem Munich Aerospace e.V. hervorgegangen sind:

ALGENFLUGKRAFT (Biokerosin aus Algen)

Forschungsgebiet:
Green Aerospace

Projektleiter:
Prof. Thomas Brück (Technische Universität München)

Projektpartner:
Technische Universität München, Bauhaus Luftfahrt, Airbus, Clariant und Conys

Themenstellung:
Im Projekt AlgenFlugKraft sollen innovative Lösungen zur industriellen Produktion nachhaltiger Biotreibstoffe erarbeitet werden. Das Projekt nutzt die Synergien verschiedener Technologieplattformen, wie der Biowasserstoffproduktion und Generierung von CO2 absorbierenden Baustoffen aus Reststoffen. Im Vergleich zu Landpflanzen zeichnen sich photosynthetische Mikroalgen durch einen 10 bis 100-fach höheren Biomasseertrag pro Anbaufläche aus. Außerdem sind sie aktive Verwerter des Klimagases CO2 und haben zusätzlich den Vorteil, nicht mit der Nahrungsmittelproduktion zu konkurrieren. In Zukunft könnten erneuerbare Flugkraftstoffe dezentral in verschiedenen Regionen der Welt produziert werden. Die Forscher untersuchen daher unter anderem auch, wie die Gewinnung der Algen unter verschiedenen klimatischen Bedingungen möglich ist.

EUROPAS (Electric Unmanned Reconnaissance Optionally Piloted Airborne System)

Forschungsgebiet:
Autonome Systeme

Projektleiter:
Wolfgang Mohr (IABG)

Projektpartner:
IABG, ACENTISS, SILVER ATENA, Technische Universität München, Hochschule für Angewandte Wissenschaften, DLR, ZfT

Themenstellung:
Ziel von EUROPAS ist es, Technologien für die erstmalige Demonstration des Einsatzes elektrisch angetriebener Flugzeuge der UL-Gewichts klasse als unbemannte Sensorplattform mit optimalem Nutzlastfaktor zu entwickeln und zu integrieren. Die UL-Klasse liegt zwischen den Mini-UAS mit minimalen Nutzlasten und den schweren UAS mit hohen Kosten. Als Ausgangsbasis wird der bemannte, vollelektrische Technologie-Demonstrator „ELIAS“ mit einem max. Abfluggewicht von 320 kg verwendet. Kritische Komponenten wie Flugregler, elektrischer Antrieb mit gesteigerter Leistung, vollelektrisches Einziehfahrwerk und Datenlink mit elektronischer Strahlschwenkung werden unter konsequenter Berücksichtigung der Zulassbarkeit für den allgemeinen Luftverkehr ausgelegt und entwickelt. Ein formaler (heute noch nicht existenter) Zulassungsprozess kann dabei noch nicht durchlaufen werden, die „optional pilotierte“ Auslegung des Fluggeräts - d.h., dass ein Pilot im Notfall eingreifen kann - sorgt für die nötige Sicherheit.

POWERLAB

Forschungsgebiet:
Green Aerospace

Projektleiter:
Dr. Peter Jänker (Airbus)

Projektpartner:
Airbus, Siemens, Technische Universität München, Universität der Bundeswehr München, Hochschule für Angewandte Wissenschaften München, DLR und Bauhaus Luftfahrt

Themenstellung:
Das Projekt PowerLab ist der Startschuss für den Aufbau eines Kompetenzzentrums auf dem Gebiet hybrider und vollelektrischer Luftfahrtantriebe, ganz im Sinne der ambitionierten Ziele der „Flightpath 2050“- Initiative der Europäischen Kommission zur Reduzierung von CO2-, NOx- und Lärm-Emissionen. In den Forschungslaboren des PowerLabs soll die Eignung hybrider und vollelektrischer Antriebssysteme für Turboprop-Flugzeuge sowie für Rettungs- und Krankentransporthubschrauber erprobt werden. Hierzu entwickeln die Projektpartner Prototypen von Schlüsselkomponenten. Auf dem Prüfstand des PowerLabs testen Experten leichte und zuverlässige Antriebsmotoren, Netzwerke, Energiespeicher und Steuerungsrechner für das Energiemanagement von Flugzeugen und Hubschraubern. Schwerpunkte der Forschung sind hierbei neue Leichtbaukonzepte für die Antriebselemente, um die für
die Luftfahrt erforderlichen hohen Energie- und Leistungsdichten zu erreichen. Im Mittelpunkt stehen Energieeffizienz und Zuverlässigkeit.

