DLR-Beiträge zur Luftfahrt von heute - DLR Contributions to Present Aviation
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DLR-Beiträge zur
Luftfahrt von heute
DLR Contributions
to Present Aviation
DLR-Beiträge zur Luftfahrt von heute DLR Contributions to Present Aviation
1 Aerodynamische Triebwerksintegration (seit den 1980er Jahren) 9 Emissionsarme Brennkammern 10 Lärmarme Triebwerke (seit den 1990er Jahren) 14 Verbundwerkstoff-Technologie
Aerodynamic Engine Integration (since the 1980s) (seit den 1990er Jahren) Low Noise Engine (since the 1990s) (seit den 1980er Jahren)
Low Emission Combustion Chambers Composite Materials Technology
(since the 1990s) (since the 1980s)
2 Numerische Strömungssimulation (seit den 1980er Jahren) 11 Strömungsmechanik in 15 Flugzeug-Energiesysteme
Computational Fluid Dynamics (since the 1980s) Turbomaschinen (seit den 2000er Jahren)
(seit den 1980er Jahren) Aircraft Power Systems
Turbomachinery (since the 2000s)
Fluid Dynamics
3 Wirkungsreduktion von Turbulenzen, Böen (since the 1980s) 16 Pilotenassistenz Gate-to-Gate
und Wirbelschleppen (seit den 1980er Jahren) (seit den 1960er Jahren)
Reducing the Effects of Turbulence, Gate-to-Gate Pilot Assistance
Gust and Wake Vortices (since the 1980s) (since the 1960s)
4 Numerische Aeroakustik (seit den 1990er Jahren) 17 Pilotenauswahl
Computational Aeroacoustics (since the 1990s) (seit den 1950er Jahren)
Pilot Selection
(since the 1950s)
5 Flügelendformen (seit den 1970er Jahren) 18 An- und Abflugmanagement
Wing Tip Devices (since the 1970s) (seit den 1980er Jahren)
Arrival and Departure Management
(since the 1980s)
6 Hochauftriebssysteme (seit den 1990er Jahren) 19 Ganzheitliches Flughafenmanagement
High Lift Systems (since the 1990s) (seit den 2000er Jahren)
Integrated Airport Management
(since the 2000s)
7 Standschwingungsversuche (seit den 1960er Jahren) 20 Satellitenbasiertes Präzisionslandesystem GBAS
Ground Vibration Tests (since the 1960s) (seit 2008)
S
atellite-Based Precision Landing System
12 Alternative Kraftstoffe (seit 2007) GBAS
Alternative Fuels (since 2007) (since 2008)
8 Lärmminderung (seit den 1980er Jahren)
13 Rollverkehrsmanagement
Noise Reduction (since the 1980s)
(seit den 1990er Jahren)
Surface Movement Management
(since the 1990s)
1. Aerodynamische Triebwerksintegration 5. Flügelendformen 10. Lärmarme Triebwerke 14. Verbundwerkstoff-Technologie 18. An- und Abflugmanagement 20. Satellitenbasiertes 1. Aerodynamic Engine Integration 2. Computational Fluid Dynamics 4. Computational Aeroacoustics 8. Noise Reduction 13. Surface Movement Management 17. Pilot Selection
(seit den 1980er Jahren) (seit den 1970er Jahren) (seit den 1990er Jahren) (seit den 1980er Jahren) (seit den 1980er Jahren) Präzisionslandesystem GBAS (seit 2008) (since the 1980s) (since the 1980s) (since the 1990s) (since the 1980s) (since the 1990s) (since the 1950s)
Das DLR untersucht aerodynamische Seit Mitte der Siebzigerjahre analysiert Seit den Neunzigerjahren forscht das DLR Für große CFK-Bauteile wurde das Vakuum- Die aktuellen Unterstützungswerkzeuge für Seit 2008 betreibt das DLR eine Bodenstation DLR has been investigating the aerodynamic DLR develops physical models and numerical Since the late 1990s, DLR has been develop- DLR has been contributing to aircraft noise Modern ground traffic guidance concepts Since 1955, DLR has selected pilot and air
Interferenzphänomene von klassischen und optimiert das DLR kontinuierlich an der Schallreduktion von modernen Harzinfiltrationsverfahren (VARI) entwickelt, Lotsen, wie An- und Abflugmanager, basie- mit satellitenbasiertem Präzisionslandesystem interference effects of turbofan engine con- methods for predicting the aerodynamic ing computational aeroacoustics software for reduction measures for more than three (A-SMGCS; Advanced Surface Movement traffic controllers for various airlines and
