Die Durchführung von Flugzeugentwurfsstudien und -optimierungen erfordert eine flexible, benutzerfreundliche und erweiterbare Entwurfsumgebung, um sowohl konventionelle als auch unkonventionelle Flugzeugkonfigurationen auslegen und innovative Technologien berücksichtigen zu können. Vor diesem Hintergrund wird am Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme eine Flugzeugentwurfsumgebung für das Conceptual Design und die frühen Phasen des Preliminary Designs zur Anwendung in Forschung und Lehre entwickelt. Sie basiert auf dem universellen, objekt-orientierten Datenmodell ADDAM (Aircraft Design Data Model), welches sowohl für Transportflugzeuge als auch für UAVs verwendbar ist. Für die einzelnen Teilgebiete des Flugzeugentwurfs wird eine erweiterbare Sammlung bereits existierender sowie speziell entwickelter Ansätze und Verfahren mittels einer standardisierten Schnittstelle an das Datenmodell angebunden. Eine Bibliothek von Flugzeugen, Flügelprofilen, Triebwerken und Materialien erhöht die Wiederverwendbarkeit und erleichtert die schnelle Untersuchung verschiedener Konzepte.
Ganzheitliche Konzeptbewertung mit ADEBO
Die Bewertung neuartiger, konzeptioneller Flugzeugkonzepte anhand operationeller Parameter stellt in vielerlei Hinsicht einen zentralen Punkt früher Phasen des Flugzeugvorentwurfs dar. Mit den in den Forschungsbereichen Flugzeugentwurf und Zukunftstrends & Technologien verwendeten, sowie im Rahmen dieses Forschungsbereichs entwickelten Verfahren stehen vielfältige Möglichkeiten bereit, deren Kombination eine ganzheitlichere Betrachtung des Einsatzes zukünftiger Luftfahrzeuge erlaubt. Hierbei liegt der Fokus insbesondere auf vielversprechenden Technologien zur signifikanten Senkung des ökologischen Fußabdrucks der Luftfahrt, wie Wasserstoff- oder batteriebetriebene (Hybrid-) Luftfahrzeuge. Methoden für die Berechnung von Emissionen und Klimawirkung im Betrieb sowie komplette Lebenszyklusanalysen zur ökologischen Analyse sowie Methoden zur Ermittlung von direkten Betriebskosten zur ökonomischen Analyse dieser Luftfahrtzeuge werden am Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme (weiter-)entwickelt und zunächst auf der Ebene einzelner Luftfahrzeuge bzw. exemplarischer Missionen angewendet. Hierbei kommt dem Vergleich mit vorhandenen oder weiterentwickelten konventionellen Technologien besonderes Augenmerk zu, wofür neben der Betrachtung einzelner Missionen auch die Gesamtflottenbetrachtung zentral wird. So können die Auswirkungen neuer Technologien auf die Flottenstruktur in Abhängigkeit des Einflottungszeitpunkts und der zur Verfügung stehenden Produktionskapazitäten abgeschätzt werden. Im Rahmen einer Technologiefolgenabschätzung werden in der Folge die Emissionen des Luftverkehrs für spezifische Szenarien berechnet und in Relation zueinander gesetzt. Auswirkungen neuer Technologien auf die Klimawirkung der Luftfahrt können auf diese Weise entsprechend ihrer Flottendurchdringung in globalem Maßstab quantifiziert werden. Diese ganzheitliche Konzeptbewertung erlaubt unter anderem Rückschlüsse auf einflussreiche Flugzeugparameter wie auch die Bedeutung von Produktionskapazitäten zur Erreichung von vorgegebenen Klimazielen.
