Luftverkehr: Weniger Emissionen durch leichtere Flugzeugteile

Forschende des KIT berechnen energieeffiziente Flugzeugstrukturen, um Lärm- und Treibhausgasemissionen zu senken

Im Projekt FALCON entwickeln Forschende des KIT mithilfe von Modellsimulationen effiziente Flugzeugdesigns.

Damit die EU ihr politisches Ziel erreichen kann, bis 2050 keine Treibhausgase mehr zu verursachen, müssen auch die Emissionen des Luftverkehrs reduziert werden. Ein Ansatz ist, das Gewicht der Flugzeugzelle, also des Flugzeuggerüsts, zu verringern und so die Aerodynamik zu verbessern. Die Optimierung der Konstruktionskapazitäten der europäischen Luftfahrtindustrie und damit auch die Reduzierung der Lärmemissionen ist daher Ziel des zum Jahresanfang gestarteten Projekts FALCON, an dem auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt ist.

Mit Modellsimulationen effiziente und energiesparende Flugzeugdesigns entwickeln

„Um das Strukturgewicht der Flugzeugzelle zu verringern, brauchen wir noch flexiblere Tragflächen und Verbindungen zwischen den Flugzeugteilen sowie einen schlankeren Rumpf“, sagt Stephan Simonis vom Institut für Angewandte und Numerische Mathematik des KIT. Zusammen mit Mathias J. Krause, dem Leiter der Lattice Boltzmann Research Group am KIT, gehört er dem Lenkungsausschuss im Projekt FALCON an.

„Am KIT entwickeln wir mithilfe der mathematisch-numerischen Modellierung hocheffiziente Simulationsalgorithmen, welche die Wechselwirkung von Fluiden und Strukturen berechnen, zum Beispiel die Luftströmung um die elastischen Tragflächen eines Flugzeugs“, so Krause. Ziel ist es, effiziente und energiesparende Designs zu entwerfen. Dazu erstellen die Forschenden spezielle Lösungsverfahren, die es erlauben, komplexe aerodynamische Probleme schnell auf Hochleistungsrechnern zu berechnen. „So können wir Optimierungen vornehmen, um beispielsweise den Treibstoffverbrauch von Flugzeugen zu senken“, erklärt Krause. Das Projekt hat eine Laufzeit von vier Jahren.

swi, 22.03.2024