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www.bdli.de Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie e.V. Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes 27. November 2014, BMWi Georg F. Rayczyk Vorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

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wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 2

Inhalt

1 Strategischer UumlberblickMarktentwicklung Zielsystem (ACARE)Herausforderung fuumlr Luftfahrtindustrie

2 Uumlberblick Roadmap VehikelFlugzeugkonfigurationBauweisenWerkstoffeFertigungsverfahrenSystemeKabine

3 Antriebe (Dr Sieber)

4 Luftverkehr (Dr Heil)LuftverkehrsmanagementFlugbetriebFlugfuumlhrung

5 Zusammenfassung

wwwbdlide

Seite 3

Ein Ruumlckblickhellip

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 4

Roadmap LuFo 1 2 ndash bdquoLeitkonzepteldquo

LuFo 1 amp 2 ndash wie alles begann

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 5

Was sind die Leitplanken der Technologie ndash

Entwicklung heute

Was treibt die Entwicklung der

Luftverkehrssysteme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 6

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Flug

bull Keine Ver-

spaumltungen

bull Schnell

bull Erschwinglich

bull Sicher

Schienebull Kapazitaumlt amp

vernetzte

Anschluumlsse

bull Leistungsfaumlhigkeit

bull Mehr Fracht

bull Keine admin amp

tech Barrieren

Straszligebull Elektromobilitaumlt

bull bdquoNeuerfindungldquo des

Autos

bull Neue Konstruktions-

prinzipien

(leichtldquolow costldquo)

Uumlberlastung

Kundenbedarf

Wettbewerb

Emissions-

reduktion

Knappheit von

Rohstoffen

Infrastruktur

Intermodale Anforderungen amp Strategien

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 7

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Beispiel Reisezeit ndash Ziele aus Flightpath 2050 4 h Tuumlr zu Tuumlr

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 8

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Der() Passagier der Zukunft

Heterogene Anforderungen

unterschiedliches Verbraucher-

verhalten div Anforderungsprofile

Spezifische individuell

zugeschnittene Bedarfsabdeckung

Mehr bdquoLifestyleldquo statt klassischer

Reisender-Profile

Modal durchgaumlngiges Reisen

(bdquoseamless connectivityldquo)

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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10

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 2: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 2

Inhalt

1 Strategischer UumlberblickMarktentwicklung Zielsystem (ACARE)Herausforderung fuumlr Luftfahrtindustrie

2 Uumlberblick Roadmap VehikelFlugzeugkonfigurationBauweisenWerkstoffeFertigungsverfahrenSystemeKabine

3 Antriebe (Dr Sieber)

4 Luftverkehr (Dr Heil)LuftverkehrsmanagementFlugbetriebFlugfuumlhrung

5 Zusammenfassung

wwwbdlide

Seite 3

Ein Ruumlckblickhellip

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 4

Roadmap LuFo 1 2 ndash bdquoLeitkonzepteldquo

LuFo 1 amp 2 ndash wie alles begann

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 5

Was sind die Leitplanken der Technologie ndash

Entwicklung heute

Was treibt die Entwicklung der

Luftverkehrssysteme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 6

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Flug

bull Keine Ver-

spaumltungen

bull Schnell

bull Erschwinglich

bull Sicher

Schienebull Kapazitaumlt amp

vernetzte

Anschluumlsse

bull Leistungsfaumlhigkeit

bull Mehr Fracht

bull Keine admin amp

tech Barrieren

Straszligebull Elektromobilitaumlt

bull bdquoNeuerfindungldquo des

Autos

bull Neue Konstruktions-

prinzipien

(leichtldquolow costldquo)

Uumlberlastung

Kundenbedarf

Wettbewerb

Emissions-

reduktion

Knappheit von

Rohstoffen

Infrastruktur

Intermodale Anforderungen amp Strategien

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 7

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Beispiel Reisezeit ndash Ziele aus Flightpath 2050 4 h Tuumlr zu Tuumlr

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 8

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Der() Passagier der Zukunft

Heterogene Anforderungen

unterschiedliches Verbraucher-

verhalten div Anforderungsprofile

Spezifische individuell

zugeschnittene Bedarfsabdeckung

Mehr bdquoLifestyleldquo statt klassischer

Reisender-Profile

Modal durchgaumlngiges Reisen

(bdquoseamless connectivityldquo)

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

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hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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hm

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sp

ruchsvo

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20

10

+ d

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 3: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 3

Ein Ruumlckblickhellip

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 4

Roadmap LuFo 1 2 ndash bdquoLeitkonzepteldquo

LuFo 1 amp 2 ndash wie alles begann

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 5

Was sind die Leitplanken der Technologie ndash

Entwicklung heute

Was treibt die Entwicklung der

Luftverkehrssysteme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 6

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Flug

bull Keine Ver-

spaumltungen

bull Schnell

bull Erschwinglich

bull Sicher

Schienebull Kapazitaumlt amp

vernetzte

Anschluumlsse

bull Leistungsfaumlhigkeit

bull Mehr Fracht

bull Keine admin amp

tech Barrieren

Straszligebull Elektromobilitaumlt

bull bdquoNeuerfindungldquo des

Autos

bull Neue Konstruktions-

prinzipien

(leichtldquolow costldquo)