Michelmann, Johannes; Hornung, Mirko: Effects of Higher-Fidelity Route Definition in Modeling Fleet Development Influenced by Airport Congestion. AIAA SciTech 2024, American Institute for Aeronautics and Astronautics, 2024 mehr…
2023
Michelmann, Johannes; Hornung, Mirko: Influence and Sensitivities of Airport Capacity Limitations Modeling in Air Transport Fleet Development. 26th ATRS World Conference, 2023 mehr…
Michelmann, Johannes; Mateo Guarch, Maria; Hornung, Mirko: Influence of Airport Capacity Limitation Mitigation on Air Traffic Networks and Fuel Consumption. AIAA 2023 Aviation Forum, 2023 mehr…
2022
Klaproth, Tim; Hornung, Mirko: SUCCESSIVE KNOWLEDGE BUILDUP AND TRANSFER DURING THE ANALYSIS OF SCALED UAV WINGS BY MEANS OF MACHINE LEARNING. ICAS 2022, International Council of the Aeronautical Sciences, 2022 mehr…
Klaproth, Tim; Bäuerle, Hannes; Hornung, Mirko: Multi-Fidelity Aerodynamic Modeling in a Mission-Based Conceptual UAV Design Process. AIAA AVIATION 2022 Forum, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2022 mehr…
Klaproth, Tim; Hornung, Mirko: Off-Design Mission Performance Prediction for Unmanned Aerial Vehicles Based on Machine Learning. 2022 IEEE Aerospace Conference (AERO), 2022 mehr…
Klaproth, Tim; Hornung, Mirko: Impact of Design Parameters on UAV Mission Performance: How Relationships Change throughout a Given Design Space. AIAA AVIATION 2022 Forum, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2022 mehr…
Kossarev, Kristina; Scholz, Anna E.; Egerer, Patrick; Hornung, Mirko: Comparison of Environmental Life Cycle Impact Assessment Methods for Future Aircraft Designs. AIAA AVIATION 2022 Forum, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2022 mehr…
Kossarev, Kristina; Scholz, Anna Elena; Hornung, Mirko: Comparative environmental life cycle assessment and operating cost analysis of long-range hydrogen and biofuel fueled transport aircraft. CEAS Aeronautical Journal, 2022 mehr…
Michelmann, Johannes; Gruber, Benedict; Stroh, Florian; Hornung, Mirko: Evolutionary Fleet Development Considering Airport Capacity Limitations and their Mitigation. AIAA Aviation Forum 2022, 2022Chicago, USAmehr…
Scholz, Anna E.; Michelmann, Johannes; Hornung, Mirko: Fuel Cell Hybrid-Electric Aircraft: Design, Operational, and Environmental Impact. AIAA SCITECH 2022 Forum, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2022 mehr…
2021
Anna Elena Scholz, Johannes Michelmann, Mirko Hornung: Design, Operational and Environmental Assessment of a Hybrid-Electric Aircraft. AIAA Scitech 2021 Forum, 2021 mehr…
Hasenau, M.A.C.; Varga, S.A.; Scholz, A.E.; Hornung, M.: Enhancement of an Aircraft Design Environment for the Design of Fighter Aircraft. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., 2021 mehr…
Klaproth, Tim; Hornung, Mirko: Investigation of Mission Performance Sensitivities for Unmanned Aerial Vehicles Based on Parametric Similarity Assessment of Mission Requirements. AIAA AVIATION 2021 FORUM , American Institute of Aeronautics and Astronautics , 2021 mehr…
Kossarev, Kristina; Scholz, Anna Elena; Hornung, Mirko: Comparative Environmental Life Cycle Assessment and Operating Cost Analysis of Long-Range Hydrogen and Biofuel Transport Aircraft. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2021, 2021 mehr…
Michelmann, Johannes; Steinweg, Dominik; Paul, Annika; Habersetzer, Antoine; Hornung, Mirko: Impact of a New Long-Range Aircraft Concept Considering Aircraft Sharing on Airline Fleet Scheduling. AIAA Science and Technology Forum 2021, 2021 mehr…
Scholz, Anna Elena; Trifonov, Dimitar; Hornung, Mirko: Environmental life cycle assessment and operating cost analysis of a conceptual battery hybrid-electric transport aircraft. CEAS Aeronautical Journal, 2021 mehr…
