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Erfolgreiche Abschlusspräsentation von Zukunftsszenarien zum Thema „Air Cargo 2035+“
Im Sommersemester 2023 hat am Bauhaus Luftfahrt in Taufkirchen unter Federführung des Lehrstuhls für Luftfahrtsysteme das jährlich angebotene „Praktikum Luftverkehrsszenarien“ in Kooperation mit Airbus, dem Bauhaus Luftfahrt e.V. und dem Flughafen München stattgefunden.
Im Rahmen dieses Praktikums entwickelte das Studierendenteam drei alternative, konsistente Szenarien zur mittel- bis langfristigen Entwicklung der Luftfrachtbranche. Die finalen Szenarien unterscheiden sich besonders im Hinblick auf die politische und makroökonomische Situation und im Stellenwert, welcher Umweltschutz- und Nachhaltigkeitsgedanken beigemessen wird. Dabei hat vor allem die politische Weltlage bedeutenden Einfluss auf die zukünftige Ausgestaltung von Lieferketten und damit auf die Nachfrage nach Luftfracht. Darüber hinaus wurde in allen Szenarien ein signifikanter Einfluss von Automatisierung und Digitalisierung auf die Ausgestaltung zukünftiger Bodenprozesse und der operativen Planung identifiziert. Im Ergebnis konnten alle drei Szenariogruppen Aussagen zum jährlichen Wachstum des Luftfrachtmarktes bis 2035 sowie zur damit einhergehenden Flottenentwicklung bei neu ausgelieferten, wie auch bei Umbaufrachtern, ableiten.
Die Abschlusspräsentation des Praktikums fand am 19. Juli 2023 unter dem Titel „Air Cargo 2035+: The future of air cargo in a challenging environment“ statt. Die Ergebnisse wurden den über 40 Teilnehmern in Präsenz wie auch über Webex vorgestellt und legten die Grundlage für eine anschließende rege Diskussion zu den Szenarioergebnissen.
Wir beglückwünschen unser Studierendenteam zur erfolgreichen Abschlusspräsentation. Für weitere Informationen kontaktieren Sie gerne johannes.michelmann@tum.de.
Neuigkeiten von MILAN
Abbildung 1: Der Test Setup
Abbildung 2: Flügelbiegung aufgebracht mit dem Kran (Kreisflug)
Abbildung 3: Morphing des vorderen Flügelabschnitts (klicken für Animation)
Im Rahmen des LuFo-Projekts MILAN (Morphing Wings for Sailplanes) wurde in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern ein Morphing-Flügelsegment in Originalgröße entworfen, gebaut und getestet. Es handelt sich dabei um einen funktionalen und strukturellen Demonstrator des Innenflügels für ein Hochleistungssegelflugzeug mit 18 m Spannweite und einer elastisch verformbaren Flügelvordersektion (Morphingnase). Der Versuchsaufbau ist in Abbbildung 1 zu sehen.
Ein Segelflugzeug mit einer verformbaren Flügelvordersektion in Kombination mit einer konventionellen Hinterkantenklappe bietet das Potenzial, die Laminardelle in der Widerstandspolare auf höhere Auftriebsbeiwerte zu erweitern. Dadurch kann die Flügelfläche verkleinert und die Flächenbelastung erhöht werden, während die Langsamflugleistung erhalten bleibt. Höhere Gleitzahlen (Auftrieb/Widerstand), insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten, können erreicht werden.
Eine Reihe von elastisch verformbaren Rippen mit nachgiebigen Mechanismen wird verwendet, um die gewünschte Verformung der Flügelhaut aufzuprägen (Reinisch 2019, Reinisch et al. 2021). Auf diese Weise ist es möglich, für unterschiedliche Flugzustände zwischen bestimmten Tragflächenprofilen zu wechseln. Für den Schnellflug haben die Profile eine geringe Wölbung, für den Langsamflug wird die Vordersektion heruntergewölbt (gemorpht) und die Hinterkantenklappe wird nach unten ausgeschlagen. Spezielle Morphing-Profile und ein Flügelgrundriss wurden dafür entworfen und optimiert (Achleitner et al. 2019).
Eine Flügelhaut aus Faser-Verbundwerkstoff wurde entwickelt, um die gewünschten Verformungen ohne Beulen zu erreichen (Sturm und Hornung 2021). Die Primärflügelstruktur für das Demonstrator-Flügelsegment ist so ausgelegt, dass sie trotz der geringeren Dicke und der kleineren Querschnitte den Belastungen standhält. Statische, aeroelastische Optimierung zur Reduktion der Flügelverdrehung wurde untersucht (Sturm et al. 2021).
Das Demonstrator-Flügelsegment umfasst den inneren Flügel bis zu einer Halbspannweite von 2400 mm und ist mit einem Stahlträger verlängert, um eine repräsentative Flügelbiegung mit einem Kran aufbringen zu können (siehe Abbildung 2). Bisherige numerische Untersuchungen zeigen, dass die überlagerte Flügelbiegung die Nasenverformung beeinflusst und zu größeren Aktuationskräften führt. Mittels eines Torsionsrohrs mit mechanischem Umlenkgetriebe wird an drei Punkten an der unteren Flügelhaut gezogen.
Im Versuch wurden verschiedenen Flügelbiegeverformungen (Massenentlastung, Horizontalflug, Kreisflug) aufgebracht und die Flügelvordersektion in Schnell- und Langsamflugstellung verformt. Die Geometrie wurde mittels Photogrammmetrie und 3D-Laserscanning zur Analyse der Tragflügelkonturen vermessen (siehe Abbildung 3). Dehnungen der formvariablen Schale wurden lokal mit Dehnungsmessstreifen aufgezeichnet.
