EXC 2163:  Sustainable and Energy-Efficient Aviation – SE²A

• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik, Technische Thermodynamik und Thermische Energietechnik ; Elektrotechnik und Informationstechnik ; Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau ; Systemtechnik ; Verfahrenstechnik, Technische Chemie ; Wirtschaftswissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2019
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• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390881007

Der beantragte Exzellenzcluster "Nachhaltige und energieeffiziente Luftfahrtsysteme" hat das Ziel, die grundlegende wissenschaftliche und technologische Basis für ein transformationsfähiges Luftverkehrssystem der Zukunft zu schaffen. Motivation dafür sind die Anforderungen und Erwartungen verschiedener Anspruchsgruppen hinsichtlich drastisch reduzierter Umweltbelastungen durch die Luftfahrt bei wachsender, zuverlässiger und sicherer Transportleistung. Während die Vermeidung von CO2-Emissionen in anderen Mobilitätsbereichen bereits durch Elektrifizierung realisiert wird, erlauben der sehr hohe Bedarf an Leistung und Energiedichte für Verkehrsflugzeuge keine direkte Übertragung derartiger Technologien. Physikalisch machbarer Langstreckenverkehr wird auch langfristig auf energiedichten aber synthetischen Energiespeichern basieren. Dagegen können regionale Transportaufgaben mit Elektro- oder Elektro-Hybridsystemen erfüllt werden. Daraus eröffnet sich ein Spektrum neuer Gestaltungsparameter, die grundlegend verstanden und analysiert werden müssen, um Systemlösungen zu identifizieren, die die Luftfahrt zu einem Teil eines kreislaufbasierten Energiesystems machen. Die TU Braunschweig besitzt in der Mobilitätsforschung einen herausragenden Schwerpunkt. Vor allem ihre Luftfahrtforschung hat durch die institutionalisierte Partnerschaft mit dem DLR, die Forschungsallianz mit der Leibniz Universität Hannover, den strategischen Ausbau der Forschungsinfrastruktur und koordinierte Programme der Grundlagenforschung internationale Sichtbarkeit und Alleinstellung erreicht. Eine weitere Schlüsselkompetenz ist die Produktionstechnik mit dem Fokus auf Energiespeichern und Leichtbau. Auf diesen Grundlagen wird der Cluster interdisziplinäre koordinierte Forschung für den Luftverkehr der Zukunft strategisch ausbauen und durch internationale Vernetzung auf eine neue Stufe stellen. Nur so können tragfähige Lösungen für das langfristig drängende Problem der nachhaltigen Luftfahrt gefunden werden. Schwerpunkte der Forschung sind die Grundlagen für Energiespeicher und Energiewandlung sowie Technologien für ultraeffizientes Fliegen. Damit gehen neue Entwurfsräume für Flugzeuge und Subsysteme und die Überwindung bestehender Entwurfsparadigmen einher. Mit neuen Modellierungen, Simulationen und Experimenten wird eine Systembewertung nach ersten Prinzipien möglich, die auch Zukunftsszenarien und externe Randbedingungen wie ökonomische Entwicklungen, gesetzliche Regelungen und gesellschaftliche Anforderungen berücksichtigt. Die strukturellen Ziele des Clusters bestehen in der Etablierung einer international führenden Struktur der Grundlagenforschung für Luftfahrt, Energietechnik und ganzheitliche Systembewertung durch klar fokussierte Zusammenarbeit der Clusterpartner über institutionelle Grenzen. Mit seinen maßgeschneiderten Programmen leistet der Cluster besondere Beiträge für den hoch qualifizierten, wissenschaftlichen Nachwuchs und zur Förderung der Gleichstellung.

• DFG-Verfahren: Exzellenzcluster (ExStra)
• Antragstellende Institution: Technische Universität Braunschweig
• Beteiligte Institution: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR); Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover; Hochschule für Bildende Künste Braunschweig
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Jens Friedrichs; Professor Dr.-Ing. Rolf Radespiel
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Dr.-Ing. Lothar Bertsch; Professor Dr.-Ing. Jan Werner Delfs; Professor Dr. Friedrich Dinkelacker; Professor Dr. Georg Garnweitner; Professor Dr.-Ing. Richard Hanke-Rauschenbach; Professor Dr.-Ing. Peter Hecker; Professor Dr. Stefan Helber; Professor Dr.-Ing. Markus Henke; Professor Dr.-Ing. Christoph Herrmann; Professor Dr.-Ing. Peter Horst; Professor Dr.-Ing. Christian Hühne; Professorin Dr.-Ing. Ulrike Krewer; Professor Dr.-Ing. Arno Kwade; Professorin Dr.-Ing. Sabine C. Langer; Professorin Dr. Laura De Lorenzis; Professor Dr.-Ing. Axel Mertens; Professor Dr.-Ing. Raimund Rolfes; Professor Dr.-Ing. Cord-Christian Rossow; Professor Dr. Uwe Schröder; Professor Dr.-Ing. Jörg Seume; Professor Dr. Thomas Spengler; Professorin Dr.-Ing. Antje Spieß; Professor Dr. Sebastian Stiller