Mantelstromtriebwerken bis zu hoch- Flügelendformen zur aerodynamischen Luftfahrtantrieben. Die Forscher analysieren das heute zum Stand der Technik gehört. ren auf DLR-Forschungsergebnissen. Solche (GBAS). Mit ihr unterstützt es die Validierung cepts ranging from classical turbofans to high- behaviour of aircraft. Computational fluid the numerical simulation of aerodynamically decades. These relate to the source of the Guidance and Control Systems) provide the organisations. Due to the high cost of the
effizienten Ultra-Hochbypass-Triebwerken. Leistungssteigerung mit minimalem und verändern gezielt die Mechanismen der Gemeinsam mit Industriepartnern entwirft Werkzeuge unterstützen die Lotsen bei der des GBAS-Systems. Auch die Forschung im ly efficient, ultra-high bypass ratio engines. dynamics has become a key technology for induced noise. Advanced turbulence models noise, the development of specific low-noise tower controller with information on the multi-year training programmes, the occupa-
Dabei werden neben großskaligen Wind- Struktureinfluss. In Zusammenarbeit mit Schallentstehung. Mit Hilfe von Mikrofon- das DLR Simulationswerkzeuge und darauf Optimierung der An- oder Abflugsequenzen Bereich neuartiger und emissionsarmer In addition to large-scale wind tunnel tests scientific research and industrial product have been generated to describe sources and approach and departure procedures, and traffic situation at the airport and assist in the tionally specific entry test by DLR is an impor-
kanalversuchen mit druckluftgetriebenen Airbus kommen ausgefeilte numerische arrays werden die dominanten Schallquellen aufbauend Strukturkonzepte. Diese gewähr- und reduzieren damit die Arbeitsbelastung Anflugverfahren profitiert davon. Weiterhin with compressed air driven engine simulators design. These simulation methods are rou- noise propagation effects so efficiently that allocation and division of the airspace. This planning and guidance of movements to and tant element in the selection of candidates.
Triebwerksimulatoren am Flugzeugmodell Entwurfswerkzeuge zum Einsatz. Prominente untersucht, um so das Triebwerkdesign leisten eine maximale Energieaufnahme bei sowie Verspätungen. Der neueste Anflug- wurde mit Unterstützung des DLR weltweit on the aircraft model, numerical methods are tinely used in the European aviation indus- sound generation can be examined in realis- allows Continuous Descent Operations (CDOs) from the runways. Since the 1990s, DLR has Data from the performance tests of over
auch numerische Verfahren eingesetzt. Die Entwicklungsbeispiele sind das gemeinsam entsprechend verbessern zu können. gleichzeitiger Sicherstellung der strukturellen manager verbessert die Kommunikation zum ersten Mal eine Airline für operationelle also used. Expertise in the field of unsteady try. As a central part of a virtual production tic airflows, for example jet flap interference in time of high traffic density. Many current made significant innovations in development, 200,000 applicants provide a unique basis for
Expertise im Bereich instationärer Effekte mit Airbus patentierte A320-Sharklet und Integrität unter Crash- und High-Velocity- zwischen Lotse und Pilot mittels Spracher- GBAS-Anflüge zugelassen. effects enables the assessment of new engine environment, numerical simulation tools noise. noise abatement measures are based on DLR validation and ICAO standardisation. scientific research.
ermöglicht die Beurteilung neuer Triebwerk- die Flügelendform des A350, bei dem das 11. Strömungsmechanik in Turbomaschinen Impact-Lasten. Seit 2009 baut das DLR kennung. technologies and their integration into the significantly reduce the effort for design and research – for example, the introduction of
technologien und deren Integration in das DLR am Design beteiligt war. (seit den 1980er Jahren) seine Kompetenzen im Bereich der automa- aircraft. testing of new aircraft. the 3.2-degree glide slope at Frankfurt airport.
