Projekte: AVIATION

Im Projekt AMBER (InnovAtive DeMonstrator for hyBrid-Electric Regional Application) entwickeln die rund 20 Partner von Konsortialführer Avio Aero einen Turboprop-Antrieb, der von einem Elektromotor unterstützt wird. Seinen Strom bezieht er von einer Brennstoffzelle. Das Ziel ist es, den Verbrauch während eines typischen regionalen Fluges im Vergleich zu heutigen Antriebskonzepten um mindestens 50 Prozent zu reduzieren. An Entwicklung und Testung des Antriebsstrangs arbeitet das Fraunhofer IISB mit.

Ziel des Projekts CONCERTO (Construction Of Novel CERTification methOds and means of compliance for disruptive technologies) ist es, ein umfassendes Regelwerk für die Zertifizierung innovativer Produkte bereitzustellen, um einerseits die Sicherheit zu verbessern und andererseits neue Produkte schneller auf den Markt und in Betrieb zu bringen. Dassault Aviation leitet das Konsortium mit mehr als 30 Partnern. Das Fraunhofer IISB ist hier für die Sicherheit von Batteriesystemen zuständig.

Im Projekt FASTER-H2 (Fuselage, Rear Fuselage and Empennage with Cabin and Cargo Architecture Solution Validation and Technologies for H2 Integration) wird die Architektur ultra-effizienter, H₂-betriebener Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge entwickelt. Das Projekt mit mehr als 30 Partnern koordiniert die Airbus Operations GmbH. Die Fraunhofer-Institute IMWS und ICT arbeiten an neuartigen Sandwichstrukturbauteilen aus thermoplastischen Materialien und analysieren die Energiebilanz und potenzielle Umweltwirkungen (LCA).

Hauptziel des Projekts H2ELIOS (HydrogEn Lightweight & Innovative tank for zerO-emisSion aircraft) ist es, aus möglichst nachhaltigen Materialien luftfahrtgeeignete Tanksysteme für flüssigen Wasserstoff zu entwickeln. Um Gewicht zu sparen, sollen diese in die Primärstruktur des Flugzeugs integriert werden können. Das Projekt mit 14 Partnern wird von Aciturri Engineering SL koordiniert. Das Fraunhofer ENAS entwickelt hier passende Wasserstoff-Sensoren als Teil des Sicherheitskonzepts.

Ein hybrid-elektrischer Flugzeugantrieb benötigt sehr hohe elektrische Leistungen. Das Ziel des Projekts HECATE (Hybrid ElectriC regional Aircraft distribution Technologies) ist es, eine luftfahrtgeeignete Hochspannungs-Verteiltechnologie zu entwickeln und in Bodentests zu validieren. Das Konsortium mit 36 Partnern wird von der Collins Aerospace Ireland Ltd. angeführt. Die Fraunhofer-Institute IISB und ENAS entwickeln hier unter anderem ein leichtes Hochleistungsmodul auf Keramikbasis.

HERA (Hybrid-Electric Regional Architecture) entwickelt Konzepte für umweltfreundliche Regionalflugzeuge. Diese sollen über einen hybrid-elektrischen Antrieb verfügen, der auf Batterien oder Brennstoffzellen als Energiequellen basiert und durch nachhaltige Flugkraftstoffe oder Wasserstoffverbrennung unterstützt wird. Ziel sind um 90% geringere Emissionen. Das Konsortium aus 48 Partnern, darunter die Fraunhofer-Institute ICT (ecoDESIGN) und IISB (Leistungselektronik) wird von Leonardo S.p.A. geleitet.

Im Zentrum des Projekts HERWINGT (Hybrid Electric Regional Wing Integration Novel Green Technologies) steht die Entwicklung leichterer und aerodynamischerer Flügel für hybrid-elektrische Regionalflugzeuge. Höher integrierte Systeme, neue Materialien und Technologien sollen deren Gewicht um 20 Prozent reduzieren. Konsortialführer des Projekts mit mehr als 25 Partnern ist Airbus Defence and Space SA (ES). Das Fraunhofer IKTS entwickelt das Datenerfassungssystem zur Umsetzung der Strukturüberwachung.

Im Mittelpunkt des Projekts HyPoTraDe (Hydrogen Fuel Cell Electric Power Train Demonstration) steht die Entwicklung sicherer und zuverlässiger Architekturen für einen modularen elektrischen Antriebsstrang mit hoher Leistung, der Brennstoffzellen und Batterien als Energiequellen nutzt. Koordinator des Projekts mit fünf Partnern ist Pipistrel Vertical Solutions DOO. Das Fraunhofer IISB übernimmt wesentliche Teile von Entwicklung und Testung des Antriebsstrangs.

Ziel des Projekts NEWBORN (NExt generation high poWer fuel cells for airBORNe applications) ist es, die technologische Basis für Luftfahrt-geeignete Brennstoffzellen mit Leistungen bis in den Megawatt-Bereich zu entwickeln. Bis 2026 soll dabei eine Antriebssystemeffizienz von 50% erreicht werden. NEWBORN wird von Honeywell International SRO koordiniert und umfasst 18 Partner, darunter die Fraunhofer-Institute ICT, ENAS und IISB. Letzteres leitet das Arbeitspaket für das Hochspannungsstromverteilungssystem.