Uumlberlastung

Kundenbedarf

Wettbewerb

Emissions-

reduktion

Knappheit von

Rohstoffen

Infrastruktur

Intermodale Anforderungen amp Strategien

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 7

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Beispiel Reisezeit ndash Ziele aus Flightpath 2050 4 h Tuumlr zu Tuumlr

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 8

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Der() Passagier der Zukunft

Heterogene Anforderungen

unterschiedliches Verbraucher-

verhalten div Anforderungsprofile

Spezifische individuell

zugeschnittene Bedarfsabdeckung

Mehr bdquoLifestyleldquo statt klassischer

Reisender-Profile

Modal durchgaumlngiges Reisen

(bdquoseamless connectivityldquo)

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

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ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

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ne

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+ d

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 4: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 4

Roadmap LuFo 1 2 ndash bdquoLeitkonzepteldquo

LuFo 1 amp 2 ndash wie alles begann

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 5

Was sind die Leitplanken der Technologie ndash

Entwicklung heute

Was treibt die Entwicklung der

Luftverkehrssysteme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 6

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Flug

bull Keine Ver-

spaumltungen

bull Schnell

bull Erschwinglich

bull Sicher

Schienebull Kapazitaumlt amp

vernetzte

Anschluumlsse

bull Leistungsfaumlhigkeit

bull Mehr Fracht

bull Keine admin amp

tech Barrieren

Straszligebull Elektromobilitaumlt

bull bdquoNeuerfindungldquo des

Autos

bull Neue Konstruktions-

prinzipien

(leichtldquolow costldquo)

Uumlberlastung

Kundenbedarf

Wettbewerb

Emissions-

reduktion

Knappheit von

Rohstoffen

Infrastruktur

Intermodale Anforderungen amp Strategien

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 7

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Beispiel Reisezeit ndash Ziele aus Flightpath 2050 4 h Tuumlr zu Tuumlr

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 8

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Der() Passagier der Zukunft

Heterogene Anforderungen

unterschiedliches Verbraucher-

verhalten div Anforderungsprofile

Spezifische individuell

zugeschnittene Bedarfsabdeckung

Mehr bdquoLifestyleldquo statt klassischer

Reisender-Profile

Modal durchgaumlngiges Reisen

(bdquoseamless connectivityldquo)

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ne

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+ d

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

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ller

20

10

+ d

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ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 5: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 5

Was sind die Leitplanken der Technologie ndash

Entwicklung heute

Was treibt die Entwicklung der

Luftverkehrssysteme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 6

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Flug

bull Keine Ver-

spaumltungen

bull Schnell

bull Erschwinglich

bull Sicher

Schienebull Kapazitaumlt amp

vernetzte

Anschluumlsse

bull Leistungsfaumlhigkeit

bull Mehr Fracht

bull Keine admin amp

tech Barrieren

Straszligebull Elektromobilitaumlt

bull bdquoNeuerfindungldquo des

Autos

bull Neue Konstruktions-

prinzipien

(leichtldquolow costldquo)

Uumlberlastung

Kundenbedarf

Wettbewerb

Emissions-

reduktion

Knappheit von

Rohstoffen

Infrastruktur

Intermodale Anforderungen amp Strategien

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 7

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Beispiel Reisezeit ndash Ziele aus Flightpath 2050 4 h Tuumlr zu Tuumlr

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 8

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Der() Passagier der Zukunft

Heterogene Anforderungen

unterschiedliches Verbraucher-

verhalten div Anforderungsprofile

Spezifische individuell

zugeschnittene Bedarfsabdeckung

Mehr bdquoLifestyleldquo statt klassischer

Reisender-Profile

Modal durchgaumlngiges Reisen

(bdquoseamless connectivityldquo)

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

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10

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 6: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 6

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Flug

bull Keine Ver-

spaumltungen

bull Schnell

bull Erschwinglich

bull Sicher

Schienebull Kapazitaumlt amp

vernetzte

Anschluumlsse

bull Leistungsfaumlhigkeit

bull Mehr Fracht

bull Keine admin amp

tech Barrieren

Straszligebull Elektromobilitaumlt

bull bdquoNeuerfindungldquo des

Autos

bull Neue Konstruktions-

prinzipien

(leichtldquolow costldquo)

Uumlberlastung

Kundenbedarf

Wettbewerb

Emissions-

reduktion

Knappheit von

Rohstoffen

Infrastruktur

Intermodale Anforderungen amp Strategien

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 7

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Beispiel Reisezeit ndash Ziele aus Flightpath 2050 4 h Tuumlr zu Tuumlr

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 8

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Der() Passagier der Zukunft

Heterogene Anforderungen

unterschiedliches Verbraucher-

verhalten div Anforderungsprofile

Spezifische individuell

zugeschnittene Bedarfsabdeckung

Mehr bdquoLifestyleldquo statt klassischer

Reisender-Profile

Modal durchgaumlngiges Reisen

(bdquoseamless connectivityldquo)

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

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Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

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10

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

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ne

hm

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

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ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 7: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 7

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Beispiel Reisezeit ndash Ziele aus Flightpath 2050 4 h Tuumlr zu Tuumlr