Flugzeug. tisierten Produktionstechnologie für CFK- 5. Wing Tip Devices 14. Composite Materials Technology 18. Arrival and Departure Management
6. Hochauftriebssysteme Zur Beurteilung der Aerodynamik, Aeroelastik, Strukturen aus. Das Ziel: Optimierung der (since the 1970s) (since the 1980s) (since the 1980s)
2. Numerische Strömungssimulation (seit den 1990er Jahren) Aeroakustik und Aerothermodynamik von Qualität und der Wirtschaftlichkeit von CFK- 9. Low Emission Combustion Chambers
(seit den 1980er Jahren) Turbomaschinen wurde der DLR-eigene CFD- Luftfahrtstrukturen. Since the mid-1970s, DLR has been con- (since the 1990s) The Vacuum Assisted Resin Infiltration (VARI) The latest support tools for pilots – such as
Das DLR hat mit der Entwicklung von mathe- Code TRACE entwickelt. Die Validierung tinuously investigating wing-tip devices to process, which is now state-of-the-art, was Arrival and Departure Management Systems –
Das DLR entwickelt physikalische Modelle matischen Modellen die Möglichkeit geschaf- erfolgte mittels experimenteller Arbeiten auf 15. Flugzeug-Energiesysteme achieve increased performance and minimal Technologies for NOx and soot reduction have developed for large CFRP components. are based on DLR research results. These tools
und numerische Verfahren zur Vorhersage des fen, Verkehrsflugzeuge mit ausgeschlagenen Komponenten-Ebene und auf Full-Scale- (seit den 2000er Jahren) structural impact. In cooperation with Airbus, been investigated at DLR since 1990. Further Together with its industrial partners, DLR support the controllers in optimising arrival
aerodynamischen Verhaltens von Flugzeugen. Hochauftriebshilfen vollständig zu berech- Ebene. Der Code wird weltweit für das Design sophisticated numerical design tools are used. progress in reducing emissions of nitrogen designs simulation tools and, based on the or departure sequences, hence reducing
Die numerische Strömungssimulation ist nen. Zur Validierung wurden großskalige von Flugzeugtriebwerken und Gasturbinen Flugzeug-Energiesysteme umfassen die Prominent examples are the A320 sharklets, oxides will only be possible with lean-burn results obtained with these, structural con- their workload and delays. The latest Arrival
zu einer Schlüsseltechnologie für wissen- Windkanal- und Flugversuche durchgeführt. eingesetzt, wie beispielsweise bei der Ent- Versorgung aller Bordsysteme (Aktuatorik, patented jointly with Airbus, and the wing combustion. For this purpose, test stands, cepts. These provide maximum energy absorp- Manager improves communication between
schaftliche Fragestellungen und den indus- Zudem wurden Hochauftriebshilfen für Flügel wicklung des Getriebefans. Damit trägt er zu Klimasystem usw.) mit der notwendigen tip profile of the A350, for which DLR was measurement techniques and numerical simu- tion, while ensuring structural integrity under controllers and pilots by means of speech
triellen Produktentwurf geworden. Die mit turbulenter und laminarer Auslegung ent- einer Reduzierung des Treibstoffverbrauchs elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen involved in the design. lation tools have been developed by DLR. crash or high velocity impact loads. Since recognition.
Simulationsverfahren werden routinemäßig worfen und optimiert. Derzeit wird die rein und der Kohlendioxid-Emissionen bei. Energie. Der Trend geht zum verstärkten 2009, DLR has extended its expertise in the
in der europäischen Luftfahrtindustrie einge- aerodynamische Optimierung um kinemati- Einsatz elektrischer Energie („More Electric area of automated production technology for
setzt. Als zentraler Bestandteil einer virtuellen sche Aspekte ergänzt. 12. Alternative Kraftstoffe Aircraft“). So sollen der Treibstoffverbrauch 6. High Lift Systems 10. Low Noise Engines CFRP structures with the goal of optimising 19. Integrated Airport Management
Produktumgebung reduzieren numerische (seit 2007) und der Emissionsausstoß signifikant sinken. (since the 1990s) (since the 1990s) the quality and cost-effectiveness of CFRP air- (since the 2000s)
Simulationswerkzeuge den Aufwand für 7. Standschwingungsversuche Das DLR entwickelt Model-lierungs- und craft structures.
