Luft- & Raumfahrt. Umweltfreundlicher durch die Lüfte die neue A320neo. Informieren Vernetzen Fördern. Der Weg nach oben mit Ariane 6

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1 Ausgabe 2 / April Juni 2016 / ISSN B / EUR 5, / SFR 9. Luft- & Raumfahrt Informieren Vernetzen Fördern Umweltfreundlicher durch die Lüfte die neue A320neo Der Weg nach oben mit Ariane 6 Synthetische Treibstoffe für nachhaltiges Fliegen Interview mit ESA-Generaldirektor Johann-Dietrich Wörner

2 2 Editorial Alisa Wilken DGLR-Kommunikation Bild: Michael Griebler Inhalt Ausgabe 2 / 2016 Vorwort... 4 Eine neue Ära der Luft- und Raumfahrt Liebe Leserinnen und Leser, Meldungen Luftfahrt Militärische Luftfahrtstrategie I Neues Airbus-Werk in China Jahre Menschenflug I Flugsicherheit 6 Eröffnung ZAL TechCenter I Gepäckabgabe I-drop 7 Raumfahrt Abschied von Lander Philae I EDRS 8 Gravitationswellen nachgewiesen I LISA Pathfinder 9 Sentinel 3-A I Erste deutsche Astronautin gesucht 10 Ein Jahr im All Scott Kelly wieder gelandet I ExoMars 11 DGLR Neues Präsidium für die DGLR 12 Verleihungen: Eugen-Sänger- und Otto-Lilienthal-Medaille 13 Titelthema: Die neue A320neo in der Luft- und Raumfahrt gibt es jeden Tag neue Perspektiven, neue Erfindungen, neue Technologien. Die Menschen erreichen immer neue, vorher nicht für möglich gehaltene Ziele in der Luft oder im Weltraum. Das bringt eine Faszination mit sich, die wir für Sie in diesem Magazin einfangen wollen. Bild: Lufthansa Wie Sie gesehen haben, ist die Einführung der A320neo unser erstes Titelthema. Die A320neo beruht auf der ersten A320, die schon 1988 erstmals ausgeliefert wurde. Ähnlich haben wir es auch mit unserem Magazin Luft- und Raumfahrt gemacht. Nach 25 Jahren übernehmen wir jetzt die Redaktion selber und kommen mit einem neuen, überarbeiteten Magazin heraus. Wir haben es uns zum Ziel gesetzt, Ihnen eine frische, moderne Luft- und Raumfahrt mit spannenden Themen und Inhalten zu präsentieren. Wie auch zuvor bekommen Sie in diesem Heft Hintergrundinformation zu Themen aus der Luft- und Raumfahrt. Darüber hinaus bieten wir Ihnen verstärkt Berichte aus der DGLR. Wir präsentieren Ihnen Bezirksgruppen und Fachbereiche, zeigen Ihnen Möglichkeiten zur Vertiefung Ihrer Interessen auf und bieten Blicke hinter die Kulissen von Nachwuchsprojekten. In dieser ersten Ausgabe geht es zum Beispiel um die Entwicklung der Ariane-Trägerraketen mit besonderem Fokus auf die neue Ariane 6. Wir klären Sie über den Einsatz synthetischer Flugtreibstoffe auf und inwieweit sie sich derzeit rentieren. Außerdem haben wir für Sie ein Interview mit dem neuen ESA-Generaldirektor Johann-Dietrich Wörner geführt. In den Berichten über unsere Bezirksgruppe Braunschweig und die Nachwuchsgruppe IFSys erfahren Sie mehr über die DGLR. So bricht jetzt für dieses Magazins, die Luft- und Raumfahrt eine neue Ära an. Wir starten mit diesem Magazin einen Neuanfang und hoffen, dass Sie genauso überzeugt sind wie wir. Wenn Sie noch Fragen haben, dann senden Sie uns eine an kommunikation@dglr.de. Ansonsten lehnen Sie sich entspannt zurück und genießen Sie die Faszination Luft- und Raumfahrt. Ihre Alisa Wilken Luftfahrt Synthetische Treibstoffe für die Luftfahrt 20 Aeroelastik im Flugzeugbau 24 Raumfahrt Der Weg nach oben mit Ariane 6 28 Interview mit Johann-Dietrich Wörner 32 Das Deutsche Zentrum für Satelliten-Kommunikation 34 Vorstellung FB / BG: Bezirksgruppe Braunschweig Nachwuchsgruppe: IFSys Technischer Artikel Exposé: Kognitive Systemarchitektur zur UAV-Missionsplanung Veranstaltungen Termine DGLR-Jahresempfang 49 Raumfahrthistorisches Kolloquium 50 Auftakt "Luftfahrt der Zukunft" 51 Modellbasierte Softwareentwicklung 52 Personalia Neumitglieder und Danksagung 54 Geburtstage 56 Nachruf und Todesfälle 57 Impressum... 58

3 Inhalt Anzeige Die neue A320neo: S Kraftvoll, präzise, sicher. Ariane 6: S Synthetische Treibstoffe: S Interview mit Johann-Dietrich Wörner: S. 32 / 33 Experten-Netzwerk DeSK: S Aeroelastik im Flugzeugbau S Powered by Tiger tec Silver Verbinden Sie mit der neuen Walter BLAXX Fräser-Generation Produktivität und absolute Präzision. Setzen Sie damit eine nahezu unschlagbare Kombination ein: die außergewöhnlich robusten Walter BLAXX-Fräser, bestückt mit unseren leistungsfähigsten Wendeschneidplatten powered by Tiger-tec Silver. Kraftvoll, hochpräzise und extrem sicher. walter-tools.com

4 4 Vorwort Sehr geehrte Leserinnen und Leser, liebe Mitglieder der DGLR, Bild: Gregor Hübl, Köln mit diesem Heft erhalten Sie die erste Ausgabe der Luft- und Raumfahrt komplett aus DGLR-Hand. Der DGLR-Geschäftsstelle, insbesondere dem Generalsekretär Philip Nickenig und der Kommunikationsmanagerin Alisa Wilken ist für die Umsetzung der vom Präsidium beschlossenen Pläne zu danken. Wir glauben, dass dies nicht nur finanziell, sondern vor allem auch inhaltlich der richtige Weg ist. Wir möchten unseren Mitgliedern und auch den anderen Lesern (die hoffentlich alle noch Mitglieder werden!) ein professionelles, modernes, aktuelles Medium in die Hand geben, das unser Motto am besten darstellt: Informieren, Vernetzen, Fördern. Ein solcher Neuanfang ist eine gute Gelegenheit für eine Statusanalyse: Die Luftund Raumfahrt in Deutschland steht vor mehreren Belastungsproben. Die industrielle Landschaft hat sich in den letzten Jahren stark verändert. Mit Gründung der EADS (heute Airbus Group) und zeitgleicher Insolvenz des letzten großen nationalen Herstellers Dornier haben sich die Rollen der Akteure und damit die Ausrichtung des deutschen Standortes geändert. Neben der Triebwerksindustrie haben sich die Zulieferer weiterentwickelt und sind in allen Programmen der Luft- und Raumfahrt weltweit vertreten es wird aber eine span nende Frage der Zukunft sein, ob das ausreicht, sich in künftigen Großprogrammen als Mitverantwortung tragender Partner zu behaupten. Die Finanzierung von Forschung und Entwicklung hat in Deutschland immer einen hohen Stellenwert gehabt, hierfür ist der Politik sehr zu danken. Dies im Umfang aufrecht zu erhalten, bei allen aktuellen Problemen in der Finanzoder auch Flüchtlingskrise und es außerdem inhaltlich anzupassen, zum Beispiel im Kontext der Energiewende und des Klimawandels, ist eine Aufgabe der Zukunft. Den Entscheidungsträgern in Firmen, Instituten, Lehrstühlen, Forschungseinrichtungen und politischen Bereichen mit Einfluss auf die Luft- und Raumfahrt ist in dieser Gemengelage aus gesellschaftlichen, industriellen und politischen Fragestellungen viel Geschick, Mut, und eine glückliche Hand zu wünschen. Nur so können wir gestärkt in die nächsten Jahre gehen. Die DGLR begleitet diese Prozesse. Sie ist nicht nur Teil, sondern aktives Bindeglied in den Netzwerken. Wir stellen das Forum, in dem die obigen Themen diskutiert werden und wir informieren diejenigen Entscheider in Industrie, Wissenschaft, Forschung und Politik, die auf unsere Erfahrung setzen. Im Februar habe ich an der Feier zur Übergabe der A320neo von Airbus an die Lufthansa teilnehmen dürfen, dem Flugzeug, das uns in der näheren Zukunft begleiten wird. Während der Reden, des Geschenkeaustauschs und des nachfolgenden Fototermins kam Freude über das bisher Erreichte auf. Es zeigte den Weg, den wir in der Luftfahrtforschung bereits beschritten hatten und auch, dass noch viel vor uns liegt dem Wunsch folgend, die Luft- und Raumfahrt weiterhin spannend, attraktiv und faszinierend zu gestalten. Eine Politikerin sagte in diesem Zusammenhang, dass sie zunächst reserviert gegenüber der Luftfahrt gewesen wäre, sie aber die Begeisterung teilen könne, seitdem sie einmal unter dem Flügel einer A380 gestanden hat. Ein solches Erlebnis wünsche ich allen, die Sehnsucht nach der Faszination Luft- und Raumfahrt verspüren oder sie zum ersten Mal erfahren wollen. Besuchen Sie daher die ILA in Berlin im Juni und erleben Sie die Luft- und Raumfahrt hautnah! Prof. Dipl.-Ing. Rolf Henke Präsident der DGLR Dieses Jahr ist das Lilienthal-Jahr, wir feiern 125 Jahre Menschenflug. Den gab es vorher ja auch schon, angefangen bei Daedalus und Ikarus, aber es waren die Brüder Lilienthal, die dies wissenschaftlich und auch technisch angingen. Geehrt wird Karl Wilhelm Otto Lilienthal neben den wissenschaftlichen Abhandlungen vor allem für seine Gleitflüge. Dabei wird häufig übersehen, dass sein Ziel das angetriebene Fluggerät war. Er wollte längerfristig mit Antrieb steigen und nicht nur gleiten, hat Konzepte dafür entworfen und Bodentesteinrichtungen gebaut. Wer weiß, wie weit er gekommen wäre, hätte der Strömungsabriss auf seinem letzten Flug seinem Forscherdrang im Alter von nur 48 Jahren nicht ein zu frühes Ende gesetzt. Die DGLR wurde erst 16 Jahre nach dem Tod Otto Lilienthals gegründet. Als technisch-wissenschaftliche Gesellschaft sehen wir uns aber durchaus in seinem Sinn aufgestellt; nicht etwa durch eigene Forschung innerhalb unserer Gesellschaft, sondern indem wir getreu unserem Motto über technisch-wissenschaftliche Themen informieren, die Handelnden vernetzen, und das Vorgehen insgesamt fördern. Zurück zu diesem Heft, zum Beginn einer neuen Luft- und Raumfahrt, in der Sie einige der hier gerade beschriebenen Themen wiederfinden werden. Wir, das Präsidium der DGLR und die Geschäftsstelle hoffen sehr, dass Ihnen das Heft gefällt, dass Sie es als Weiterentwicklung des bisherigen begrüßen und dass Sie uns in Zukunft treu bleiben. Wir sind auf dem Weg zur DGLR 4.0. Über eine Diskussion mit Ihnen über diese und noch mehr Themen freue ich mich wir sehen uns hoffentlich alle auf dem diesjährigen Luft- und Raumfahrtkongress vom 13. bis 15. September in Braunschweig. Ihr Rolf Henke

