Braunschweig. Das Niedersächsische Forschungszentrum für Luftfahrt (NFL) hat einen Forscherpreis sowie zwei Nachwuchspreise für Arbeiten auf verschiedenen Gebieten der Luftfahrtforschung verliehen. Diese lieferten neue Ansätze im Bereich der Vereisungsdetektion von Hubschraubern, der Modellierung vibroakustischer Phänomene sowie der Auslegung von batterieelektrischen Regionalflugzeugen, teilte die TU Braunschweig am heutigen Montag mit. Die Verleihung fand im Rahmen des NFL-Forschungstags am 9. November statt.
Der Hermann-Blenk-Forscherpreis ging an Stanislav Karpuk und Ali Elham. Beide untersuchten am Institut für Flugzeugbau und Leichtbau der TU Braunschweig die Auswirkungen neuer Technologien auf die Machbarkeit eines vollelektrischen Regionalflugzeugs. Dabei wurden insbesondere Technologien wie aktive Strömungskontrolle, aktive Lastminderung sowie neuartige Material- und Strukturkonzepte näher betrachtet.
Vollelektrisches Flugzeug könnte entworfen werden
Die Ergebnisse zeigten, dass ein vollelektrisches Flugzeug mit neuen Airframe-Technologien mit einer maximalen Startgewichterhöhung um 50 Prozent entworfen werden könnte und der Gesamtemissionswert mit neuartigen Technologien um 81 Prozent gesenkt werden kann. Andererseits tragen die neuen Technologien jedoch nicht zur Verringerung der direkten Betriebskosten bei. Darüber hinaus weist das neuartige Flugzeug einen hohen Energieverbrauch auf, was seine Energieeffizienz beeinträchtigt. Nichtsdestotrotz habe die Studie demonstriert, was für ein "Game-Changer" neuartige Technologien im Bereich der elektrischen Luftfahrt sein könnten, so die TU. Darüber zeige der Fachartikel ein "deutliches Potential zur Emissionsreduktion im täglichen Flugbetrieb" auf. Daher wurde die Arbeit der Forscher in diesem Jahr mit dem Forscherpreis ausgezeichnet, der mit 5.000 Euro dotiert ist.
Nachwuchspreise gehen an ehemalige Studenten der TU
Der Karl-Doetsch-Nachwuchspreise ging unterdessen an Lucas Hermann. Dieser hatte in seiner Masterarbeit am Institut für Akustik der TU Braunschweig einen Beitrag zur besseren Modellierung vibroakustischer Phänomene geleistet. Aufgrund der steigenden Verfügbarkeit von Sensordaten ist die datengetriebene Simulation zu einem wichtigen Forschungsfeld geworden. Dabei ist die Datenfusion insbesondere im Bereich der Luftfahrt ein aktuelles Thema. Die Beschreibung von Daten erfolgt häufig mit Methoden der Wahrscheinlichkeitstheorie, was im Kontext der Finite-Elemente-Simulation spezielle Forschungsfragen aufwirft.
Mit der Bestrebung, eine einfache und allgemeine statistische Finite-Elemente-Methode zu entwickeln, hat Hermann einen kürzlich veröffentlichten Ansatz aufgegriffen. Er konnte diesen erfolgreich auf die Vibroakustik übertragen sowie diese statistische Finite-Elemente-Methode erstmals für vibroakustische Modelle beschreiben, implementieren und anwenden. Hierfür erhielt er den Nachwuchspreis, dotiert mit 1.000 Euro. Hermann beendete 2021 sein Studium mit einem Master im Maschinenbau an der TU Braunschweig.
Der VDI-Luft- und Raumfahrtpreis ging an Julia Feder, die sich in ihrer Masterarbeit mit der präzisen Bestimmung von Eisschichten auf umströmten Flächen und der Identifikation der Eisarten "Klareis" und "Raueis" durch Impedanzspektroskopie beschäftigte. Die Bildung einer Eisschicht auf einer Struktur hat Einfluss auf ihre Masse, Steifigkeit und Dämpfung und damit auch auf ihre Impedanz. Dieser Effekt kann mithilfe eines strukturintegrierten Piezoelements gemessen werden. Im Gegensatz zu bisherigen Verfahren erlaubt dieser neue Ansatz neben der Detektion auch die Charakterisierung von Eisschichten auf Flugsystemen. Des Weiteren erlaubt er zusätzlich eine konkrete Überwachung von Einzelsystemen wie beispielsweise dem Heckrotor eines Hubschraubers. Die Methode liefere eine "erhebliche Steigerung" der Betriebssicherheit von Hubschraubern, so die TU.
Aus diesem Grund wurde die Arbeit von Feder mit dem mit 1.000 Euro dotierten Luft- und Raumfahrtpreis ausgezeichnet. Die Arbeit erfolgte im Rahmen einer Kooperation zwischen dem DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik und dem Institut für Mechanik und Adaptronik der TU und die vorgeschlagene Methode der Arbeit befindet sich derzeit in der Patentanmeldung. Feder schloss ihr Masterstudium im Maschinenbau an der TU Braunschweig ebenfalls im Jahr 2021 ab.
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