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 8

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Der() Passagier der Zukunft

Heterogene Anforderungen

unterschiedliches Verbraucher-

verhalten div Anforderungsprofile

Spezifische individuell

zugeschnittene Bedarfsabdeckung

Mehr bdquoLifestyleldquo statt klassischer

Reisender-Profile

Modal durchgaumlngiges Reisen

(bdquoseamless connectivityldquo)

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

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10

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

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hm

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

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ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 8: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 8

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Der() Passagier der Zukunft

Heterogene Anforderungen

unterschiedliches Verbraucher-

verhalten div Anforderungsprofile

Spezifische individuell

zugeschnittene Bedarfsabdeckung

Mehr bdquoLifestyleldquo statt klassischer

Reisender-Profile

Modal durchgaumlngiges Reisen

(bdquoseamless connectivityldquo)

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 9: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 9

ACARE targets

Flying Green Flying Safe

Vision 2020

-50 CO2

-80 Nox

-50 noise

FlightPath 2050

-75 CO2

-90 Nox

-65 noise

Zielsysteme der europaumlischen Forschungsagenda

Noise

-90In den letzten

50 Jahren

Fuel burn

-70In den letzten 50

Jahren

Fatal Accident

-90In den letzten

50 Jahren

Technologieentwicklung ist ein

entscheidender Erfolgsfaktor

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 10: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 10

Globale Einflussfaktoren

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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05

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

nte

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ne

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ller

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10

+ d

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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+ d

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 11: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 11

Antwort der Flugzeughersteller auf die Herausforderungen des

Luftverkehrmarkts

Entwicklung der Flugzeugprogramme

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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10

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

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eh

er d

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 12: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 12

Auslastung der Produktion (Jahre)

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Technologie-Entwicklung

benoumltigt mehr als eine

Dekade bis zum Markt-

eintritt

Aber Erfolg am Markt beeinflusst auch den

Fokus der Technologie-Entwicklung

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 13: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 13

bdquoGame Changingldquo Trends Anpassungen der

Produktstrategie

bull Die Wettbewerbssituation veraumlndert sich

durch Konsolidierung aber auch durch

den Markteintritt neuer Wettbewerber

(zB China)

bull Die Flugzeughersteller definieren ihre

Arbeitsteiligkeit Arbeitspakete und

das Risk Sharing mit den Partnern neu

bull Neue Geschaumlftsmodelle entstehen mit

bdquofly ndashby-the-hour und neuen

Dienstleistungen

bull Die Technologieentwicklung im Hinblick

auf bdquoMore Electric Aircraftldquo neue

Triebwerks-architekturen etc mischt die

Karten neu fuumlr die naumlchste Genenration

von Flugtzeugen

bull Strategische und globale

Neupositionierung

spezifisch fuumlr jedes

Marktsegment

(Nutzwertorientierung

Lieferanten Built to print

vs Design to spec)

bull Neue Geschaumlftsmodelle

mit neuen IT-Services

und Data Management

bull Technologieroadmaps

Allianzen Talent-

akquisition amp Talent-

management

RCNRC

LCC

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 14: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 14

Ausgangslage fuumlr die Entwicklung von Technologie-

Roadmaps

Dieser Trend gilt gleichermaszligen auch fuumlr Hubschrauber

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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10

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

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ller

20

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

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eh

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 15: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 15

Technologie-Roadmap des BDLI

Elemente der Roadmap Luftverkehrsmanagement

Flugbetrieb und Flugfuumlhrung

bull Luftverkehrsmanagement

bull Betrieb und Bodeninfrastruktur

bull Instandhaltung und Service

Luftfahrzeug

bull Flugzeugkonfiguration

bull Bauweisen Werkstoffe und

Fertigungsverfahren

bull Antrieb

bull Systeme

bull Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ller

20

10

+ d

isru

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

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ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

isru

ptiv

ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 16: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 16

Aufbau der Roadmaps

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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ller

20

10

+ d

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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10

+ d

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

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ne

hm

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ller

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 17: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 17

Luftverkehrsmanagement Betrieb amp

Bodeninfrastruktur

BDLI Technologie-Roadmap Strategischer Uumlberblick

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

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BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

nte

ll zu

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an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

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sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

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ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 18: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 18

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

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ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

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ptiv

ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

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10

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 19: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 19

Flugzeugkonfiguration

Der Fokus auf inkrementale Verbesserungen schlieszligt

nicht die Untersuchung innovativer Konfigurationen

aus

Flugzeugkonzepte Boeing

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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10

+ d

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

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ne

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10

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ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

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ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 20: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 20

Laminar wing leading edge integration

UHBR powerplant integration

Operations amp Payload driven aircraft concept

Flexible high aspect ratio CFRP wing integration

Functional driven moveables flight-control concepts

Component integrated systems (applied for active flow control)

Laminar wing multifunctional flap system

Powerplant amp Airframe Noise reduction

Advanced Load control amp monitoring

Weiterentwicklung der heutigen

Flugzeugkonfigurationen

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

RCNRC

LCC

bull Maximum Efficiency

bull Future Proof

bull Minimum Cost

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 21: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 21

Hubschrauber - Technologien

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus Helicopter

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

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Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 22: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 22

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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20