5 Meldungen Luftfahrt 5 Erste Militärische Luftfahrtstrategie veröffentlicht Am 19. Januar 2016 hat das deutsche Verteidigungsministerium die erste Militärische Luftfahrtstrategie veröffentlicht. Sie ist Teil der Luftfahrtstrategie der Bundesregierung von 2014 und definiert, über welche Fähigkeiten die Bundeswehr in der Luftfahrt verfügen muss und welche optio nal sind. Damit einhergehend werden die Schwerpunkte der deutschen Rüstungspolitik identifiziert. Eine Strategie für die militärische Luftfahrt zu erstellen ist schon aus dem Grund wichtig, dass die Entwicklung von neuen Flugzeugen, Hubschraubern oder anderen System viele Jahre in Anspruch nimmt. So erreicht zum Beispiel in den nächsten zehn Jahren der Transporthubschrauber CH53 das Ende seiner Nutzungsdauer. Durch die Priorisierung der Fähigkeiten in der Strategie wird für solche Fälle der aktuelle und zukünftige Handlungsbedarf identifiziert. Dabei arbeitet die militärische Forschung und Entwicklung seit vielen Jahren mit internationalen Partnern zusammen. Erfahrungen zeigen jedoch, dass diese Kooperationen eine Neuausrichtung benötigen. Nach dem Lead-Nation-Prinzip soll laut Strategie pro Projekt ein Land die Führungsrolle übernehmen. So möchte Deutschland die Führung zur Entwicklung einer waffenfähigen Aufklärungsdrohne übernehmen. Die Militärische Luftfahrtstrategie sieht darin eine Schlüsselkompetenz, die durch industrielle Beiträge aus Deutschland geprägt werden soll. Neues Airbus-Auslieferungswerk für China Der Eurofighter eine Gemeinschaftsproduktion von Deutschland, Spanien Italien und Großbritannien In Deutschland arbeiten fast 100 Firmen mit über Mitarbeitern in der wehrtechnischen Luftfahrt. Bild: Luftwaffe / Metternich Bild: Airbus S.A.S. Immer mehr Menschen in China können sich Flugreisen leisten. Der Tourismus wächst und damit steigt auch der Bedarf an Flugzeugen. Das möchte sich Flugzeughersteller Airbus zunutze machen. Am 2. März 2016 hat er mit dem Bau eines neuen Auslieferungswerkes für A330-Flugzeuge in der Hafenstadt Tianjin in China begonnen. Dort sollen ab Ende 2017 die Langstreckenflugzeuge des Typs A330 fertig gestellt und ausgeliefert werden. Die Passagierflugzeuge werden in Toulouse in Frankreich gebaut und dann nach China gebracht, wo sie lackiert und innen ausgestattet werden. Außerdem finden dort die Testflüge und später die Übergabe an den Kunden statt. Die A330 wird von vielen chinesischen Fluggesellschaften genutzt. Kurz vor dem offiziellen Baubeginn des Auslieferungswerkes in Tianjin bestellte Air China zwölf A Maschinen für einen Listenpreis von 2,7 Milliarden Euro. Das durchschnittliche Wachstum des innerstaatlichen Luftfahrtmarktes in China liegt derzeit bei 6,9 Prozent, das für den internationalen Markt bei 6,8 Prozent. Diese Werte liegen deutlich über dem weltweiten Durchschnitt von 4,6 Prozent. Neben dem neuen Werk besitzt Airbus bereits ein weiteres Werk in Tianjin. Hier baut Airbus Flugzeuge des kleineren Mittelstreckenmodells A320. Zeremonie zum Baubeginn in Tianjin Bild: Airbus S.A.S.

6 6 MELDUNGEN Luftfahrt Bildarchiv: Otto-Lilienthal-Museum Anklam Für seine Flugversuche legte Otto Lilienthal den fast 60 Meter hohen Fliegeberg in Berlin an Auf den Spuren Lilienthals: 125 Jahre Menschenflug 2016 ist ein besonderes Jahr für die Luftfahrt. Denn vor genau 125 Jahren, im Frühjahr 1891, startete Karl Wilhelm Otto Lilienthal die ersten erfolgreichen Gleitflüge mit einem Flugzeug. Lilienthal war nicht der erste Mensch, der sich mit einem Fluggerät in die Luft erhob, das gelang bereits vorher mit Heißluftballons aber er gilt als der erste, der dies wiederholt mit einem Gerät tat, das schwerer als Luft war. Zusammen mit seinem jüngeren Bruder Gustav arbeitete Otto Lilienthal schon ab 1874 an zahlreichen experimentellen Versuchen zur Wölbung der Tragflächen im Zusammenhang mit dem Auftrieb. Seine Arbeiten führten zur noch heute gültigen physikalischen Beschreibung der Tragfläche veröffentlichte Lilienthal dazu ein Buch und ging dann zu praktischen Gleitflügen über. Lilienthal baute in seinem Leben mehrere Gleitflugzeuge, von denen 1894 eines in Serienproduktion ging. Es war die erste Serienfertigung eines Flugapparates überhaupt. Nur zwei Jahre später starb Lilienthal, als er auf einem Testflug aus 15 Metern Höhe abstürzte. Seine Forschung aber wurde weitergetragen und bildete die Grundlage für viele nachfolgende Entwicklungen. Seit 1891 hat sich die Luftfahrt stark weiterentwickelt. Die Gleitflugzeuge wurden bald um Flugzeuge mit Motor ergänzt. Dann wurden die Flugzeuge größer, erreichten größere Reichweiten und wurden bald zu Massentransportmitteln. Heute arbeiten mehr als Menschen in der zivilen Luftfahrt. Mehr zum Thema 125 Jahre Menschenflug erfahren Sie in unserer diesjährigen Sonderausgabe der Luft- und Raumfahrt, die im Sommer erscheinen wird. Fliegen wird sicherer: die Absturzbilanz 2015 Trotz einiger tragischer Abstürze im vergangenen Jahr zeigt die Statistik, dass das Fliegen weiterhin sicherer wird. Das Aviation Safety Network (ASN) aus den Niederlanden vermeldete Abstürze von Verkehrsflugzeugen mit 560 Toten. Damit sei 2015 das sicherste Jahr nach Anzahl der Unfälle und das fünftsicherste nach Zahl der Opfer. Weltweit wurden Passagierflüge mit Flugzeugen ab 14 Sitzen erfasst. Das schwerste Unglück ereignete sich am 31. Oktober 2015 als ein Airbus A321 von Metrojet mit 224 Insassen über dem Sinai abstürzte. Der Absturz wird auf eine Bombe an Bord zurückgeführt. Das zweitschwerste Unglück war das einer Germanwings-Maschine am 24. März 2015 durch den Selbstmord des psychisch erkrankten Copiloten. Alle 150 Insassen starben. Die sinkende Zahl der Unfälle kann auf die steigende Anzahl an sicherheitsbezogenen Maßnahmen zurückgeführt werden. Unter anderem setzen sich die International Civil Aviation Organisation (ICAO), die International Air Transport Association (IATA), die Flight Safety Foundation sowie die Luftfahrtindustrie für höhere Sicherheitsstandards im Luftverkehr ein. Zwei der Unglücksflugzeuge von 2015 wurden von Airlines betrieben, die auf der Schwarzen Liste der Europäischen Union standen. Insgesamt flogen nach Angaben der IATA im Jahr 2015 rund 3,5 Millionen Passagiere mit Airlines weltweit. Diese Zahl wird auch in Zukunft kontinuierlich weiter wachsen.