Entwurf und Erprobung neuer Fluggeräte (seit den 1960er Jahren) Alternative Treibstoffe haben das Potenzial, Simulationstools für die Aus-legung des With the development of mathematical Since the 1990s, DLR has been carrying out The concept of Total Airport Management
signifikant. klimaschädliche Emissionen deutlich zu Energiesystems sowie Algorithmen zum models, DLR has enabled the computational research on noise reduction in modern aircraft (TAM) was developed by DLR, extending the
Seit fünf Jahrzehnten arbeitet das DLR an reduzieren und die Abhängigkeiten von optimalen Energiemanagement. analysis of aircraft high lift devices. Large-scale engines. The researchers analyse and selective- 15. Aircraft Power Systems scope of its dedicated Airport Collaborative
3. Wirkungsreduktion von Turbulenzen, Techniken für Bodentests zur Bestimmung Importen zu verringern. Am DLR wer- wind tunnel tests and high-lift flight tests ly alter the mechanisms of sound generation. (since the 2000s) Decision Making (A-CDM). This led to a major
Böen und Wirbelschleppen kritischer Eigenschwingungen, sogenannte den von Grundlagenversuchen bis hin zu 16. Pilotenassistenz Gate-to-Gate were conducted for validation. In addition, Using microphone arrays, the dominant sound paradigm shift in the operational processes.
(seit den 1980er Jahren) Standschwingungsversuche, und wendet Flugversuchen unterschiedlichste alternative (seit den 1960er Jahren) design and optimisation of high-performance sources are examined in order to improve the Aircraft power systems include the supply of Through the integrated management of pro-
sie an. Dabei verfolgen die Wissenschaftler Treibstoffe und deren Auswirkungen auf high lift devices for both turbulent and engine design. all onboard systems (actuators and air condi- cesses in the air and on the ground, capacity
Um die Wirkung atmosphärischer Störungen das Ziel, die Versuchsdauer zu reduzieren die Umwelt untersucht und in detaillierten Die Forschungsaktivitäten zur Pilotenassistenz laminar flow wings have been conducted. tioning system, etc.) with electric, pneumatic can be better utilised. In the SESAR 2020
auf Flugzeuge zu reduzieren, erforscht das und somit Prototypen schneller verfügbar zu Modellen abgebildet. Das hier gewon- umfassen seit den Sechzigerjahren sowohl Currently, the purely aerodynamic optimisa- or hydraulic energy. The trend is the increased research programme, work is performed on
DLR aktive Steuerungsmaßnahmen. In den machen. So konnte beispielsweise die Dauer nene Wissen findet seinen Nutzen in der das ganzheitliche Design eines Gate-to-Gate- tion is being supplemented to take kinematic 11. Turbomachinery Fluid Dynamics use of electrical energy (‘More Electric further improvements to develop processes
beiden letzten Dekaden stand dabei die des Standschwingungsversuchs vor dem Auslegung treibstoffflexibler, schadstoffarmer Systems als auch spezielle Systeme. Das effects into account. (since the 1980s) Aircraft’) so that fuel consumption and emis- that are even more automated and have
Wirbelschleppenforschung im Vordergrund. Erstflug der A350 XWB auf weniger als die Brennkammern sowie in der Entwicklung erweiterte Flugmanagementsystem (Advanced sion levels drop significantly. DLR develops greater complexity.