10

+ d

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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20

10

+ d

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ne

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

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ne

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end

an

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ller

20

10

+ d

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ne

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

isru

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ne

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 23: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 23

Neue Triebwerke

Roadmap Antriebe

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ne

hm

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an

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ruchsvo

ller

20

10

+ d

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

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ller

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10

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

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ptiv

ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 24: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 24

Roadmap Flugzeugsysteme

Zukuumlnftige Hochauftriebskonzepte

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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ruchsvo

ller

20

10

+ d

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ne

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20

10

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 25: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 25

The intelligent wingndash enabled by advanced moveables amp wing leading trailing edge integration technology

The Laminar Flow

Integrated Leading Edge Significant fuel burn reductionKey technology elements

bull Robust Aero Design for daily Airline

Operations

bull Structural design amp manufacturing

concepts providing required surface

technology with acceptable RC impact

bull Leading edge device integration for

contamination shielding and high-lift

performance

The Multifunctional Trailing

Edge Significant weight amp cost reductionKey technology elements

bull Functional driven devices No functional

split for handling quality cruise high-lift

performance amp loads control

bull Weight reduction by active load control

and low complexity devices

bull Adaptive cruise wing (enabling large

design range for laminar wing) by

variable camber differential flap setting

and shock bumps

Advanced Powerplant

Integration Significant fuel burn amp noise

reductionKey technology elements

bull Integration of UHBR amp CROR engines

bull Drawbacks on AeroNoise amp Structural

dynamics managed by smart moveables

and active flow control technology

Design amp Simulation

Capabilities de-risk speed-up NRC reductionKey technology elements

bull Full Integrated Numerical Simulation

(bdquofly the databaseldquo)

bull High-fidelity experimental technologies

(eg novel powerplant simulation)

Gesamtansatz bdquoDer intelligente Fluumlgelldquo

Quelle LHD(Lenkungskreis Hochauftrieb Deutschland)

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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10

+ d

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ne

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10

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ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

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10

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 26: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 26

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

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10

+ d

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ne

u 2

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ne

hm

end

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10

+ d

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ptiv

ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

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+ d

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ne

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

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10

eh

er d

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ptiv

ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 27: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 27

SLM 2013 SLM 2020MachiningComponent replacement System integrationBenchmark

Weight

100

CostsFunctional density

50

020252010 20202015

SL

M

Ma

ch

inin

g

bull Weight 086 kg

bull Costs +20 to benchmark today

-30 below benchmark in

10 years time frame

bull Weight 194 kg

bull Costs Benchmark

Conventional valve block

SLM lightweight valve block

Beispiel

A380 Spoiler Actuator Valve Block

Additive Manufacturing Technology- Selective Laser Melting -

Material Bauweisen und Verfahren

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Page 28: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 28

Zusammenfassung der Roadmap-

Schwerpunkte am Beispiel Airbus

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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10

+ d

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

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ne

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ller

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 29: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 29

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

[KVA]

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

nte

ll zu

ne

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20

10

+ d

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ne

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20

10

+ d

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ne

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

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ne

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an

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ruchsvo

ller

20

10

+ d

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

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ptiv

ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 30: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 30

Enabler e-drives + power electronic

Electrical-Backup

Hydrostatic Actuator(A380 A400M)

EBAHA

Electro-Hydrostatic Actuator

=

bdquoBridging Technologyldquo

EMA

Electro-

Mechanical

Actuator

All Hydraulic All Electric

Servo-

Actuator

3H 3E

Electrical

Power Control Unit(A350XWB)

Active Differential

Gearbox(A350XWB)

Electro-mechanical

Actuation Technologies(A32X EMA LLIAI)

Electrically-Active

Hydrostatic Actuator(long life EHA LLIAI)

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

Enabler Elektrische Antriebe +

Leistungselektronik

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 31: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 31

Flugzeugsysteme ndash bdquoMore Electric aircraftldquo

E-Taxiing

Quelle Airbus FAST Magazin

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Page 32: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 32

Innovationstreiber

Reduzierung von MRO (Maintenance Repair Overhaul)-Kosten

Optimierung des Flug-Betriebs

Service-Produkte bei Instandhaltung und Service

ndash Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung zB Cyclean Engine Wash

ndash Reduzierung des Aerodynamischen Widerstands zB Haifischhaut

Bauweisen Werkstoffe sowie Fertigungs-Reparaturverfahren

ndash CFK-Reparaturen zB CFK-Kleben

ndash Neue Reparaturverfahren insbesondere innovative Oberflaumlchenverfahren

Effiziente Produktions-Reparaturverfahren

ndash Industrie 40

ndash Automatisierung Robotik

Simulations-Prognosemodelle fuumlr Effiziente Wartung und Uumlberholung

ndash Big Data Materialflusssimulation

ndash Healthmanagement Maintenance on Condition Preventive Maintenance

TrendsInnovationen im Aviation-MRO-Sektor In

no

vati

on

sfe

lder

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

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+ d

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

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ne

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ller

20

10

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

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ll zu

ne

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ruchsvo

ller

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 33: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 33