7 MELDUNGEN Luftfahrt 7 Eröffnung des ZAL TechCenters Die ganze Kompetenz der zivilen Luftfahrtindustrie unter einem Dach. Das ist das Ziel des neugebauten ZAL TechCenters, das am 7. März 2016 eröffnet wurde. Das ZAL Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung ist das technologische Forschungs- und Entwicklungsnetzwerk der zivilen Luftfahrtindustrie in der Metropolregion Hamburg. Im TechCenter sollen alle großen Unternehmen, Hochschulen und Forschungsunternehmen der Region aus der Luftfahrt vertreten sein und gemeinsam forschen. Auf Quadratmetern entstand dazu in Finkenwerder ein modernes Gebäude mit hochwertigen Testinfrastrukturen sowie Präsentations-, Büro-, und Laborräumen. Hier befindet sich zum Beispiel ein Fuel Cell Lab, das Entwicklungen im Bereich der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie ermöglicht. Im Virtual Reality Lab können bis zu 30 Personen gleichzeitig 3D-Konstruktionen betrachten und bearbeiten. Luftfahrtforschung auf Quadratmetern in Hamburg-Finkenwerder Außerdem beinhaltet das Center ein in Europa einzigartiges Akustik-Labor, in dem Schalldruck wie bei Flugbetrieb simuliert und somit exakte Messungen der Schallausbreitung ermöglicht werden können. In den Werkhallen können ganze Flugzeugrümpfe in den Gerüststrukturen bewegt, untersucht und bearbeitet werden. Im ZAL TechCenter hat die ZAL GmbH bereits zu Beginn des Jahres die ersten Arbeitsplätze eingenommen. Bis zur Eröffnung im März folgten noch rund 250 Mitarbeiter von Airbus sowie Mitarbeiter von Lufthansa Technik. Das Gebäude ist auf insgesamt 600 Arbeitsplätze ausgelegt. Bild: Martin Kunze / ReGe Fotos: Hamburg Airport / Michael Penner Hamburg Airport setzt auf Gepäckautomaten I-drop Bei der Optimierung der Passagierabfertigung setzt Hamburg Airport verstärkt auf Self-Service-Automaten, die innovativ und einfach zu bedienen sind. Neuestes Beispiel ist die Gepäckaufgabe mit dem selbst entwickelten System I-drop. Mittels CUSS-basierter (Common Use Self Service) Software Applikation bietet I-drop eine einfache Menüsteuerung, die den Prozess der Gepäckaufgabe stark beschleunigt. Nachdem der Passagier eingecheckt hat ob online von zu Hause oder am Self- Check-in-Automat, scannt er den Barcode auf seiner Bordkarte und stellt sein Gepäckstück auf das Förderband. Dort wird der Koffer gewogen, vermessen, fotografiert und geprüft, ob das Gepäckstück in der Gepäckförderanlage verarbeitet werden kann. Sind alle Bedingungen erfüllt, druckt I-drop automatisch einen individuellen Koffer anhänger aus. Dieser Anhänger ist selbst klebend, sodass der Fluggast ihn ganz bequem am Gepäckstück befestigen kann. Anschließend durchläuft das Gepäckstück eine weitere Kontrolle und wird über die Förderanlage weitertransportiert. Auch ohne Übung benötigt dieser Vorgang nur wenige Minuten. Damit werden lange Wartezeiten am Counter vermieden. Entsprechende Tech nik mit Scannern, Sensoren und Kameras gewährleistet zudem eine lückenlose Sicherheitskette. In der Pilotphase am Hamburger Flughafen nutzten die Passagiere der teilnehmenden Airlines Air France, KLM, Lufthansa und EasyJet die Automaten zum Teil fast wie selbstverständlich. Je nach Flugplan wurden 600 bis Gepäckstücke pro Woche aufgegeben. Im Laufe des Jahres 2016 soll I-drop nun weiter ausgebaut und allen Airlines zur Verfügung gestellt werden. Vorgesehen ist die Einrichtung von vorerst zehn Gepäckautomaten im Terminal 1 mit einer entsprechenden Anzahl an Check- in-automaten und personell besetzten Countern.

8 8 MELDUNGEN Raumfahrt Abschied von Lander Philae Als am 12. November 2014 der Lander Philae auf dem Kometen Churyumov-Gerasimenko landete, schrieb er ein Stück Raumfahrtgeschichte. Seitdem konnten die Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der europäischen Weltraumorganisation ESA noch acht Mal Kontakt zu dem Lander aufnehmen. Dass noch ein weiterer Kontakt entsteht, wird nun immer unwahrscheinlicher. Die Chancen gingen gegen Null, sagte Philae-Projektleiter Dr. Stephan Ulamec. In den vergangenen Monaten meldete sich Philae nur sehr selten. Das bedeutet, dass er wahrscheinlich eisfrei, aber voraussichtlich mit Staub bedeckt an einem schattigen Platz auf dem Kometen steht. Nachdem der Komet am 13. August 2015 seinen sonnennächsten Punkt erreicht hatte, wird es für Philae und Rosetta nun immer kälter. In der Kälte schaltet sich Lander Philae nicht mehr ein und geht damit in einen ewigen Winterschlaf über. Die Landung am 12. November 2014 verlief nicht ganz nach Plan. Sobald Philae landete, sollten Harpunen auslösen und ihn im Kometen verankern. Dies schlug fehl und Philae hopste auf der Kometenfläche weiter bis Philaes geplanter Landeplatz lag auf einer relativ ebenen Fläche des Kometen. Nachdem er zwei Mal vom Kometen abgeprallt war, blieb er in schroffem und schattigen Gelände stehen. er an einem schattigen Platz stehen blieb. Hier reichte die Sonneneinstrahlung nicht aus, um Philaes Akkus ausreichend aufzuladen. So kam es nur zu wenigen kurzen Kontakten zwischen dem Lander und der Sonde Rosetta. Diese leitete die Daten, die Philae senden konnte, an die Erde weiter. Die Sonde Rosetta soll noch bis September 2016 Komet Churyumov-Gerasimenko umkreisen und weitere wissenschaftliche Messungen durchführen. Dann soll sie ebenfalls auf dem Kometen landen. Bis dahin wird sie weiter auf Signale von Philae horchen. Rosetta und Philae waren 2004 von der Erde aus aufgebrochen, um einen Kometen zu untersuchen. Dieser sollte Aufschlüsse darüber liefern, ob durch diese Himmelskörper Wasser zur Erde gelangt ist. Bild: ESA / ATG Medialab EDRS: Europas satellitengestützte Datenautobahn Bild: ESA Der 29. Januar 2016 war der Startschuss für Europas satellitengestützte Datenautobahn im Weltraum. Um Uhr Mitteleuropäischer Zeit startete der Kommunikationssatellit Eutelsat 9B mit EDRS-A dem ersten Laserknoten des Europäischen Datenrelaissystems EDRS an Bord einer Proton-Rakete vom russischen Raumfahrtbahnhof Baikonur, Kasachstan. Das European Data Relay Satellite System (EDRS) gilt als Meilenstein in der Telekommunikation. Das Programm von der Europäischen Weltraumorganisation ESA und Airbus Defence and Space soll Daten von bis zu 1,8 Gigabit pro Sekunde mit minimalem Zeitverzug vom All zur Erde transportieren. EDRS-A befindet sich im geostationären Orbit, Kilometer von der Erde entfernt. Es arbeitet mit einer optischen Laserverbindung und benötigt weniger als eine Minute, um eine Verbindung zwischen dem geostationären Orbit und den Satelliten im niedrigen Erdorbit herzustellen. Aufgrund seiner festen Position über der Erde kann EDRS-A und ab 2017 auch EDRS-C die Kommunikationsdaten dieser Satelliten aufnehmen und ohne große zeitliche Verzögerung zur Erde weiterleiten. Die schnellere Technologie sorgt insbesondere bei zeitkritischen Daten, wie Notfalldiensten, Naturkatastrophen, Wettervorher sagen oder in der Seefahrt, für schnellere Handlungsmöglichkeiten. EDRS-A soll die Arbeit ab Sommer 2016 aufnehmen. Zu den ersten Nutznießern werden die europäischen Copernicus- Satelliten Sentinel-1 und Sentinel-2 zählen. Ab 2018 soll auch die Internationale Raumstation ISS über EDRS mit der Erde kommunizieren. Zusammen mit EDRS-C soll EDRS-A täglich mehr als 50 Terabyte an Daten zur Erde senden. EDRS soll dafür sorgen, dass zeitkritische Daten wie im Fall von Naturkatastophen schnell die Erde erreichen