Das Clean Aviation-Projekt SMR-ACAP (Small and Medium Range AirCraft Architecture and technology integration Project) führt die Ergebnisse seiner systembezogenen Entwicklungsarbeit mit denen anderer Projekte zusammen und bewertet deren kombiniertes Potenzial, die Treibhausgasemissionen von Flugzeugen mit kleiner und mittlerer Reichweite bis 2035 um 30 Prozent gegenüber dem Stand von 2020 zu reduzieren. Konsortialführer des Projekts mit insgesamt rund 25 Partnern ist die Airbus Operations GmbH. Das Fraunhofer ICT bringt hier seine Expertise im Bereich ecoDESIGN ein.

Regional- und Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge mit Hybridantrieb erzeugen überschüssige Wärme. Daher steigt der Wärmemanagement-Bedarf an Bord von etwa 50 kW auf bis zu 1000 kW an. Im Projekt TheMa4HERA (Thermal Management for the Hybrid Electric Regional Aircraft) entwickelt und testet ein Konsortium von mehr als 20 Partnern unter der Leitung von Honeywell International SRO innovative Technologien für das Wärmemanagement und die Wärmeableitung. Auf Fraunhofer-Seite sind das IISB und das IBP beteiligt.

Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts UP Wing werden Schlüsseltechnologien für hocheffiziente Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge entwickelt. Konkret geht es um die Integration von Ultra-Performance-Flügelkonzepten mit dem Ziel, einen Beitrag zu leisten den Treibstoffverbrauch auf Flugzeugebene im Vergleich zu einem „state-of-the-art“ Kurz- / Mittelstreckenflugzeug um mindestens 30 % zu senken. Das interdisziplinäre Konsortium besteht aus Flugzeugbauern, Industrie, Forschungseinrichtungen und Hochschulen. Die Fraunhofer-Institute IFAM, LBF und EMI bringen ihre Expertise in den Bereichen Oberflächentechnik, Aktuatorik und Simulation ein.

Ziel des Projekts Airframe war es, neue Werkstoffe, neue Fertigungsmethoden und Strukturtechniken sowie innovative Steuerungs- und Antriebsarchitekturen zu entwickeln und integrieren, um die Umweltauswirkungen des Luftverkehrs zu reduzieren. Im Fokus der Weiterentwicklung standen die Optimierung der Aerodynamik, des Gewichts, der Kosten und der Auswirkungen im Lebenszyklus. An dem Projekt mit mehr als 130 Partnern waren die Fraunhofer-Institute EMI, ENAS, IBP, ICT, IFAM, IGCV, IGD, IPA, IWM und LBF beteiligt.

Die von Fraunhofer geleitete Querschnittsaktivität Eco-Design (eco TA) folgte dem "Cradle-to-Cradle"-Ansatz für Entwicklung, Herstellung, Wartung und Recycling von Flugzeugbauteilen. Das Projekt bewertete Rohstoffe, Materialien und Prozesse anhand eines umfassenden Life-Cycle-Assessments und leistete damit einen wichtigen Beitrag, um die Luftfahrt von morgen nachhaltig zu gestalten (ecoDESIGN^®). In eco TA engagierten sich die Fraunhofer-Institute IBP, ICT, IGD, IISB, ILT, IML, IPT, ISI und LBF.

Bei der Entwicklung zukünftiger Triebwerksgenerationen spielt die Reduktion des ökologischen Fußabdrucks eine entscheidende Rolle. Dies erfordert ein Höchstmaß an Innovationskraft und neue Konzepte. Zusammen mit rund 70 Partnern arbeiteten die Fraunhofer-Institute IPT, ICT und ILT daran, neue Technologien zu entwickeln, die nicht nur im Flugbetrieb sondern in allen Lebenszyklusphasen ökologisch nachhaltiger sind. Hierzu zählen verbesserte Fertigungsverfahren, Reparatur- und Recycling-Szenarien.

Große Passagierflugzeuge befördern mehr als 100 Passagiere oder eine entsprechende Ladung über Kurz-, Mittel- und Langstrecken. Gemeinsam mit rund 150 Partnern arbeiteten die Fraunhofer-Institute EMI, ENAS, IBP, IFAM, IGCV, IWS und LBF an der Weiterentwicklung von in Clean Sky 1 entwickelten Technologien und an der Integration neuer, innovativer Technologien wie einem multifunktionalen Rumpf-Demonstrator aus thermoplastischen Materialien und neuen Montageverfahren für zukünftige Flugzeuge.

Im Zentrum des Projekts Regional Aircraft standen drei bodengebundene und zwei fliegende Demonstratoren. Ihre Aufgabe war es, in Clean Sky 1 entwickelte sowie neue Technologien und Methoden so weiterzuentwickeln, dass sie die hohen Anforderungen erfüllen, die an künftige, hocheffiziente Regionalflugzeuge geknüpft sind. In diesem Projekt mit rund 30 Partnern engagierten sich die Fraunhofer-Institute ENAS, IBP, IISB und IKTS. Regional kooperierte eng mit den Projekten Systems, Airframe und ecoDESIGN.