ARIEL (Air Traffic Resilience)

Forschungsgebiet:
Public Security

Projektleiter:
Dr. Tobias Kiesling (IABG)

Projektpartner:
IABG, Airbus, DLR, Bauhaus Luftfahrt, Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Fraunhofer Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit (AISEC), Universität der Bundeswehr München, DFS Deutsche Flugsicherung, Flughafen München (Assoziierter Partner)

Themenstellung:
Der Trend zu immer weitergehender technischer Vernetzung einstmals getrennter Systeme und Infrastrukturen im Bereich der zivilen Luftfahrt als kritische Infrastruktur bringt neben den gewünschten Effekten wie z.B. Effizienzsteigerung auch neue Risiken mit sich, insbesondere Bedrohungen aus dem Cyber-Raum. ARIEL befasst sich mit der ganzheitlichen Risikobetrachtung von kritischen Infrastrukturteilen der Luftfahrt, in welchen sich neue Bedrohungspotentiale für die öffentliche Sicherheit durch hochentwickelte Cyber-Angriffe bereits heute voraussehen lassen. Die praxisnahe Erforschung der Cyber-Risiken hat zum Ziel, innovative Korrelationsansätze komplexer Gesamtsystemrisiken und Risikoindikatoren zu entwickeln sowie Präventionsstrategien anhand ausgewählter Szenarien abzuleiten. Letztendlich wird damit das übergeordnete Ziel der Erhöhung der Widerstandsfähigkeit (Resilienz) im Bereich Luftfahrt erreicht.

STRAVARIA (Autonomy Considerations for Stratospheric High Altitude Pseudo-Satellites made in Bavaria)

Forschungsgebiet:
Autonome Systeme

Projektleiter:
Dr. Andreas Langmeier (Airbus)

Projektpartner:
Airbus, Universität der Bundeswehr, DLR, Hochschule für Angewandte Wissenschaften München

Themenstellung:
Als „High Altidtude Pseudo-Satellites (HAPS)“ wird eine Klasse von Luftfahrzeugen bezeichnet, die eine Lücke zwischen Satelliten und unbemannten Flugzeugen füllen. Sie zeichnen sich besonders durch die Eigenschaft aus, auf ein begrenztes Zielgebiet fokussiert zu bleiben, während sie satellitenähnliche Kommunikations- und Erdbeobachtungsdienste über lange Zeiträume ohne Unterbrechung bereitstellen („lokale Persistenz“). Technisch gesehen handelt es sich um unbemannte fliegende Plattformen, die ausschließlich mit Solarenergie betrieben werden, wobei tagsüber eine Batterie aufgeladen wird, die eine Fortsetzung des Fluges während der Nacht ermöglicht. Derzeit ist für die Durchführung einer Mission noch eine sehr umfangreiche Bedienmannschaft (ca. 12 Personen) notwendig. Im Hinblick auf künftige, auch kommerzielle Nutzanwendungen, müssen hier effizientere Rahmenbedingungen geschaffen werden. Ziel von STRAVARIA ist daher die Erreichung eines höheren Automatisierungsgrades in der Missionsplanung, -überwachung und -durchführung, eine energieoptimierte Planung von Missionen zur besseren Ausnutzung des solarelektrischen Antriebskonzepts.

KONRAT (Komponenten von Raketentriebwerken für Anwendungen in Transportsystemen der Luft- und Raumfahrt)

Forschungsgebiet:
Integrated Systems

Projektleiter:
Jan Alting (Airbus)

Projektpartner:
TUM, Airbus, EOS

Themenstellung:
Im Sinne einer Konsolidierung der europäischen Raumfahrtindustrie im Bereich der Trägersysteme empfiehlt sich die Konzentration der bisher europaweit verteilten Arbeitsinhalte auf weniger Standorte. Dies betrifft im Bereich Raumfahrtantriebssysteme auch den Ludwig Bölkow Campus in Ottobrunn (Airbus). Dort bietet sich die Chance, die in Deutschland bestehenden Kompetenzen für das Schubkammern-System zu verstärken und auf das System Triebwerk zu erweitern. Eine potentiell weitere Verwendungsmöglichkeit solcher Technologien sind suborbitale Fluggeräte. Hierbei handelt es sich um z.T. vollständig nach Luftfahrtrichtlinien zertifizierte Flugzeuge, die weltweit im normalen Luftraum operieren können, aufgrund des zusätzlich vorhandenen Raketenantriebssystems aber in der Lage sind, mit speziellen Flugprofilen extreme Flughöhen zu erreichen, aber nicht in die Umlaufbahn aufzusteigen. KonRat umfasst eine Reihe von Aktivitäten, die die Triebwerkssystemkompetenz an Universitäten, Instituten und in der Industrie in Bayern stärker ausbauen und ein tragfähiges Netzwerk schaffen sollen, um darauf aufbauend zukünftig weitere Komponenten- und Systemaufgaben in Bayern zu verankern.