9 MELDUNGEN Raumfahrt 9 Erster Nachweis von Gravitationswellen Vor fast genau 100 Jahren sagte Physiker Albert Einstein die Existenz von Gravitationswellen voraus. Doch erst am 14. September 2015 konnten sie erstmals nachgewiesen werden. Bis zum 11. Februar 2016 dauerte es noch, bis die beteiligten Forscher alle Daten analysiert hatten und sich sicher sein konnten: Gravitationswellen existieren tatsächlich. Gravitationswellen entstehen, wenn irgendwo im Universum Massen beschleunigt werden. Dabei sind die Wellen oft so schwach ausgeprägt, dass der Nachweis bisher nicht möglich war. Das Laser Interferometer Gravitational- Wave Observatory (LIGO) in Hanford (Bundesstaat Washington) und Livingston (Bundesstaat Louisiana) konnte nun das Signal eines Zusammenstoßes zweier Schwarzer Löcher auf neh men. Die beiden Schwarzen Löcher, 36 und 29 Sonnenmassen schwer, waren 1,3 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt fusioniert. Die daraus resultierenden Gravitationswellen bewegten sich von dort mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum, bis sie schließlich auf der Erde nachgewiesen werden konnten. Die Interferometer (genannt aligo, Advanced LIGO) an beiden Stand orten des Observatoriums bestehen aus je zwei Vakuum-Röhren. Diese sind vier Kilometer lang und im 90 Grad Winkel zueinander ausgerichtet. Das Innere der Röhren wird mit einem Laser vermessen, der mit einem Spiegelsystem in der Röhre hin und her geworfen wird. Passiert eine Gravitationswelle die Röhre und verändert ihre Länge damit auch nur um den Bruchteil eines Atomdurchmessers, ist das im Über la ge rungsmuster der gespiegelten Laserstrahlen zu erkennen. Die Gravitationswellen kamen im genau richtigen Abstand an den beiden Interferometern in den Kilometern voneinander entfernten Orten an. Aus Sicht der Forscher ist die Übereinstimmung mit den erstellten Modellen überzeugend. Insgesamt waren mehr als tausend Autoren an der Veröffentlichung über die Entdeckung beteiligt. Materie krümmt den Raum um sich. Werden zwei schwere Objekte stark beschleunigt, verzerren sie den Raum wellenförmig. So entstehen Gravitationswellen. Bild: Hurt / Caltech-JPL Auf den Spuren der Gravitationswellen: LISA Pathfinder Am 22. Februar 2016 startete die Technologieerprobung der Sonde LISA Pathfinder rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. LISA Pathfinder war im Dezember vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou zu einer zweimonatigen Reise zu ihrem Ziel, dem Lagrangepunkt L1, gestartet. Die Sonde ist eine wissenschaftliche Technologieerprobung für die geplante ESA-Mission elisa (evolved Laser Inferometer Space Antenna), die 2034 starten soll. elisa soll mit drei Sonden durch Laserinterferometrie Gravitationswellen im Weltraum messen. Die Sonden sind dabei jeweils rund zwei Millionen Kilometer entfernt voneinander im Dreieck angeordnet. Die Kanten dieses Dreiecks werden von sich überlagernden Laserstrahlen gebildet, die die Gravitationswellen erfassen sollen. Anfang Februar hatten Wissenschaftler verkündet, erst mals Gravitationswellen nachgewiesen zu haben. Die Forscher erhoffen sich durch die Mission eine Wiederholung des Erfolgs. LISA Pathfinder soll nachweisen, ob die Inertialsensoren zur Aufspürung der kleinsten Bewegung, die Laserinterferometrie und die Stabilitätskontrolle wie vorgesehen funktionieren und bei elisa eingesetzt werden können. Dazu befinden sich im Inneren der Sonde zwei würfelförmige Testmassen aus einer Gold-Platin-Legierung mit einer Kantenlänge von 46 Millimetern und einer Masse von zwei Kilogramm. Diese beiden Massen wurden nun freigegeben und driften freischwebend in der Sonde. Abstand und Ausrichtung der Testmassen werden durch das Laserinterferometer und die Inertialsensoren mit der Genauigkeit von weniger als zehn Pikometern weniger als das Zehnmillionstel eines Haares gemessen. Zur Erprobung wurde LISA Pathfinder an einen Punkt befördert, an dem sich die Gravitationskräfte von Sonne und Erde die Waage halten. Nur der Mond und die Planeten wirken geringfügig auf die Sonde ein. So herrschen nahezu konstante Kräfte verhältnisse, Temperaturen und geringstmögliche Störungen. Die verblie benen Einflüsse werden durch eine hochpräzise Lagekontrolle mithilfe von Mikro-Newton- Triebwerken ausgeglichen. Nach Freilassung der Testmassen im Inneren von LISA Pathfinder kann der wissenschaftliche Testbetrieb starten Bild: ESA / C.Carreau

10 10 MELDUNGEN Raumfahrt Die Meere im Blick: Sentinel-3A erfolgreich gestartet Europas Umweltprogramm Copernicus wächst. Am 16. Februar 2016 startete Satellit Sentinel-3A um Uhr mitteleuropäischer Zeit an Bord einer Rockot-Trägerrakete vom russischen Plessezk aus. Der Satellit erreichte planmäßig seine Umlaufbahn in 815 Kilometern Höhe und sendete schon 92 Minuten nach dem Start das erste Signal. Sentinel-3A überwacht insbesondere die Meere, indem er Temperaturen, Farbe, Höhe der Meeresoberfläche und die Dicke des Meereises misst. Die gewonnenen Daten dienen zur Überwachung von Klimaveränderungen. Außerdem können damit die Meeresverschmutzung, Meeresströmungen und die Wasserqualität erfasst werden. Über Land misst Sentinel-3A die Höhe von Flüssen und Seen, liefert Angaben zum Vegetationsstand und erstellt Karten zur Landnutzung. Darüber hinaus kann der Satellit Waldbrände überwachen oder Lava ströme aufspüren und verfolgen. Aus 815 Kilometern Höhe überwacht Sentinel-3A die Meere, um Umwelt und Klima im Auge zu behalten Zur Vervollständigung der Mission soll 2017 ein zweiter, baugleicher Satellit, Sentinel-3B, starten. Sentinel-3 ist die dritte von insgesamt sechs Missionen, die das euro päische Umweltüberwachungsnetz Copernicus bilden. Dieses umfasst die Sentinel-Missionen und stützt sich auch auf weitere beitragende Missionen, um Daten zur Umweltüber wa chung und Unterstützung ziviler Sicherheits techniken bereitzustellen. Die Daten sämtlicher Sentinel- Missionen sollen allen Nutzern weltweit gebührenfrei zur Verfügung stehen. Bild: ESA-Pierre Carril Bewerbungsstart für die erste deutsche Astronautin Bild: NASA Frauen sind immer mehr in naturwissenschaftlichen Berufen vertreten. Auch in der Luft- und Raumfahrtbranche steigt ihre Zahl. Unter Deutschlands elf Astronauten, die im Weltraum waren, befand sich jedoch bislang nie eine Frau. Das möchte der Personaldienstleister HE Space jetzt ändern: ab sofort können sich Frauen für die Stelle als erste deutsche Astronautin bewerben. Bewerbungsschluss ist der 30. April Bis 2020 soll so die erste deutsche Frau zu ihrer Mission zur Internationalen Raumstation ISS starten. Das Projekt möchte zum einen der deutschen Luft- und Raumfahrt wieder mehr Dynamik verleihen und zum anderen ein Vorbild für Frauen und Mädchen hervorbringen, um diese für Luft- und Raumfahrt zu begeistern. Darüber hinaus sollen auf der ISS Tests durchgeführt werden, die die Besonderheiten des weiblichen Körpers in Schwerelosigkeit untersuchen. Die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Bewerbung sind ein abgeschlossenes Ingenieurs- oder Naturwissenschaftsstudium oder eine vergleichbare Ausbildung im militärischen Bereich, gute physische und psychische Kondition sowie die deutsche Staatsbürgerschaft. Die Bewerberinnen werden psychologische und medizinische Tests durchlaufen. Im Oktober 2016 werden schließlich zwei Finalistinnen bekannt gegeben, die beide eine 18-monatige Ausbildung zur Astronautin im Juri-Gagarin-Kosmonautentrainingszentrum im russischen Sternenstädtchen absolvieren sollen. Eine der Astronautinnen wird noch vor 2020 den Flug zur ISS antreten. Das Projekt wird von privatwirtschaftlichen Sponsoren finanziert und von Vertretern aus Wissenschaft, Politik und Wirtschaft unterstützt. ESA-Astronautin Samantha Cristoforetti im Sokol-Raumanzug mit ihren Kollegen: NASA-Astronaut Terry Virts (links) und Kosmonaut Anton Shkaplerov.

