MBSE-basierte Integration & Variantenbildung von Wasserstoffkryodrucktanksystemen zukünftiger Flugzeugkonfigurationen (MIWa)
Kooperationsprojekt
Der Einsatz von Flüssigwasserstoff als Treibstoff für Großflugzeuge bietet das
Potential für eine deutliche Reduzierung von Luftfahrtemissionen. Eine zentrale
Herausforderung für die Entwicklung von Flugzeugen mit Wasserstoffsystemen liegt
dabei in der Auslegung geeigneter Systemarchitekturen, sowie deren Bewertung
hinsichtlich Masse, Kosten, Nachhaltigkeit, Reichweite, etc.
Aufgrund der hohen Komplexität der Flugzeug-Wasserstoffsysteme und der
Vielzahl zu untersuchenden Varianten wäre dies mit einer herkömmlichen
dokumentenbasierten Herangehensweise kaum zu bewerkstelligen. Stattdessen
werden in diesem Projekt mithilfe der grafischen Modellierungssprache SysML
digitale Systemmodelle nach dem Model-Based Systems Engineering Ansatz
aufgebaut.
Fakten
07/2022 – 06/2024
Zeitraum
Vorhandenes Systemwissen und Auslegungskriterien werden dabei nachvollziehbar
in Systemmodellen festgehalten. Die Modularität und Rekonfigurierbarkeit der
Modelle ermöglichen dabei bereits im frühen Stadium der Flugzeugentwicklung
ganzheitliche Analysen, Optimierungen, und Benchmarking verschiedener Varianten.
Auch kann frühzeitig ermittelt werden, welche Konsequenzen unterschiedliche
Missionsziele, Kundenwünsche, und Anforderungen auf die Systemauslegung
und -Integration im Flugzeug haben. Eine Verknüpfung mit parametrisierten
3D-Geometrie- und Simulationsmodellen
ermöglicht des weiteren die Analyse und
Bewertung der Design-Varianten auch in der räumlichen Darstellung.
Modelliert werden sollen dabei alle für Großflugzeuge und Regionalflugzeuge
in Frage kommende Wassserstoffsysteme, Subsysteme, und beeinflusste
Flugzeugsysteme, e.g. Tanksysteme, Antriebssysteme, Brennstoffzellensysteme,
Überwachungssysteme, Leitungen, Kabinensysteme, Kabinenlayouts. Der
Detaillierungsgrad soll dabei ausreichend sein, um Entscheidungen über geeignete
Gesamtarchitekturen angemessen treffen und Varianten holistisch bewerten zu
können.
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