TESSI.0 (Technologiestudie für ein Systementwicklungs- und Simulationszentrum für hybridelektrische Flugzeugantriebe auf dem Airbus Power Campus in Ottobrunn)

Forschungsgebiet:
Integrated Systems

Projektleiter:
Martin Nüßeler (Airbus)

Projektpartner:
Airbus, Siemens, Bauhaus Luftfahrt

Themenstellung:
Neue Fortschritte auf dem Gebiet der elektrischen Antriebstechnologien inklusive elektrischer Maschinen, Batterien, Leistungselektronik und Energiemanagementsysteme lässt die Nutzung elektrischer Antriebe nun auch für Flugzeuge attraktiv erscheinen. Die Erforschung hybridelektrischer Flugzeugantriebe zielt dabei auf eine radikale Verbesserung der Ökoeffizienz von Flugzeugen ab. Ein erster Schritt zum Aufbau dieses Kompetenzfeldes am Ludwig Bölkow Campus war das Projekt PowerLab. Der zweite Schritt soll die Errichtung eines Systemhauses sein, in dem die aus PowerLab bereits vorhandenen Kompetenzen und Kapazitäten sowohl hinsichtlich der Leistungskategorie von heute 1 MW als auch bezüglich der generellen Fähigkeiten zu Systementwicklung und Konzeptnachweis zügig erweitert werden sollen. Dies soll mittels einer Systementwicklungs- und Systemsimulationsplattform verwirklicht werden, welche die rechnerisch unterstützte experimentelle Simulation elektrischer Antriebsstränge für die Luftfahrt und damit den Machbarkeitsnachweis dieser Technologie erlaubt. Im Rahmen von TESSI.0 soll innerhalb eines Jahres die wissenschaftlich-technische Konzeption für das eAircraft-Systemhaus erarbeitet werden.

AAK (Alpines AlgenKerosin)

Forschungsgebiet:
Green Aerospace

Projektleiter:
Prof. Thomas Brück (Technische Universität München)

Projektpartner:
Technische Universität München und Bauhaus Luftfahrt

Themenstellung:
Im Projekt „Alpines AlgenKerosin“ sollen innovative Lösungen zur industriellen Produktion nachhaltiger Biokraftstoffe erarbeitet werden. Das Projekt knüpft direkt an die Ergebnisse an, die im Vorläuferprojekt AlgenFlugKraft erarbeitet wurden. Gleichzeitig überführt es die Technologieplattform in allen Prozessschritten aus dem Labor- in den Pilotmaßstab, wobei der Fokus weiterhin auf der Gewinnung erneuerbarer Flugkraftstoffe aus photosynthetischen Mikroalgen erhalten bleibt.

Das Projekt macht sich zu Nutze, dass Mikroalgen bei gleichzeitiger Schonung wertvollen Agrarlandes und einem aktiven Verbrauch des klimaschädlichen Treibhausgases CO2 einen 10-fach höheren Biomasseertrag pro Anbaufläche als Landpflanzen erreichen. Die im Projekt genutzten Algenarten wachsen außerdem bevorzugt in Brack- oder Meerwasser, wodurch ein erhöhter Süßwasserverbrauch vermieden werden kann. Die Konversion der Algenbiomasse in erneuerbare Kraftstoffe mittels innovativer katalytischer Verfahren bildet den Abschluss der untersuchten Wertschöpfungskette. Die experimentellen Forschungsarbeiten komplementiert eine zeitgleiche, umfangreiche Ökobilanzierung des Gesamtprozesses.

AURAIS (All-Electric Unmanned Reconnaissance and Aerial Imaging Airborne System)

Forschungsgebiet:
Autonome Systeme

Projektleiter:
Roland Leitner (IABG)

Projektpartner:
IABG, ACENTISS, VITES, SILVER ATENA, Technische Universität München, Hochschule für angewandte Wissenschaften und Zentrum für Telematik

Themenstellung:
Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens AURAIS ist es, kritische Technologien unter dem Aspekt der Zulassbarkeit zu entwickeln und zu demonstrieren, um in Deutschland erstmals elektrisch angetriebene Flugzeuge der Ultraleichtklasse als unbemannte Sensorplattformen mit optimalem Nutzlastfaktor für zivile Einsatzaufgaben in den Markt einführen zu können. Als bestehende Ausgangsbasis soll der bemannte, vollelektrische Technologie-Systemdemonstrator „ELIAS“ mit einer derzeitigen maximalen Abflugmasse von 350 kg und einer Antriebsleistung von 18 kW verwendet werden. Ferner werden die im Rahmen des bayerischen Forschungsvorhabens EUROPAS entwickelten Technologien als Basis verwendet, um das optional pilotierte ELIAS-Flugsystem hinsichtlich automatischer Start- und Landefähigkeit in Kombination mit einer zulassungsfähigen und standardisierten Bodenkontrollstation weiterzuentwickeln. Eine weitere Herausforderung ist die Führung von Kleindrohnen mittels luftgestützter Relaisstationen (Demonstration mit ELIAS) zur Erweiterung des Einsatzbereichs und zur autonomen Erstellung von 3D Karten.