11 MELDUNGEN Raumfahrt 11 Ein Jahr im All Fast ein Jahr, genauer gesagt 340 Tage, haben Astronaut Scott Kelly und Kosmonaut Mikhail Kornijenko an Bord der Internationalen Raumstation ISS verbracht. Am 2. März 2016 sind beide nach ihrem langen Aufenthalt wieder sicher auf der Erde gelandet. Mit der Jahres-Mission möchte die NASA feststellen, wie sich der menschliche Körper auf einer Langzeit-Mission im Weltraum verhält. Mission und Ergebnisse gelten als Test für mögliche Reisen zum Mars. Denn nach heutigem Stand würde ein Raumfahrzeug etwa 250 Tage bis zum roten Planeten benötigen. Um Ergebnisse für eine solche Langzeit-Mission zu gewinnen, mussten sich Scott und Kornijenko zahlreichen medizinischen Studien unterziehen. So wurde untersucht, wie sich der Körper an Schwerelosigkeit, Isolation, Weltraumstrahlung und Stress gewöhnt. Als Vergleichswert für Astronaut Scott Kelly diente sein eineiiger Zwillingsbruder Mark Kelly. Mark Kelly ist ebenfalls Astronaut und blieb für das Jahr auf der Erde zurück. So konnten die Wissenschaftler die Effekte des Weltraums auf Körper und Geist bis auf zelluläre Ebene vergleichen. Einige Untersuchungen wie die Entnahme von Blutproben oder Fitnesstests, wurden zeitgleich mit beiden Brüdern auf der Station und auf der Erde durchgeführt, um eine maximale Vergleichbarkeit zu erreichen. Eines der Forschungsprojekte beschäftigt sich zum Beispiel mit der Flüssigkeitsbewegung im menschlichen Körper. In Schwerelosigkeit bewegen sich die Flüssigkeiten in den Oberkörper. Dies kann Einflüsse auf das Sehvermögen und den Hirndruck haben. Die Studie arbeitete mit dem russischen Chibis-Anzug. Dieser zieht die Flüssigkeiten zurück in die Beine während die Augen untersucht werden, um Änderungen festzustellen. Zurück auf der Erde wird Scott Kelly sich zahlreichen weiteren Untersuchungen unterziehen. Bild: NASA Astronaut Scott Kelly (links) und sein Kollege Kosmonaut Mikhail Kornijenko auf der ISS Auf der Suche nach Leben: ExoMars ist startbereit Dieses Jahr starten Europa und Russland die Suche nach Leben auf dem Mars. Am 14. März 2016 soll der erste Teil der Exo- Mars-Mission mit einer Proton-Rakete von Baikonur, Kasachstan aus starten. Dieser Teil der Mission umfasst den Trace Gas orbiter (TGO) und den Landedemonstrator Schiaparelli wird der zweite Teil der Mission, ein Rover, zum Mars aufbrechen. Die TGO-Raumsonde soll die Spurengase in der Atmosphäre des Mars untersuchen. Die Sonde Mars Express, die bereits seit 2003 den Mars umkreist, hatte dort geringe Mengen von Methan nachgewiesen. Das TGO soll nun klären, woher das Gas stammt und ob biologische Organismen oder geologische Ursprünge eine mögliche Quelle sind. Darüber hinaus wird der TGO die saisonalen Veränderungen in Zusammensetzung und Temperatur der Atmosphäre überwachen und nach verborgenem Wassereis suchen. Der Landedemonstrator Schiaparelli dient in erster Linie dazu, eine Reihe von Technologien zu demonstrieren, die eine kontrollierte Landung auf dem Mars ermöglichen sollen. Darüber hinaus führt es ein kleines Wissenschaftspaket mit, um nach der Landung seine unmittelbare Umgebung auf dem Mars zu analysieren. Schiaparelli soll sich am 16. Oktober 2016 nach einem beinahe siebenmonatigen Flug von dem TGO trennen und am 19. Oktober 2016 in die Marsatmosphäre eintreten, wo er in der Ebene Meridani Planum landen soll. Die Daten vom Landevorgang kommen der Folgemission ExoMars 2018 zugute. Landeeinheit Schiaparelli soll sich vom Trace Gas Orbiter trennen und langsam Richtung Marsoberfläche hinabgleiten Bild: ESA-D. Ducros, 2012

12 12 MELDUNGEN DGLR Neues Präsidium für die DGLR Am 3. Dezember 2015 hat der Senat der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) ein neues Präsidium für die Amtszeit 2016 bis einschließlich 2018 gewählt. Prof. Rolf Henke (DLR) bleibt auch nach der Wahl weiterhin Präsident der DGLR. Darüber hinaus wird es einige Änderungen im Präsidium geben. Claudia Kessler, ehemalige Vizepräsidentin legt ihr Amt nieder und tritt aus dem Präsidium aus. Ihr folgt Dr. Cornelia Hillenherms (DLR), die bereits Mitglied des vorigen Präsidiums war. Dagegen bleibt Heiko Lütjens (Liebherr Aero space) dem neuen Präsidium in seiner Funktion als zweiter Vizepräsident und Schatzmeister erhalten. Auch Prof. Dr. Mirko Hornung (Bauhaus Luftfahrt) und Dr. Michael Menking (Airbus Group) bleiben dem Präsidium der DGLR erhalten. Christoph Hohage und Prof. Dr. Rainer Walther traten für die nächste Amtsperiode nicht mehr zur Wahl an. Für sie werden Dr. Rolf Janovsky und Ulrich Wenger dem Präsidium beitreten. Dr. Rolf Janovsky ar beitet bei OHB-System und ist dort Director Predevelopment, Space Systems & Proposals. Ulrich Wenger ist Leiter der Forschungs- und Entwicklungsab teilung bei Rolls-Royce Deutschland. Im Februar 2016, in der ersten Sitzung des neuen Präsidiums, wurde zusätzlich Dr. Irena Bido für das DGLR-Präsidium kooptiert. Bido arbeitet beim Raumfahrt management des DLR in der Abteilung Strategie und Programmatik. Präsidium der DGLR für den Zeitraum vom 1. Januar 2016 bis zum 31. Dezember 2018 Prof. Dipl.-Ing. Rolf Henke Präsident Dr.-Ing. Cornelia Hillenherms 1. Vizepräsidentin Dipl.-Ing. Heiko Lütjens 2. Vizepräsident und Schatzmeister Mitglieder des Präsidiums (in alphabetischer Reihenfolge): Dr. rer. nat. Irena Bido Prof. Dr.-Ing. Mirko Hornung Dr.-Ing. Rolf Janovsky Dr.-Ing. Michael Menking Dipl.-Ing. Ulrich Wenger

13 MELDUNGEN DGLR 13 Ausnahmetalent in der Robotik: Prof. Dr. Gerd Hirzinger erhält die Eugen-Sänger-Medaille Am 1. Dezember 2015 hat Prof. Dr. Gerd Hirzinger die 23. Eugen-Sänger-Medaille erhalten. Die Eugen-Sänger-Medaille ist eine Auszeichnung der Deutschen Gesellschaft für Luft und Raumfahrt (DGLR) und ehrt besondere eigene Verdienste auf dem Gebiet der Raumfahrtwissenschaften bzw. des Raumfahrtgeräts. Hirzinger erhielt die Medaille für seine herausragenden Leistungen auf dem Gebiet der Raumfahrt- Robotik. Prof. Hirzinger gehört zu den Pionieren der Weltraum-Robotik, sagte Claudia Kessler, Vizepräsidentin der DGLR, die die Eugen- Sänger-Medaille an den erfreuten Preisträger übergab. Er war der Erste, der einen Roboter in den Weltraum geschickt und ihn von der Erde aus gesteuert hat. Hirzinger studierte von 1964 bis 1969 Elektrotechnik an der Technischen Hochschule München. Nach seinem Studium begann er seine Arbeit beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen als wissenschaftlicher Mitarbeiter für das Fachgebiet Regelungstechnik promovierte er und wurde zwei Jahre später Leiter des DLR-Instituts für Dynamik der Flugsys teme initiierte und leitete er das Ro boter- Technologie-Experi ment ROTEX. Der Roboter startete 1993 mit der Spacelab-D2- Mission und war der erste, der von der Erde aus ferngesteuert und fernprogrammiert werden konnte. Während dieser Zeit wurde er zum Direktor des DLR-Instituts für Robotik und Systemdynamik ernannt war Hirzinger an der Fern steuerung des ersten freifliegenden Weltraum-Roboters im Rahmen der japanischen ETS-VII-Mission beteiligt. Außerdem arbeitete er an dem robotischen Arm ROKVISS. Ab 2009 baute Hirzinger das Robotik und Mechatronik Zentrum am DLR in Oberpfaffenhofen auf. Seit 2012 ist er offiziell im Ruhestand. Die Verleihung der Medaille fand im Rahmen des DLR-Raumfahrtabends in Bonn statt. Prof. Dr. Gerd Hirzinger Am 2. Dezember 2015 hat die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) Dr. Reiner Stemme mit der 14. Otto- Lilienthal-Medaille ausgezeichnet. Dr. Reiner Stemme hat sich herausragende Verdienste im deutschen Flugzeugbau erworben, hieß es in der Urkunde. Stemme entwickelte ein Segelflugzeug, das zum einen als Motorsegler weitgehend unabhängig vom Wetter ist, zum anderen aber auch das Potenzial eines Hochleistungs-Segelflugzeuges hat, das auf grund seiner Bauart besonders gut gleitet und Aufwinde zum Antrieb nutzt. Bild: DGLR DGLR-Vizepräsidentin Claudia Kessler überreichte die Medaille Verdienste im deutschen Flugzeugbau: Die 14. Otto-Lilienthal-Medaille geht an Dr. Reiner Stemme Dr. Stemme ist es gelungen, das Potenzial eines Segelfliegers voll auszunutzen, sagte Prof. Rolf Henke, Präsident der DGLR, der die Medaille überreichte. Er hat ein qualitativ hochwertiges Flugzeug entwickelt, das weite Strecken ohne zu landen zurücklegen kann, aber nicht zwingend vom Wetter abhängig ist. Dazu hat er alles, vom Entwurf bis zur Zulassung, in einer eigenen Firma realisiert. Stemmes Flugzeuge erflogen bereits Weltrekorde im Sportbereich. Außerdem werden sie erfolgreich als Nutzflugzeuge auf den Gebieten der Atmosphärenforschung, der Erdbeobachtung, Erdvermessung sowie der Erforschung des unbemannten, autonomen Fliegens eingesetzt. Stemme studierte von 1963 bis 1970 Physik an der TU Berlin. Anschließend baute er eine Firma für Lasertechnik in der Schweiz auf und promovierte 1975 an der Universität Bern. Von 1976 bis 1985 war er als Geschäftsführer beim VDI-Technologiezentrum in Düsseldorf und Berlin zuständig für die Einführung und Finanzierung neuer physikalischer Technologien in die deutsche Industrie begann Stemme seine Vorstellung eines Hochleistungs-Motorseglers umzusetzen. Er gründete eine Firma in Berlin durch Bild: DGLR (v.l.n.r.) Dr. Wolfgang Scheremet, Claudia Kessler, Prof. Dr. Gerd Hirzinger, Dr. Gerd Gruppe, Evert Dudok, Prof. Dr. Pascale Ehrenfreund die er nach Entwurf, Flugerprobung und Musterzulassung die Serienherstellung und weltweite Vermarktung seines Flugzeugs erreichte. Stemme erhielt die Medaille im Rahmen des Jahresempfangs der DGLR in der Vertretung des Landes Baden-Württemberg in Berlin. DGLR-Präsident Prof. Rolf Henke überreichte Dr. Reiner Stemme die Medaille und die Urkunde Bild: DLR (CC-BY 3.0) Bild: DGLR