Erweiterte

Pilotenunterstuumltzung

bdquoSingle Pilots

Operationsldquo

bdquoVirtuelles Cockpitldquo

Verkehrsaufkommen

Sicherheit

Integration

Komplexitaumlt

Rechnerleistung

Fehlertoleranz

Verfuumlgbarkeit des

Flugzeugs

Kosten (Entwicklung

Betrieb)

UnfaumllleZwischenfaumllle

Flugausfaumllle

Produktlebenszyklen

von Technologie

Regularien

bullArbeits- und Ruhezeiten

bullATM Single European Sky

bullZulassung Zertifizierunghellip

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Consumer IT Technologien(Multicore WiFi amp PowerLine Comhellip)

Modulare Avionik 2 Genf flugsicherheitsrelev Funktionen

Hochgeschwindigkeits-Datenkomm-

Netzwerke fuumlr alle Funktionen

Adaptive modulare

Avionik 3 Gen

Quantenphys

Rechnerloumlsungen fuumlr spez

Bordelektronik-

Anwendungen

Einheitliche

Systemplattform

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Cockpit amp Avionik-Plattformen

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

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0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 34: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 34

Neue Regularien

bullHalon-Verbot hellip

Reduktion von

bull Kosten

bull Gesamtgewicht

bull Turn-Around Zeiten

Effizienzsteigerung Gesamt-

system Kabine

bull Flug-Betrieb

bull Wartunghellip

Integrierte amp synergetische

Kabinen-Loumlsungen

bull FAL Effizienz

bull mehr Passagiersitze hellip

bdquoSeamless Connectivityldquo

Kabinen-Individualisierung

2015 2020 2025 2030 2040 2050

Halon-freie

Feuerloumlschung

Energie-autarke

GalleyMonumente

Flexible

Module

Zukuumlnftige

Beleuchtung

Neue Materialien

und Bauweisen

Intelligentes

Gepaumlck-Handling

Flexible

Cab

Manag

SystemeEffiziente Kabinen-

versorgung

Voll-

integrierte

Systemkomp

Effizienter

KabinenbetriebzB Pax Guidance

Neue Kabinen-Layouts

Struktur amp Fertigungs-

optimale Kabine

Hygiene amp

Epidemie-Vorsorge

Adaptive

Sitze etc

copy Diehl Aerospace GmbH copy Diehl Aerospace GmbH

Flugzeugsysteme ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 35: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 35

Vehikel ndash Kabine

BDLI Technologie-Roadmap Uumlberblick-Vehikel

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

me

nte

ll zu

ne

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end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

ruchsvo

ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

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05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

mente

ll

20

10

eh

er d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 36: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 36

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 2 Antriebe

wwwbdlide

Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 37: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

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Roadmap Antriebe

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Joumlrg SieberMTU Aero Engines AG

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 38: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 38

Umweltziele der europaumlischen Luftfahrt

CO2-Emissionenund Kraftstoffverbrauch

Vision 2020 SRIA 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 50 - 43 - 60 - 75

davon Zelle - 25 - 20 - 30 (- 43)

- 68 (- 43)Antrieb - 20 - 20 - 30

Luftverkehrsmanagement - 12 - 7 - 12 - 12

Betrieb - 4 - 4 - 7 - 12

Laumlrmemission Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Flugzeug pro Laumlrmpunkt- 10 EPNdB

(= - 50 )

- 11 EPNdB( = - 55 )

- 15 EPNdB(= - 65 )

NOx-Emissionen Vision 2020 SRIA 2035 SRIA 2050

Luftverkehr pro Passagierkilometer - 80 - 84 - 90

Margin rel ICAO LTO CAEP6 - 60 - 65 - 75

Antrieb

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) im Vergleich zum Jahr 2000

BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

ll zu

ne

hm

end

an

sp

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ller

20

10

+ d

isru

ptiv

ne

u 2

05

0

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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+ d

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 39: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 39BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Uumlberblick

2010 2020 2030 2040 2050

Turbofan

Gasturbine

Alternative

AntriebezB ElektroHybrid

Optimierte

GasturbinezB Waumlrmetauscher

Revolutionaumlre

KreisprozessezB Pulse Detonation

UHBPR

Getriebefan

Open Rotor

Verteilte

Antriebe

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Page 40: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 40BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Elektro- und Hybridantriebe

2010 2020 2030 2040 2050

General Aviation

Kurz-Mittelstrecken

Batterie-

kapazitaumlt

Notwendige technologische Verbesserungen

02 kWhkg2 kWhkg

20 kWkg5 kWkg

Spezifische

Leistung

E-Motor

Regionalflugzeug

Luftfahrt

Hochleistungs-

Energiespeicher

Luftfahrt

Hochtemperatur-

Supraleitung

MotorGenKabel

Luftfahrt

Power-Elektronik

im MW Bereich

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

me

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 41: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 41BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Technologie-Roadmap Antriebe - Zeitplanung

Weiter-

entwicklung

Verbesserter

Vortriebs-

wirkungsgrad

Verbesserter

thermischer

Wirkungsgrad

Revolutionaumlre

Antriebskonzepte

20502045204020352030202520202015

Open Rotor

Effizienter Turbofan

UHBPR Getriebefan 1 Gen BPR 12

UHBPR Getriebefan BPR 1520

Effizienter Turboprop Wellenleistungstriebwerk

Verteilte Antriebe

Kerntriebwerk mit rekuperativen Elementen

Revolutionaumlre Kreisprozesse (Konstantvolumen Pulse Detonation hellip)