ALMA (Additive Layer Manufacturing für akustische Metamaterialien)

Forschungsgebiet:
Integrated Systems

Projektleiter:
Dr. Uwe Christian Müller (Airbus)

Projektpartner:
Airbus, APWORKS GmbH, Technische Universität München

Themenstellung:
Im Projekt ALMA soll das Potential von Additive Layer Manufacturing (ALM) zur Fertigung von Bauteilen mit maßgeschneiderten akustischen Eigenschaften untersucht werden, die zur Reduktion des Innenlärms bei Luftfahrzeugen beitragen und den Passagierkomfort bei reduzierter Masse und reduziertem Treibstoffverbrauch steigern. Hierbei stehen akustische Metamaterialien im Vordergrund, die durch ihren räumlichen Aufbau Schallwellen steuern, dämpfen oder modifizieren. Hierfür werden theoretische Konzepte ausgewählt und auf ihre Anwendbarkeit im Luftfahrtkontex für Flugzeuge bzw. Hubschrauber untersucht. Die dazu erforderlichen Berechnungsverfahren werden von der TU München speziell für Metamaterialien entwickelt. Ausgewählte Bauteilkonzepte werden für alle Airbus Geschäftsbereiche gemeinsam mit APWORKS realisiert. Die aussichtsreichsten Designs werden daraufhin im Akustiklabor vermessen und dann hinsichtlich einer Industrialisierung für Luftfahrzeuge bewertet.

ISP (Integriertes System zur Prozesskettendatenerfassung)

Forschungsgebiet:
Integrated Systems

Projektleiter:
Natalie Mayer (InFactory Solutions)

Projektpartner:
Airbus Safran Launchers, Cevotec, EntServ Deutschland, fortiss, InFactory Solutions, Technische Universität München.

Assoziierte Partner:
Fraunhofer IGCV, Premium Aerotec.

Themenstellung:
Das Projekt „Integriertes System zur Prozesskettendatenerfassung“ erhöht nicht nur das Verständnis für Fertigungsprozesse, sondern unterstützt auch die Entwicklung und die Implementierung der vernetzten und mehrstufigen Auswertung von Prozessketten und deren Kenndaten. Solche „Industrie 4.0“ tauglichen Anlagen sollen zukünftig flächendeckend am Markt angeboten werden. Die im Projekt genutzte Anlage soll zum einen dazu beitragen, die Fertigungsprozesse produktiver und qualitativ hochwertiger zu machen und zum anderen dabei helfen, ein allgemeines Konzept für die Digitalisierung verschiedener Fertigungsanlagen auszuarbeiten und als fertige Lösung anzubieten. Die zugrundeliegende Plattform, auf der die projektrelevante Anwendung laufen wird, soll es ermöglichen, weitere Anwendungen in der „Fabrik der Zukunft“ schnell und flexibel zu implementieren.

D2F2 (Drohnendetektion für die Flugsicherung an Flughäfen)

Forschungsgebiet:
Public Security

Projektleiter:
Dominik Franz (ESG)

Projektpartner:
ESG, esc, Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR)

Themenstellung:
Das Ziel des Projektes D2F2 ist eine Optimierung der Luftraum- und Flugfeldüberwachung, um die Bedrohung durch Kleindrohnen beherrschbar zu machen. Dies bedeutet zum einen die Nutzung neuer Sensorik, um diese Fluggeräte zu detektieren, eindeutig zu klassifizieren und zu verifizieren, wie auch eine Optimierung der Abläufe, mit denen dieser Bedrohungen entgegnet wird.

Alle technischen und organisatorischen Maßnahmen werden unter der Prämisse bewertet, dass sie in die etablierten Systeme und Prozesse eines internationalen Verkehrsflughafens integriert werden müssen.

Neben dem Mittel organisatorischer Gegenmaßnahmen werden zudem die technischen und juristischen Möglichkeiten sowie Grenzen bewertet um mit einem zukünftigen System aktiv Kleindrohnen abwehren zu können.