14 Bild: Lufthansa Umweltfreundlicher durch die Lüfte die neue A320neo

15 TITELTHEMA A320neo 15 Die A320neo bietet 15 Prozent weniger Verbrauch, eine höhere Reichweite und weniger Fluglärm als ihr Vorgängermodell. Vom ersten Plan eines neuen Flugzeugs bis zur abschließenden Auslieferung ist es ein langer Weg. Das Konzept muss genauestens ausgearbeitet und umgesetzt werden, danach folgen Montage, Flugerprobungen und immer wieder Tests und Anpassungen. Insgesamt vier Jahre dauerte es für das neue alte Passagierflugzeug von Airbus. Am 20. Januar 2016 war es dann so weit: die erste Airbus A320neo konnte offiziell an den Kunden Lufthansa übergeben werden. Bild: Lufthansa Damit schloss sich bei Airbus ein Kapitel der Produktentwicklung, das es so in der Geschichte des Unternehmens noch nicht gegeben hat. Innerhalb kürzester Zeit wurde aus dem überarbeiteten Konzept der A320-Reihe eine zugelassene und fast neue Flugzeugfamilie, inklusive neu entwickelter Triebwerke. Mit der Auslieferung im Januar konnte ein Meilenstein erreicht werden. Es bleibt jedoch nicht der letzte. Denn neben der A320 werden auch die A321 und die A319 mit dem Zusatz NEO ausgestattet. NEO steht für new engine option und beschreibt den Einsatz der neuen Triebwerk-Option für die Flugzeuge. Diese Überarbeitung einer kompletten Flugzeugfamilie stellt Hersteller Airbus vor eine weitere Herausforderung. Die Produktionslinie der A320-Flugzeuge muss im Betrieb von CEO (current engine option) auf NEO umgestellt werden und das bei einer gleichzeitigen Erhöhung der A320-Produktionsrate auf 60 Flugzeuge pro Monat bis zum Jahr Denn seit Ankündigung der neuen Serie gingen bei Airbus rund Bestellungen von circa 80 Kunden ein. Die Vorteile der neuen A320-Flugzeuge ziehen die Kunden an: 15 Prozent weniger Verbrauch, eine höhere Reichweite und weniger Fluglärm. Auslieferung an den Kunden Die Übergabe eines Flugzeugs vom Hersteller an den Endkunden ist eine eingespielte Prozedur. Der Auslieferungsprozess beginnt mit der Vorstellung des Flugzeugs durch Airbus-Mitarbeiter. Dazu stellen diese im Vorhinein alle Dokumente wie Handbücher, Qualitätsprotokolle und den sogenannten Wägebericht, ein Bericht in dem die vertraglichen Teil- und Gesamtgewichte des Flugzeugs festgelegt sind, zusammen. Die erste A320neo für die Lufthansa startet zum Probeflug in Finkenwerder Die A320 gehört mit nur einem Mittelgang zu dem sogenannten Single-Aisle-Programm und damit zu den kleineren Passagierflugzeugen. Bei diesen kleineren Fliegern dauert eine Übergabe typischerweise vier bis sieben Tage. Bei neuen Flugzeugmustern, wie der A320neo mit einer sogenannten Head of Version, der ersten auszuliefernden Maschine ihrer Art, kann das allerdings auch länger dauern. Besonders da die Varianten der A320 mittlerweile sehr komplex geworden sind. Es gibt viele mögliche Ausstattungsmerkmale, die früher nur den größeren Langstreckenflugzeugen vor behalten waren, zum Beispiel Satelliten-Verbindungen oder ein Dreiklassen-Layout mit First-class. Nach der Vorstellung durch den Hersteller überprüft ein Expertenteam des Kunden das Flugzeug am Boden und in der Luft. Die Experten vergleichen die Leistung des Flugzeugs genau mit den angegebenen Spezifikationen im Datenblatt. Zunächst findet eine visuelle Kontrolle von Oberflächen, Gepäckraum, Elektronik, Cockpit und Kabine statt. Dann werden die Triebwerke am Boden getestet bevor die ersten Flüge mit dem Kunden starten. Dieser kontrolliert alle Flugzeug- und Kabinensysteme und beobachtet das Flugverhalten genau. Die Airbus-Crew steht während der Prüfung bereit, um etwaige Nachbesserungen aufzunehmen und gegebenenfalls sofort umzusetzen. Abschließend stellt Airbus alle technischen Dokumente für die Musterzulassung und das Lufttüchtigkeitszeugnis bereit. Dann erhält das Flugzeug seine neue Bezeichnung vom Kunden. Mit diesem sogenannten Transfer of Title wird offiziell der Wechsel des Eigentümers vollzogen. Der Weg zur Zulassung Bevor ein Flugzeug einer neuen Serie überhaupt ausgeliefert werden und fliegen darf, muss es erst eine Zulassung erhalten. Da es sich bei der A320neo nicht um einen völlig neuen Flugzeugtypen handelt, benötigte Airbus keine komplette Neuzulassung sondern lediglich eine Erweiterung der bestehenden A320 Type Certification.

16 16 TITELTHEMA A320neo Bild: Lufthansa Für die Erweiterung der Zulassung musste Airbus diverse Dokumente einreichen und nachweisen, dass die Neuentwicklung insgesamt und alle spezifischen Veränderungen zur ursprünglichen A320 dokumentiert sind. Es wurden Berichte, Berechnungen und Messungen aus dem Testflugprogramm präsentiert, die bestätigen, dass die Sicherheit des Flugzeuges garantiert ist. Das Flugprogramm für die Tests war mit circa Flugstunden bislang sehr umfangreich und ist noch immer nicht beendet. Die Kunden der A320neo-Familie können zwischen zwei verschiedenen Triebwerken wählen. So mussten auch beide Triebwerke mit den einzelnen Flugzeugen getestet werden. Nur die Flugtest phase für die A320neo konnte in 2015 abgeschlossen werden. Am 24. November 2015 beendete die Zulassungserweiterung zur A n auf den Urkunden der European Aviation Safety Agency (EASA) und der Federal Aviation Administration (FAA) die lange Entwicklungs- und Flugtestphase der A320neo mit dem ersten Triebwerk. Die Zulassungserweiterung für das zweite Triebwerk soll 2016 folgen. Auf die A319neo und die A321neo warten in 2016 noch weitere Testflüge. Insgesamt sind sieben Flugzeuge mit verschiedenen Aufgaben und Instrumentierungen an der Testkampange beteiligt. Die Zulassungen der A319neo und A321neo werden im Laufe des Jahres 2016 mit beiden Triebwerken erwartet. Neuerung statt Neuentwicklung Als Airbus das Projekt der A320neo 2010 beschloss, entschied sich das Unternehmen bewusst gegen eine komplette Neuentwicklung im Kurz- und Mittelstreckenbereich. Zwar bieten viele Entwicklungen der letzten Jahre in der Luftfahrt großes Potenzial für Neuentwicklungen wie innovative Strukturen, neue Triebwerke bis hin zum open rotor, einem Triebwerk mit offenliegenden gegenläufigen Propellern, aerodynamische Verbesserungen, hin zur laminaren Strömung, alternative Treibstoffe und neue Systeme sie benötigen aber noch Zeit für weitere Entwicklung und Reife. Dem gegenüber stand der Druck von Betreibern und Behörden, die A320 als das meistgenutzte Passagierflugzeug des Luftverkehrs auf dieselben Umwelt- und Verbrauchsstandards wie eine A350 oder Boeing 787 zu bringen. Für Airbus lag schließlich die beste Lösung darin, beidem gerecht zu werden. Das Unternehmen verband die Vorteile der A320-Familie mit einigen neuen ausgewählten und reifen Technologien. Im täglichen Betrieb erreicht die A320-Familie eine Einsatzzuverlässigkeit von 99,8 Prozent bei neuen Flugzeugen und circa 99,5 Prozent im Flottendurchschnitt. Praktisch bedeutet das, dass eine Ansage Aus technischen Gründen verspätet sich der Flug. bei einer A320 eher selten oder wahrscheinlich vorgeschoben ist. Das liegt insbesondere daran, dass die eingebauten Flugzeugsysteme der A320 zwar im Allgemeinen sehr komplex aber aus Sicherheitsgründen auch mehrfach vorhanden sind. Ein weiterer praktischer Grund, die A320 zu erneuern anstatt zu ersetzen, sind die Piloten und Wartungsbetriebe. Sie müssen ihre Arbeit für die A320neo-Familie nicht neu lernen, sondern nur anpassen. Ein Flugzeug der NEO-Generation kann ohne weiteres Training von allen A320-Piloten geflogen werden. Diese Tatsache erlaubt außerdem den parallelen Betrieb von alten und neuen Maschinen. Bis auf die Triebwerke und deren Aufhängungen an den Flügeln, die komplett neu sind, sind alle Strukturteile und Systeme zwar überarbeitet, aber nicht anders als bei den bisher fliegenden Flugzeugen der A320-Familie.