Der Schwerpunkt lag auf den Themen sichere Hälfte reduziert werden. von Strategien zur Gestaltung eines umwelt- FMS) ermöglicht eine optimale Flugplanung To assess the aerodynamics, aeroelasticity, modelling and simulation tools for the design
Staffelung und automatische Steuereingriffe freundlichen Luftverkehrssystems. und Durchführung unter Berücksichtigung 7. Ground Vibration Tests aeroacoustics and aerothermodynamics of of power systems and develops algorithms for
zur Pilotenunterstützung. Das hierzu vor- 8. Lärmminderung von Wind, Wetter und Klimawirkung. (since the 1960s) turbomachinery, DLR developed its own CFD optimal power management. 20. Satellite-Based Precision
handene Wissen macht das DLR zu einem (seit den 1980er Jahren) Erweiterte und synthetische Sichtsysteme code, TRACE. The validation was carried out Landing System GBAS
13. Rollverkehrsmanagement
wichtigen Partner der Industrie und inter- (Advanced-and-Synthetic-Vision Systems) For five decades, DLR has been working by experimental work at component level (since 2008)
(seit den 1990er Jahren)
nationaler Gremien, vor allem in Bezug auf helfen beim An- und Abflug unter schlechten on techniques to determine critical natural up to full-scale. The code is used worldwide 16. Gate-to-Gate Pilot Assistance
Seit über drei Jahrzehnten befasst sich das
Großflugzeuge wie den A380. Sichtbedingungen. Energiemanagement- oscillations using ground vibration tests and for the design of aircraft engines and gas (since the 1960s) DLR has been operating a ground station
DLR mit Lärmminderungsmaßnahmen. Diese Moderne Rollführungskonzepte (A-SMGCS:
Systeme generieren lärmarme Anflugverfahren applying them. The researchers aim to reduce turbines, such as in the development of the for a satellite-based precision landing system
beziehen sich zum einen auf die Quelle des Advanced Surface Movement Guidance and
4. Numerische Aeroakustik und Rollführungssysteme unterstützen bei der the test time and thus make the prototype geared turbofan. Thus, it contributes to a The research activities for pilot assistance (GBAS) since 2008. Using this station, DLR
Lärms und zum anderen auf das Design und Control System) stellen für die Towerlotsen
(seit den 1990er Jahren) Navigation am Flughafen. 19. Ganzheitliches Flughafenmanagement 3. Reducing the Effects of Turbulence, available quickly. For example, the duration reduction in fuel consumption and carbon conducted since the 1960s include both the is able to support the validation of GBAS.
die Auslegung spezifischer lärmarmer An- und Informationen zur Verkehrslage am
(seit den 2000er Jahren) Gust and Wake Vortices of the ground vibration tests before the first dioxide emissions. integrated design of gate-to-gate systems Research regarding novel and low-emission
Abflugverfahren und auf die Aufteilung und Flughafen bereit und unterstützen sie bei
Seit den späten Neunzigerjahren entwi- den Zuschnitt des Luftraums. Das ermöglicht 17. Pilotenauswahl (since the 1980s) flight of the A350 XWB was reduced by more and specialised systems. The Advanced Flight approach procedures has benefitted from
der Rollplanung und Rollführung von und zu
ckelt das DLR Computational Aeroacoustic kontinuierliche Sinkflüge (CDOs) auch in (seit den 1950er Jahren) Das DLR entwickelte das Konzept des Total than half. Management System (FMS Advanced) enables this. For the first time in the world, an air-
den Start- und Landebahnen. Aus dem DLR
Codes zur numerischen Simulation aerody- Zeiten hoher Verkehrsdichten. Viele aktuelle Airport Management (TAM) und erweiterte To reduce the effect of atmospheric distur- 12. Alternative Fuels optimal flight planning and implementation line obtained approval to conduct GBAS
kommen hierzu seit den Neunzigerjahren
namisch bedingten Schalls. Fortgeschrittene Lärmminderungsmaßnahmen basieren auf Seit 1955 wählt das DLR Piloten und so konsequent das Airport Collaborative bances on aircraft, DLR conducts research into (since 2007) taking into account wind, weather and cli- approaches with support from DLR.
wesentliche Innovationen bei der Entwicklung,
Turbulenzmodelle wurden hierbei generiert, der Forschung des DLR, beispielsweise die Fluglotsen für verschiedene Airlines und Decision Making (A-CDM). Das führte active control measures. During the last few mate impact. Enhanced and synthetic vision
Validierung und ICAO-Standardisierung.