Nach den statischen Tests wurde mit der Vordersektion ein Ermüdungsversuch mit mehreren tausend Lastzyklen durchgeführt. Die Testauswertung wird momentan durchgeführt.
Status: November 2022
Flight Testing of the T-FLEX Subscale Demonstrator Continues
On 9th of May the FLiPASED project team went to the DLR's National Experimental Test Center for Unmanned Aircraft Systems (EDBC) for a two-week-long flight test campaign. 10 members of the Chair of Aircraft Design attended the campaign in shifts to gather as much flying time as possible with the subscale demonstrator named T-FLEX.
8 flights were performed. The flight test goals were focused on testing the autopilot functionalities that will be required for the upcoming flutter-suppression tests. Furthermore, flight data was gathered to identify the flexible and rigid body modes, airflow visualization experiments were carried out, as well as airspeed calibration and drag component extraction test points were flown.
The TU München team would like to thank the project partners SZTAKI, DLR-G and DLR-SR for their help on-site.
Studentischer Wettbewerb: Air Cargo Challenge 2022
Die Air Cargo Challenge (ACC) ist ein Wettbewerb, der sich an Studierende der Ingenieurswissenschaften richtet. Er wurde ins Leben gerufen, um das Interesse der Studierenden für die Luftfahrt zu stärken und Praxisbezug zu schaffen. Innerhalb von 10 Monaten muss ein unbemanntes Flugzeug entworfen und gebaut werden, um gegen andere Teams aus der ganzen Welt anzutreten. Die zentrale Aufgabe des Flugzeugs ist der Transport einer Nutzlast.
Die teilnehmenden Teams bekommen die Aufgabe, medizinische Notfallgüter mit einem unbemannten elektrischen Flugzeug zu transportieren. Das Flugzeug ist zerlegbar, um in einer kleinen Kiste transportiert zu werden. Beschränkte Platzbedingungen im Zielgebiet geben die maximale Größe des aufgebauten Flugzeugs, sowie die Startbedingungen vor. Ziel ist es, möglichst viele medizinische Güter schnell zum Einsatzort zu bringen. Am Ende der Mission steht die sichere Landung zur Versorgung von Patienten.
Dieses Jahr wurde der Wettbewerb von der studentischen Gruppe "AkaModell München e.V." am Campus in Garching ausgetragen. Über 200 Studierende aus 13 Nationen nahmen an dem Wettbewerb teil. Nach drei erfolgreichen Flugtagen stehen die Gewinner fest:
ADDI, Aachen, Deutschland
AeroUD, Udine, Italien
AkaModell, Stuttgart, Deutschland
Die Gruppe "AkaModell München e.V." dankt der TU München und insbesondere Prof. Hornung herzlich für die Unterstützung bei der Organisation des Wettbewerbs!
Erfolgreiche Abschlusspräsentation von Zukunftsszenarien zum Thema „Hydrogen Powered Aviation 2035+“
Auch im Wintersemester 2021/2022 hat an der Technischen Universität München unter Federführung des Lehrstuhls für Luftfahrtsysteme das jährlich angebotene „Praktikum Luftverkehrsszenarien“ in Kooperation mit Airbus, dem Bauhaus Luftfahrt e.V. und dem Flughafen München stattgefunden. Die Lehrveranstaltung erfolgte aufgrund der COVID-19-Pandemie unter besonderen Bedingungen in hybrider Form mit Präsenztreffen sowie einer digitalen Abschlusspräsentation.
Im Rahmen dieses Praktikums entwickelte das Studierendenteam drei alternative, konsistente Szenarien zur Integration wasserstoffangetriebener Flugzeuge in das Luftverkehrssystem. Die finalen Szenarien unterscheiden sich im Hinblick auf die politische und gesellschaftliche Unterstützung von Wasserstoffantrieben in der Luftfahrt, Aspekten der infrastrukturellen Integration entsprechender Luftfahrzeuge besonders an Flughäfen und den Vorteilen von Wasserstoff im Vergleich zu anderen Energieträgern bei der Reduktion des Umwelteinflusses der Luftfahrt. Allen Szenarien gemein sind Voraussetzungen, die für eine Einführung von Wasserstoffantrieben in der Luftfahrt erfüllt sein müssen. Als solche Voraussetzungen wurden u.a. die Besteuerung von Kerosin zur Steigerung der Konkurrenzfähigkeit neuartiger Antriebslösungen sowie breite politische Unterstützung als auch frühzeitige Kooperation zur Erstellung der notwendigen Infrastruktur identifiziert.
Die Abschlusspräsentation des Praktikums fand am 26. Januar 2022 unter der Überschrift „Hydrogen Powered Aviation 2035+: Path from COVID-19 crisis toward a climate-friendly future of aviation?“ statt. Die Ergebnisse wurden den über 80 Teilnehmer*innen via Zoom vorgestellt und legten die Grundlage für eine anschließende rege Diskussion u.a. über die wichtigsten Hürden für die flächendeckende Einführung von Wasserstoffantrieben in der Luftfahrt und die daraus entstehenden Auswirkungen auf z.B. die Kundennachfrage.
Wir beglückwünschen unser Studierendenteam zur erfolgreichen Abschlusspräsentation. Für weitere Informationen kontaktieren Sie gerne johannes.michelmann@tum.de.