17 TITELTHEMA A320neo 17 Von Alt zu Neu A320 A320neo Zu erkennen gibt sich die A320neo gegenüber den alten Modellen mit seinen neuen Tragflächen und größeren Turbinen. Die Tragflächen sind länger und vergrößern damit die Spannweite des Fliegers. Außerdem befinden sich an den Flügeln sogenannte Winglets. Sie sehen aus wie nach oben gebogene Flügelenden. Diese erhöhen die Streckung der Tragfläche, ohne dass dabei die Spannweite größer wird. Das sorgt für bessere aerodynamische Verhältnisse der Flugzeuge und verringert damit den Treibstoffverbrauch. Die Größe der Turbinen wächst im Durchmesser von 1,7 auf zwei Meter. Das Flugzeug bekommt dadurch in der Silhouette ein ähnliches Aussehen wie die A350 oder die Boeing 787. Der Durchmesser des Triebwerks sorgt für eine deutlich geringere Lärmbelastung beim Start. Ermöglicht wird dies durch zwei verschiedene Triebwerke der neuesten Generation. Der Triebwerkhersteller Pratt & Whitney (P&W) setzt auf das PW1100G. Der Fan und die Niederdruckturbine sind, im Gegensatz zu jetzigen Triebwerken, mit einem Getriebe gekoppelt. Das bewirkt, dass sich der Fan langsamer als die Turbine und zwar im Verhältnis von eins zu drei dreht. So erreichen beide Komponenten ihr jeweiliges Optimum. Das bedeutet weniger Lärm und mehr Effizienz. Beim PW1100G dreht sich der Fan bis Mal pro Minute. Die Niederdruckturbine läuft mit etwa Umdrehungen pro Minute. Die zweite Triebwerksoption kommt von CFM International. Sie nutzen eine Weiterentwicklung des CFM56-Triebwerkes mit der Bezeichnung LEAP. Die Technologie hier setzt auf eine weiterentwickelte Aerodynamik des Fans und der einzelnen Komponenten. Im Gegensatz zum PW1100G sind Niederdruckturbine und Fan fest miteinander verbunden und drehen sich mit circa Umdrehungen pro Minute. Dafür haben die Fans ein außerordentlich komplexes Turbinenschaufel-Design. Die Schaufeln bewegen sich aerodynamisch an den Spitzen im Überschallbereich und verformen sich optimal mit zunehmender Drehzahl. Der Unterschied zum P&W-Triebwerk ist die höhere Anzahl von Turbinenscheiben. Die A320neo charakterisiert sich sichtbar durch ihre größeren Triebwerke und die Winglets Die neue Airbus A320neo Rigid structures Directdrive Flügelstruktur, Rumpf und Kabine: Anpassungen an neuen Motor aufnehmen Proven materials and advanced cooling 68" 81" Neuer Pylon (Triebwerksaufhängung) Lean-burn, low-emissions combustor Low Speed Fan Angepasste Systeme für den Motor Neues Antriebssystem (Engine & Nacelle) High-Speed LPC & LPT Die anderen Strukturbauteile des Flugzeuges wurden mit den erhöhten Auslegungslasten der Turbinen überprüft und verstärkt. Auch alle Systeme wurden auf die neuen Triebwerke abgestimmt. Doppelter Hochlauf als Herausforderung Composite fan blades and fan case 3 rd gen 3-D aerodynamics 10-Stage 22:1 HPC pressure ratio Fan Drive Gear System advanced core and TALON X combustor 5 fewer stages and fewer airfoils Mit der Auslieferung der ersten Flugzeuge beginnt nun die industrielle Herausforderung. Innerhalb von zwei Jahren sollen die Produktionen der Airbus-Flugzeuge A319, A320 und A321 auf die neuen Triebwerkvarianten umgestellt werden. Um die Komponentenintegration zusammen mit den Zulieferern möglichst einfach zu halten, wurden kleine Modifikationen schon jetzt in die laufende Serie eingeführt. Das betrifft hauptsächlich Struktur- und Systembauteile. Die wirklich neuen Hauptkomponenten wie Triebwerke, Triebwerksverkleidung und -aufhängung erfordern den Aufbau neuer Fertigungsstraßen und Produktionsstätten. Neu ist auch, dass die beiden Triebwerke im Gegensatz zur alten A320 verschiedene Aufhängungen an den Flügeln erhalten. Dies ist den unterschiedlichen Triebwerkstechnologien und Aufhängungspunkten, die hier zum Einsatz gelangen, geschuldet. NEO Triebwerke: CFM LEAP-X Pure Power PW1100G ceo a/c neo a/c Übergang der Produktion von CEO in NEO innerhalb von zwei Jahren

18 18 TITELTHEMA A320neo Was geht noch? Potenzial der neuen Technologien Schon während der Entwicklungsphase des NEO-Programms wurde über weitere Entwicklungsmöglichkeiten der Single-Aisle- Familie nachgedacht. Das Potenzial der Triebwerke, speziell die Pratt & Whitney und des Standardrumpfes, kann noch für weitere Flieger ausgenutzt werden. Sie könnten zum Beispiel auf die Airbus Corporate Jets angewendet werden. Auch wurden die Möglichkeiten zur Notevakuierung verbessert. Deshalb dürfen nicht mehr nur 180 sondern bis zu 195 Passagiere im Flugzeug fliegen. Diese Erweiterung zusammen mit der Verbesserung der Kabinen und der Flugleistung ermöglichen es, eine größere Anzahl von Passagieren zu transportieren. Die Nachfrage nach komfortablen zwei und drei Klassenvarianten könnte in Zukunft ebenfalls umgesetzt werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden wurde die Airbus-Cabin-Flex(ACF)-Variante entworfen. Bei dieser Version wird eine Tür entfernt und die von der A320 bekannten zwei Notausgangstüren über dem Flügel übernommen. Das Resultat ist eine flexible Kabine mit der Möglichkeit eine komfortable Drei-Klassen-Bestuhlung oder eine maximal Bestuhlung von 240 Passagieren anzubieten. Speziell für die A320 wurde außerdem ein System entwickelt, das zusammen mit den neuen Triebwerken eine bessere Startleistung auf hochgelegenen Flugplätzen verspricht. Die A321 wird wohl am meisten von der verbesserten Reichweite durch die neuen Turbinen profitieren. Routen, die bis jetzt nur mit Einschränkungen geflogen werden konnten, wie in den USA von Küste zu Küste, sind jetzt mit voller Beladung durchführbar. Der nächste Schritt ist eine A321-Version mit erhöhtem Abfluggewicht und zusätzlichen Treibstofftanks im Frachtraum. Als sogenannte A321LR mit bis zu 7400 Kilometern Reichweite könnte sie den Atlantik überqueren und so die Lücke zu der größeren A schließen. Sicherlich gibt es noch viele weitere Möglichkeiten die A320-Flugzugfamilie zu verbessern. Airbus arbeitet kontinuierlich an möglichen Entwicklungen. Auch die Triebwerkshersteller P&W und CFM mit ihrer neuen Triebwerksgeneration bieten noch großes Entwicklungspotenzial für den Luftverkehr der Zukunft. Die A320 ist das Aushängeschild von Airbus. Verglichen mit der A380 ist sie zwar wenig beeindruckend und mit der eleganten und technologisch weit entwickelten A350 kann sie aufgrund ihres Alters nicht mithalten. Doch die A320 ist durch ihre passende Größe und Reichweite auf Kurz- und Mittelstrecken vielseitig einsetzbar. Schon bald soll die A320neo diesen Titel übernehmen und zuverlässig jeden Tag an allen Flugplätzen der Welt ihren Dienst verrichten. Die A319neo, die A320neo und die A321neo werden die nächsten 25 Jahre überall zu sehen, aber dank der neuen Technologien nicht mehr so sehr zu hören sein. Dirk von Reith, Airbus Bild: Airbus S.A.S. Von links nach rechts: David Hess, Executive Vice President and Chief Customer Officer, Aerospace, für United Technologies; Robert Leduc, Präsident Pratt & Whitney; Carsten Spohr, Vorstandsvorsitzender der Deutschen Lufthansa AG; Fabrice Brégier, Airbus Präsident und CEO; und Klaus Roewe, Airbus Senior Vice President, Leiter des A320-Programms