um Quellen und Lärmausbreitungseffekte Einführung des 3,2°-Anfluges in Frankfurt. Organisationen aus. Aufgrund des hohen zu einem Paradigmenwechsel in den decades, wake vortex research has become Alternative aviation fuels have the potential systems assist during departure and approach
so effizient zu beschreiben, dass die Schall- Aufwands der mehrjährigen Ausbildung operativen Abläufen. Durch das ganzheitliche paramount. The focus has been on the issues to reduce climate-changing emissions and in poor visibility conditions. Energy manage-
erzeugung in realitätsnahen Strömungen stellt dieser berufsspezifische Eingangstest Management der Prozesse in der Luft und of safe separation and automatic control reduce dependence on imports. At DLR, var- ment systems generate low noise approach
9. Emissionsarme Brennkammern
behandelt werden kann, wie zum Beispiel des DLR ein wichtiges Element bei der am Boden lassen sich die Kapazitäten besser interventions for pilot support. DLR’s expertise ious alternative fuels and their effects on the procedures and ground traffic guidance
(seit den 1990er Jahren)
der Strahl-Klappen-Interferenzlärm. Bewerberauswahl dar. Die Daten von nutzen. Im Forschungsprogramm SESAR 2020 makes it an important partner for industry environment are assessed using techniques systems assist with ground navigation at the
Leistungstests von über 200.000 Bewerbern wird an weiteren Verbesserungen gearbeitet. and international institutions, particularly with that range from laboratory experiments up airport.
Technologien zur Stickoxid- und Rußreduktion
bieten eine einzigartige Basis für wissen- So werden die Prozesse noch stärker auto- respect to large aircraft such as the A380. to in-flight tests; the results are incorporated
untersucht das DLR seit 1990. Weitere
schaftliche Forschung. matisiert – bei gleichzeitig höherer Komplexität. into detailed models. The acquired knowledge
Fortschritte auf dem Gebiet der Stickoxid-
is used to design fuel-flexible, low-emission
reduktion werden künftig nur noch mit
combustion chambers and develop strat-
Magerverbrennung möglich sein. Hierzu wur-
egies for the development of an environ-
den vom DLR Prüfstände, Messtechniken und
ment-friendly air transport system.
numerische Simulationswerkzeuge entwickelt.Das DLR im Überblick
Das DLR ist das nationale Forschungszentrum der Bundesrepublik
Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Seine umfangreichen
Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Luftfahrt, Raumfahrt,
Energie, Verkehr und Sicherheit sind in nationale und internationale
Kooperationen eingebunden. Über die eigene Forschung hinaus ist
das DLR als Raumfahrt-Agentur im Auftrag der Bundesregierung
für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten
zuständig. Zudem fungiert das DLR als Dachorganisation für den
national größten Projektträger.
In den 16 Standorten Köln (Sitz des Vorstands), Augsburg, Berlin,
Bonn, Braunschweig, Bremen, Göttingen, Hamburg, Jülich, Lam-
poldshausen, Neustrelitz, Oberpfaffenhofen, Stade, Stuttgart, Trauen
und Weilheim beschäftigt das DLR circa 8.000 Mitarbeiterinnen und
Mitarbeiter. Das DLR unterhält Büros in Brüssel, Paris, Tokio und
Washington D.C.
DLR at a Glance
DLR is the national aeronautics and space research centre of the
Federal Republic of Germany. Its extensive research and develop-
ment work in aeronautics, space, energy, transport and security
is integrated into national and international cooperative ventures.
In addition to its own research, as Germany’s space agency, DLR
has been given responsibility by the federal government for the
planning and implementation of the German space programme.
DLR is also the umbrella organisation for the nation’s largest
project management agency.
DLR has approximately 8000 employees at 16 locations in Germany:
Cologne (headquarters), Augsburg, Berlin, Bonn, Braunschweig,
Bremen, Goettingen, Hamburg, Juelich, Lampoldshausen, Neu-
strelitz, Oberpfaffenhofen, Stade, Stuttgart, Trauen, and Weilheim.
DLR also has offices in Brussels, Paris, Tokyo and Washington D.C.
DLR-Beiträge zur Luftfahrt_D/GB_05/2016
Der Vorstand
Executive Board
Linder Höhe
51147 Cologne
Germany
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