Hybridantriebe (Turboelektrisch Dieselelektrisch)

Vollelektrisch (Batterie Brennstoffzelle)

Technologieentwicklung TRL 3 - 6

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 42: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 42BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Verdichter

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Aktive Elemente Hochtemperatur

Werkstoffe

Verbesserte 3D

Aerodynamik

Fortschrittliches

Casing Treatment

High Aspect Ratio

BLISK amp Rotor

Integriertes

LPCICDHPC

Design

Probabilistisches

Design

Life Cycle

Management

Hohes Gesamtdruckverhaumlltnis und kleine Schaufelhoumlhen

HPC

ICDLPC

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

me

nte

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ne

hm

end

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20

10

+ d

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05

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 43: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 43BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Turbine

Leichtbau

Werkstoffe

Reduzierte

Kuumlhlung

Laumlrmarme

Turbine

Keramischer

Verbundwerkstoff

Reduzierte

parasitaumlre Verluste

Aggressiver Inter

Turbine Duct

Lebensdauer

Aeroelastik

Integrierte 3D

Aerodynamik

Hochtemperatur

SchaufelScheibe

Schnelllaufend hoher Wirkungsgrad niedriges Gewicht

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Page 44: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 44BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Brennkammer

Geringste Emissionen ndash NOx und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (Ruszlig)

Reduzierte Kuumlhlung durch

Einsatz keramischer Materialien

Neue Fertigungsverfahren zur

Herstellung komplexer Bauteile

Schadstoffarme BK Technologie

bull Gestufte Magerverbrennung

bull Optimierte Fett-Mager-

Verbrennung

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 45: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 45BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fan und Gondel

Houmlchste Nebenstromverhaumlltnisse fuumlr optimalen Vortriebswirkungsgrad

BLISK Fan

Kuumlhlluftkuumlhlung

Adaptive Elemente

Flugzyklusoptimierung

Fan mit

Hochleistungsgetriebe

Fangehaumluse aus

VerbundmaterialOptimierte Gondel

Leichte integrierte

Strukturelemente

Turbofan- Turboprop- und Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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kre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Page 46: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 46BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologie Hochleistungsgetriebe

Reduktionsgetriebe zur Uumlbertragung houmlchster Leistung bei geringsten Verlusten

Anforderungen

Minimales Gewicht und

Bauraum

Geringste Verluste

Geringe Vibrationen

Hohe Lebensdauer

Hohe Zuverlaumlssigkeit

Schwerpunkte

Optimierte Kuumlhlung und

Schmierung

Moderne Fertigungs-

verfahren zur Herstellung

hochpraumlziser Bauteile mit

houmlchster Traglastfaumlhigkeit

Angepasste

Uumlberwachungs- und

Prognoseverfahren

Getriebefan-Triebwerk EIS bis 2030

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

er in

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 47: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 47BDLI Technologie-Roadmap Antriebe

Schluumlsseltechnologien Fertigung und Reparatur

Online Prozess

Kontrolle

Digitale MontageAdditive Fertigung

Life Cycle

ManagementWerkstoff-

simulation

Prozess Simulation

Digitale Fabrik Fortschrittliche

Produktionslinie

Wertorientierte

Reparatur

Wettbewerbsfaumlhige Hochtechnologie am Standort Deutschland

Auf Flugbetriebs-

erfahrung

basierende MRO-

Prognose

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

wwwbdlide

Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 48: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 48

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 3 Luftverkehr

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Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Page 49: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

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Roadmap LuftverkehrLuftverkehrsmanagement Flugbetrieb Flugfuumlhrung

Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Dr Volker HeilDFS Deutsche Flugsicherung GmbH

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 50: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 50

Ziele 2050 (Luftverkehrsbereich)

Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA)

Mobilitaumlts-Herausforderung

bull Tuumlr-zu-Tuumlr in 4 h fuumlr 90 der Reisenden in Europa

bull 25 Mio puumlnktliche Fluumlge pro Jahr in Europa

Damit verbundene Ziele

bull Sicherer Verkehr und sichere Systeme

bull Ausreichende Transportkapazitaumlt

(Luftraum Boden Flugzeug auch mit erhoumlhter Verfuumlgbarkeit)

bull Optimierter Flugbetrieb

bull Optimiertes Luftverkehrsmanagement

bull Automatisiertes Reisemanagement

bull Zuverlaumlssige und ununterbrochene Verbindungen

bull Beitraumlge zur Reduktion von CO2 NOx und Laumlrm

sowie generell zur erhoumlhten Umweltfreundlichkeit

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

Page 51: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 51

Roadmap Luftverkehr

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Kosten-

effizienz

Kapazitaumlt

Sicherheit

Umwelt

Wachsende Rolle von Datenlink

Verbesserte Kon-flikterkennung und Vermeidung

Technische Standardisierung

Betriebliche Standardisierung

Selbstseparation Formationsflug Luftbetankung

Verbesserte Ergonomie(Beruumlhrung Sensoren)

