Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Flugzeuge nachhaltiger bauen

03.06.2013
Ökobilanzen von Bauteilen können helfen, die Produktion von Flugzeugen nachhaltiger zu gestalten. Entscheidend ist, dass die Daten frühzeitig zur Verfügung stehen. Mit einer neuen Software ist das nun bereits in der Designphase möglich.
Die europäische Luftfahrtbranche hat sich ehrgeizige Umweltziele gesetzt: Bis 2020 will sie nicht nur schädliche Klimaemissionen reduzieren – Kohlendioxid um 50 und Stickoxid um 80 Prozent – sondern auch die Ökobilanz der Flugzeuge verbessern. »Life Cycle Assessment (LCA)« nennen Experten das systematische Erfassen der Umweltlasten der eingesetzten Bauteile. Die Analyse umfasst sämtliche Umweltwirkungen, die ein Produkt während seines kompletten Lebenszyklus erzeugt hat – von der Herstellung über die Nutzung bis zum Recycling oder zur Entsorgung.

Um die Daten zu erheben, sind leistungsstarke Software- programme notwendig. Diese sind sehr komplex und werden aktuell überwiegend von externen Fachleuten bedient, die über spezielles LCA-Wissen verfügen. Ein weiterer Nachteil: Meist erheben diese die relevanten Daten und Prozesse erst im Nachhinein. »Die Luftfahrtindustrie plant langfristig: Flugzeugmodelle werden oft 20 Jahre und mehr eingesetzt. Wer hier nicht frühzeitig ökobilanziert, muss die Folgen später aufwändig und teuer ausgleichen«, erklärt Robert Ilg aus der Abteilung »Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi)« des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP die Problemstellung.

Ökobilanz mit einem Klick

Die Wissenschaftler haben jetzt ein Computerprogramm entwickelt, das es ermöglicht, die Umwelteinflüsse von Flugzeugbauteilen schon in der Designphase, also bereits bei der Planung eines neuen Modells, mit einzubeziehen. Basis des »Eco-Design Software Tools« ist eine Luftfahrt-Datenbank, die LCA-basierte Umweltinformationen verschiedener Referenzbauteile enthält. »Der Designer weiß mit einem Klick, wie groß der ›Umwelt- rucksack‹ ist, den ein Bauteil durch seinen bisherigen Fertigungsprozess mitbringt. Das heißt, es werden alle Stoff- und Energieströme quantifiziert«, beschreibt Ilg die Arbeitsweise des Programms.

Ein Kilogramm Aluminiumblech zum Beispiel, ein im Flugzeugbau häufig verwendetes Material, hat seinen »Rucksack« bereits durch Bauxit-Abbau, den Transport aus Übersee sowie die Weiterverarbeitung in Europa mit circa 140 Megajoule (MJ) gefüllt. Das entspricht mehr als der vierfachen Energiemenge, die entsteht, wenn ein Kilogramm Rohöl verbrennt. »Durch die besonders hohen Materialanforderungen im Luftfahrtsektor erhöhen sich die Umweltlasten der eingesetzten Bauteile im weiteren Fertigungsprozess danach noch erheblich. Die Ökobilanz-Datensätze müssen daher exakt auf die Branche zugeschnitten sein. Diese luftfahrtspezifische Komponente fehlte in den bisher verfügbaren Tools«, ergänzt Ilg.

Weiterer wichtiger Baustein der neuen Software sind speziell programmierte LCA- Hintergrundmodelle. Sie erlauben es dem Designer, Szenarien mit verschiedenen Bauteilen zu variieren und dabei sofort zu sehen, wie sich unterschiedliche Materialien, Baupläne oder Prozesse auf die jeweilige Ökobilanz auswirken. Er muss selbst keine aufwendigen Analysen machen und kann das verwendete Werkstück mit gespeicherten Referenzbauteilen abgleichen. Eine übersichtlich gestaltete Benutzeroberfläche zeigt ihm die wichtigsten LCA-Parameter per Drop-Down-Menü an. »Der Flugzeugdesigner kann mit Hilfe der Software Analysen erstellen, die bislang ausgewiesenen LCA-Spezialisten vorbehalten waren. Dadurch ist es möglich, Umweltaspekte im Luftfahrtsektor bereits in einem sehr frühen – und entscheidenden – Stadium des Fertigungsprozesses zu berücksichtigen: der Planungs- und Entwicklungsphase«, nennt Ilg einen weiteren Vorteil.

Das Computerprogramm ist zusammen mit den Kollegen aus der Abteilung »Interaktive Engineering Technologien (IET)« des Fraunhofer-Instituts für Graphische Daten- verarbeitung IGD in Darmstadt und der Abteilung »Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi)« der Universität Stuttgart im Rahmen von »Clean Sky« entstanden. Das Projekt ist mit einem Budget von rund 1,6 Milliarden Euro eine der größten Initiativen der Europäischen Kommission und wurde 2008 mit dem Ziel ins Leben gerufen, den Luftverkehr umweltfreundlicher zu gestalten. Fraunhofer arbeitet hier eng mit der Luftfahrtindustrie zusammen. Partner sind beispielsweise EADS, Airbus, Eurocopter oder Rolls-Royce. »Aktuell setzt die Industrie die Technologie während einer ersten Testphase ein. Sie erstellt mit Hilfe der Software eigene Umweltbilanzen, die sie dann als ›Eco-Statements‹ veröffentlicht«, ergänzt Laura Brethauer aus der GaBi-Abteilung am IBP. Auf der »Paris Air Show (SIAE)« vom 17. bis 23. Juni 2013 in Paris-Le Bourget zeigen Ilg und Brethauer die erste Version ihres neuen Eco-Design Software Tools (Halle 1, Stand G316).

RobertIlg | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/juni/flugzeuge-nachhaltiger-bauen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Layouterfassung im Flug: Drohne unterstützt bei der Fabrikplanung
19.05.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht Intelligente Industrialisierung von Rechenzentren
15.05.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften