MIWa

MBSE-basierte Integration & Variantenbildung von Wasserstoffkryodrucktanksystemen zukünftiger Flugzeugkonfigurationen (MIWa)

Kooperationsprojekt 07 / 2022 - 06 / 2024
MIWa Projekt

MBSE-BASIERTE INTEGRATION UND VARIANTENBILDUNG VON WASSERSTOFFKRYODRUCKTANKSYSTEM ZUKÜNFTIGER FLUGZEUGKONFIGUTRATION

KOOPERATIONSPROJEKT 07 / 2022 – 06 / 2024

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.

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.

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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