Spracher-kennung im Betrieb

Remote Toweretabliert

Netzwerk-Management und Luftverkehrskontrolle mit genauen 4D-Trajektorien

Fortgeschrittene 4D-Trajektorien-Vorhersage

Total Airport Management

Kontinuierlicher Steig-und Sink-flug Standard

Fortgeschrittene Wetterinformation umfassender Allwetterflug

Resolution Advisory Downlink

Erweiterte Realitaumlt am Lotsenarbeits-platz

Vernetztes multimodales Transportsystem

Leistungsbasiertes Flughafenmanagement

Weiter zunehmend effizienteres Fliegen optimierte WartungInstandsetzung

Neues Fluggeraumlt steigende Automatisierung neue Arbeitsverfahren und Prozeduren (ohne Sektoren veraumlnderte Rollen fuumlr Lotsen und Piloten neue Boardingkonzepte usw)

Dynamic Cost Index

flugzeugun-abhaumlngiger Bodenbetrieb

Weiter zunehmend umweltfreundlicheres Fliegen (Kraftstoffe Kondensstreifen usw)

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

wwwbdlide

Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

wwwbdlide

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Seite 52

Stoszligrichtungen ndash strategisch (1)

(Transport-)Dienstleistungen stehen im Vordergrund

Dienstleistungen brauchen technische Aktivatoren (bdquoEnablerldquo)

Infrastruktur und fliegendes Material hoher Verfuumlgbarkeit

IT-Unterstuumltzung von FampE uumlber BetriebManagement von Ressourcen

einschl Geraumlt bis Diagnose und Wartung

Menschen (Reisende und Dienstleister) muumlssen bdquomitgenommenldquo

werden (besonders z B bei grundlegend veraumlnderten Prozessen

etwa Automatisierung)

bdquoMeilensteineldquo 202020352050

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 54

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 55

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

inkre

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Seite 56

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

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bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

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Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Page 53: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 53

Stoszligrichtungen ndash strategisch (2)

Luftverkehr

bull Global interoperabel

bull Regional optimiert

Einbindung in europaumlisches bdquoKonzertldquo

bull ACARE Flightpath 2050 und SRIA

bull Komplementaumlr zu Clean Sky und SESAR

bull Staumlrkung zukuumlnftiger deutscher Beitraumlge

bull Innovation in und fuumlr Deutschland

Realisierungsnahe FampE Fokus Effizienzsteigerung

inkrementell mit zeitlich zunehmendem Anspruch

Explorative FampE Fokus Break-Through 2030+

disruptiv (u a bdquoOumlkoeffizientes Fliegenldquo)

Ein Tag im Januar 2014

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich

Optimierte Luftfahrtprozesse und Flugfuumlhrung

(sicher effizient umweltvertraumlglich)

Vom Luftraummanagement zum 4D-Trajektorienmanagement

optimierte Flugfuumlhrung

Optimierter Flugbetrieb

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

Systemweite interdisziplinaumlre Informationsverarbeitung

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

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Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

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Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Trajektorien

Vom Luftraummanagement zum 4D-

Trajektorienmanagement optimierte

Flugfuumlhrung (Effizienz Umwelt)

Bord-Boden-Integration

bull Sicherheit

bull Schrittweise bessere Darstellung und Verarbeitung von Trajektorien

bull Verbesserte Beruumlcksichtigung von Wetter

bull Verbesserte Planung einschl Netzwerkmanagement und taktische

Nutzung

bull Schrittweise Einbindung aller Luftraumnutzer

bull 4D-Verkehrssynchronisierung d h Koordination und Steuerung aller

ankommenden und abgehenden Verbindungen auf Luft- und spaumlter auch

Landseite (max 1 Minute Planabweichung)

bull Konfliktmanagement und Automatisierung u a Pilotenassistenz

Lotsenassistenz Selbstseparation

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 57

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

bull multimodal voll integriert

inkre

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 58

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

inkre

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Seite 59

Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

bull Multimodale Vernetzung (laumlngerfristig)

wenig

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BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

Seite 60

Vielen Dank fuumlr Ihre Aufmerksamkeit

Teil 4 Zusammenfassung

wwwbdlide

Vorstellung der Technologie-Roadmaps in

spezifischen Technologie-Bereichen

ZusammenfassungBundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie eV

Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

27 November 2014 BMWi

Georg F RayczykVorsitzender im Fachausschuss Forschung und Technologie des BDLI

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

wwwbdlide

Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Optimierter Flugbetrieb

Effizienzsteigerung durch Reduktion von Kerosinverbrauch Gewicht Laumlrm und Emissionen

Neue Boarding

und Aircraft

Handling

Konzepte

Flugzeug als

meteorologischer

Sensor

Flugzeug

unabhaumlngiger

Bodenbetrieb

Dynamic

Cost

Index

KlimawirksamkeitAlternative

Kraftstoffe

Wirkung von

Kondensstreifen

2010 inkrementell zunehmend anspruchsvoller + disruptiv neu 2050

Diagnose + Prognose

optimierte Wartung

und Instandsetzung

Multimodale

Uumlbergaumlnge

BDLI Technologie-Roadmap Luftverkehr

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

bull uneingeschraumlnkt allwettertauglich

bull Integration von VTOL- und anderen speziellen Fluggeraumlten einschl

unbemannter Systeme

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

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bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

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Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich (2)

Integration und Durchsatz von Flughaumlfen

bull Von bdquoAirport Collaborative Decision Makingldquo

uumlber bdquoTotal Airport Managementldquo zum

bdquoPerformance-Based Airport Managementldquo

bull gesellschaftlich akzeptable Umweltwirkung

bull umweltfreundlicher Rollverkehr

bull neue Boarding- und Abfertigungskonzepte

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Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

mit optimierten 4D-Trajektorien

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Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

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Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Informationsverarbeitung

Systemweites Informationsmanagement Kommunikation und Nutzung der

Daten (Informationen)

bull Stakeholder

Airline Operations Flottenmanagement

Aircraft

Airport Operations

Air Traffic Control

Wetterdienst

Wartung und Instandhaltung

Laumlngerfristig auch andere Verkehrstraumlger

bull Themen

Planung und Steuerung Verkehrssynchronisierung

Datenanalyse und -verwertung

einschl Sensorik und Kommunikation

gehaumlrtet gegen Stoumlrungen resilient

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Stoszligrichtungen ndash inhaltlich Neuartige Ansaumltze

Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

bull Einbindung neuer Flugzeuge mit wesentlich

veraumlnderten Eigenschaften

bull begleitende Regulierung optimierte Zertifizierung

bull hellip

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Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Neuartige Lufttransport- und Flugfuumlhrungskonzepte

bull Single Pilot

bull unbemanntes Fliegen

bull Remote-Tower-Kontrollzentrale

bull sektorloses Air Traffic Management

bull Formationsflug

bull Luftbetankung

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veraumlnderten Eigenschaften

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bull hellip

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Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

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Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

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bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

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vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

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Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

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wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

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bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

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Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

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In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

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Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

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bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

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Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

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Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

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bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

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Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

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Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

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bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

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In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

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bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Seite 64

Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Page 62: Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen … · 2014-12-08 · Vorstellung der Technologie-Roadmaps in spezifischen Technologie-Bereichen Bundesverband der Deutschen Luft-

Seite 62

Zusammenfassung 13

Die deutsche Luftfahrtindustrie ist den im Flightpath 2050 auf europaumlischer Ebene

definierten Zielen verpflichtet Sie wird auch in den naumlchsten Jahrzehnten einen

wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Effizienz und Umweltvertraumlglichkeit des

Luftverkehrs leisten

Den Herausforderungen des globalen Geschaumlfts- und Wettbewerbsumfeldes muss

durch Produkt- und Service-Innovationen begegnet werden Diese umfassen

bull evolutionaumlre Verbesserung bereits eingefuumlhrter Plattformen (bdquoinkrementelle

Innovationldquo) sowie

bull revolutionaumlre Konzepte (bdquodisruptive Technologienldquo)

Beide Stoszligrichtungen muumlssen aktiv verfolgt werden

Dies gelingt nur in ausgewogener und interdisziplinaumlrer Arbeitsteilung

bull im nationalen Forschungsnetzwerk (Industrie inklusive KMU Hochschulen

Groszligforschungseinrichtungen)

bull in europaumlischen Kooperationen und Netzwerken

bull in globalen Kooperationen

In den europaumlischen und globalen FampT-Kooperationen schaumlrft die deutsche

Luftfahrtindustrie ihre Wettbewerbsfaumlhigkeit durch Verantwortung fuumlr technologisch

hochwertige Arbeitsanteile

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Seite 63

Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Zusammenfassung 23

Das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) ist DAS Instrument der

Bundesregierung zur Steigerung der Zukunftsfaumlhigkeit der Luftfahrtindustrie Es

werden

bull Investitionen in FampT wirksam stimuliert und

bull die Zielerreichung bdquoTechnologiefuumlhrerschaft in wichtigen Zukunftstechnologienldquo

sowie bdquoVerringerung von Emissionenldquo durch die Industrie entscheidend

vorangebracht

Unterstuumltzt durch LuFo werden hochqualifizierte Arbeitsplaumltze der Luftfahrtindustrie in

Deutschland aufgebaut und gesichert Ebenso fuumlhrt es zur Entstehung positiver

Effekte fuumlr angrenzende Hochtechnologie-Branchen in Deutschland

Im internationalen Wettbewerb der Luftfahrtstandorte leistet die Bundesregierung mit

LuFo einen uumlber die nationalen Grenzen hinaus anerkannten Beitrag zur Attraktivitaumlt

Deutschlands fuumlr High-Tech-Unternehmen der Luftfahrtindustrie und fuumlr die luftfahrt-

affine Forschungslandschaft

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Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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Zusammenfassung 33

Die Foumlrderung der Luftfahrtforschung ist ein zentrales Element der nationalen

Luftfahrtstrategie der Bundesregierung

Der BDLI traumlgt mit seiner Technologieroadmap zur Umsetzung der Luftfahrtstrategie

bei und integriert in ihr inkrementelle und disruptive Elemente

Die Umsetzung erfordert dass auch in Zukunft die nationale Foumlrderung mit der

aktuellen Intensitaumlt fortgesetzt wird

Die Industrie ist bereit ihren Beitrag zu leisten

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