19 TITELTHEMA A320neo 19 Interview zum PW1000G Fragen zum Triebwerk für die A320neo DGLR: Anfang dieses Jahres wurde die erste Airbus A320neo ausgeliefert. Angetrieben wird das Flugzeug vom PW1100G-JM. Warum hat Airbus sich für den Einsatz dieses Triebwerks entschieden? Was macht es so besonders? Das Getriebefan-Triebwerk PW1100G-JM ist das Nachfolgetriebwerk des bisher an der Airbus A320 sehr erfolgreich eingesetzten Triebwerks V2500-A5. Das PW1100G-JM bedeutet für Airbus und seine Kunden ein Quantensprung an verbesserter Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit, denn Treibstoffverbrauch und CO 2 -Emissionen sind um je 15 Prozent niedriger. Zudem wird die A320neo mit dem PW1100G-JM wesentlich leiser fliegen und damit vor allem die Regionen um die Flughäfen entlasten. Der empfundene Lärm pegel nimmt um 40 Prozent ab. Die Stickoxidemission verringert sich dank neuester Brennkammertechnologie sogar um 60 Prozent. Auch die Instandhaltung der Triebwerke wird einfacher und günstiger. Das liegt an der gesunkenen Schaufelzahl in den Turbinen und Verdichtern sowie an den moderaten Betriebstemperaturen in der Hochdruckturbine. werden; damit können diese Komponenten mit kleinerem Durchmesser und mit weniger Stufen ausgelegt werden. Beide Komponenten sind so wesentlich leichter und haben bessere Wirkungsgrade. Das PW1100G-JM unterscheidet sich durch einen größeren Fan-Durchmesser auch sichtbar vom LEAP. DGLR: Wie sind die Anforderungen an die Triebwerke der Zukunft? Die kommerzielle Luftfahrt hat sich mit Flightpath 2050 ehrgeizige Ziele für Lärmund Schadstoffemissionen gesetzt. Relativ zu Flugzeugen des Jahres 2000 sollen die CO 2 -Emissionen um 75 Prozent, die Stickoxidemissionen um 90 Prozent und der Lärm um 65 Prozent reduziert werden. Dazu müssen die Triebwerke einen wesentlichen Beitrag leisten. Die Anforderungen an die Triebwerke der Zukunft leiten sich unmittelbar aus diesen Umweltzielen ab natürlich immer verbunden mit der Notwendigkeit eines höchst zuverlässigen und wirtschaftlichen Betriebs. DGLR: Wie reagieren Sie auf diese Anforderungen? Dr. Jörg-Michael Henne MTU Aero Engines, Leiter Entwicklung und Technologie»Die Anforderungen an die Triebwerke der Zukunft leiten sich unmittelbar aus den Umweltzielen ab.«bild: MTU Aero Engines DGLR: Airbus bietet die Option, die Flugzeuge auch mit dem Triebwerk LEAP des Herstellers CFM International auszustatten. Was unterscheidet die beiden Triebwerke? Beide Antriebe sind Turbofan-Triebwerke mit zwei Wellen einer Niederdruck- und einer Hochdruckwelle. Das PW1100G-JM hat im Unterschied zum LEAP als neues Element ein Getriebe zwischen dem Fan und dem Verdichter der Niederdruckwelle. Das Getriebe ermöglicht es, die Komponenten der Niederdruckwelle mit der optimalen Drehzahl zu betreiben. Dank des Getriebes kann die Drehzahl des großen Fans gesenkt werden. Die dadurch bedingten niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten führen zu geringeren Verlusten und es entsteht weniger Lärm. Gleichzeitig kann die Drehzahl von Niederdruckverdichter und Niederdruckturbine erhöht Die Getriebefan-Technologie hat noch vielversprechende Verbesserungspotenziale. Der Vortriebswirkungsgrad und der thermi sche Wirkungsgrad müssen gesteigert wer den. Das führt zu weiter steigenden Triebwerksdurchmessern. Bei neuen Flugzeugentwürfen muss das berücksichtigt werden, um den Strömungswiderstand der größer werdenden Triebwerke zu mini mieren. Die Triebwerke der nächsten Generation werden zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades mit einem höheren Gesamtdruckverhältnis arbeiten. Die Folge sind höhere Betriebstemperaturen sowie kleiner werdende Kerntriebwerke damit steigen die Anforderungen an Bauteile und Werkstoffe. Um die verbleibenden Verluste zu minimieren, müssen wir die Wirkungsgrade erhöhen. Dazu brauchen wir neue Lösungen. Um diese zu ermitteln, müssen auch die Simulationsmethoden verbessert werden. Die MTU-Technologie-Roadmap adressiert alle diese Fragestellungen. Mit unseren Partnern aus Industrie und Forschung entwickeln wir die Technologien, die wir zur Erreichung der Ziele benötigen. Für die fernere Zukunft arbeiten wir zum Beispiel mit Bauhaus Luftfahrt an konzeptionellen Flugzeug- und Triebwerksstudien, um so schon heute ein Verständnis für die Anforderungen an kommende Triebwerksgenerationen zu entwickeln. Wir betrachten auch alternative Triebwerkskonzepte. Was das elektrische Fliegen angeht, bin ich jedoch eher skeptisch: Das wird in den nächsten 25 Jahren in der kommerziellen Luftfahrt nicht realisierbar sein, weil es keine Batterien mit ausreichend hoher Leistungsdichte geben wird. Wir bedanken uns bei Dr. Jörg-Michael Henne für das Interview.

20 Treibstoffe für nachhaltiges Fliegen Bild: Boeing

21 LUFTFAHRT Synthetische Treibstoffe 21 Wäre Deutschland für die Chinesen so populär wie Mallorca für die Deutschen, dann flögen pro Jahr etwa 70 Millionen chinesische Gäste auf deutschen Airports ein. Der weltweite Flugverkehr ist in den letzten Jahrzehnten jährlich um fünf Prozent gewachsen. Die Luftfahrt forschung rechnet auch in Zukunft mit ähnlichen Wachstumsraten. Dieser erhöhte Luftverkehr bringt vor allem wach sende Treibhausgasemissionen mit sich. Aus diesem Grund arbeiten Wissenschaftler am Institut für Technische Thermo dynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an einem synthetischen Flugbenzin aus Ökostrom. Dieses Benzin soll dabei helfen, in Zukunft eine CO 2 -neutrale Luftfahrt zu ermöglichen. Ex-Bundeskanzler Gerhard Schröder soll bei einer Chinareise einmal gesagt haben: Ich würde mich freuen, wenn jeder Bürger der Volksrepublik China einmal unser schönes Deutschland besucht. Wäre Deutschland für die Chinesen so populär wie Mallorca für die Deutschen (jedes Jahr reisen vier Millionen Deutsche, also fünf Prozent der Bevölkerung, auf die Baleareninsel), dann flögen pro Jahr etwa 70 Millionen chinesische Gäste auf deutschen Airports ein. Hierzu müsste Deutschland seine Flughafenkapazität fast verdoppeln und die CO 2 -Emissionen würden sprunghaft steigen. Das Beispiel ist fiktiv, zeigt aber vor welchen Herausforderungen die Luftfahrt steht, wenn sich Urlauber und Geschäftsleute aus Entwicklungs- und Schwellenländern in den kommenden Jahrzehnten die deutschen Reisegewohnheiten aneignen würden. Die Belastung auf die Umwelt würde enorm steigen. CO 2 -neutrale synthetische Treibstoffe könnten der Schlüssel für die sogenannte Dekarbonisierung des weltweiten Flugverkehrs sein. Dekarbonisierung heißt noch nicht, komplett emissionsfrei zu fliegen. Denn weitere Emissionen wie etwa Wasserdampf oder Rußpartikel beeinflussen ebenfalls das Klima. Doch spielt die Neutralisierung des CO 2 eine zentrale Rolle für nachhaltiges Fliegen. In Europa und Nordamerika haben sich die verbrauchten Kerosinmengen seit 2000 wenig verändert. Der Verbrauch in den Wachstumsregionen ist dagegen stark angestiegen in China um den Faktor 3! Dabei liegt die pro-kopf-flugstrecke in China trotz des massiven Wachstums der letzten Jahre noch deutlich unter den Werten in der westlichen Welt. Die Begrenzung der Emissionen ist dringlich, da aus dem fünfprozentigen Luftverkehrswachstum und der erwarteten jährlichen Verbesserung der Brennstoffeffizienz um maximal 1,5 Prozent durch umweltfreundlichere Flugzeugkonzepte, eine wachsende Kerosinlücke entsteht: In den Jahren 2020, 2021, 2022 müssten etwa sechs, zwölf, 18 Millionen Tonnen Kerosin zusätzlich eingespart oder durch einen CO 2 -neutralen Antriebsstoff ersetzt werden, um die Ziele zu erreichen. Zwar verweisen Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) und IATA darauf, dass dies grundsätzlich mit Biokraftstoffen machbar sei. Doch die wesentlichen Fragen zu den Kosten und zum tatsächlich nutzbaren Biomassepotenzial unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitskriterien und Nutzungskonkurrenzen bleiben unbeantwortet. Herstellung von synthetischem Flugbenzin CO 2 -neutrales Flugbenzin lässt sich grundsätzlich auf zwei Arten herstellen entweder auf der Basis von Biomasse oder auf der Basis von CO 2 -neutralem Strom. Unter letzterem versteht man elektrische Energie, deren Erzeugung die Gesamtmenge an CO 2 in der Erdatmosphäre nicht vergrößert. Doch wie funktioniert diese zweite Methode? Synthetisches Flugbenzin kann in vier Schritten aus Wasser, Kohlendioxid und Elektroenergie hergestellt werden. Mittels CO 2 -neutralem Strom aus Windenergieanlagen, Solarkraftwerken oder anderen Quellen, einschließlich Kernkraft, wird in einem Elektrolyseur Wasser in die Gase Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Wasserstoff lässt sich in Salzkavernen oder anderen Gasspeichern sammeln und dient als erster Ausgangsstoff CO 2 -Reduktion im Luftverkehr Die europäische High Level Group on Aviation Research formuliert in ihrem Flightpath 2050 das Ziel, die CO 2 -Emissionen pro Passagierkilometer bis 2050 um 75 Prozent zu reduzieren. Die International Air Transportation Association (IATA) will den Luftverkehr von 2020 an ohne eine weitere Zunahme der Treibhaus gasemissionen gewährleisten und die Emissionen bis 2050 um 50 Prozent gegenüber dem Jahr 2005 senken. Diese ehrgeizigen Ziele erheben die Frage, wie sich der CO 2 -Ausstoß des Flugverkehrs wirksam begrenzen lässt, ohne das Fliegen durch Verbote einzuschränken Europa China Flugverkehrsleistungen innerhalb dreier Weltregionen in Mrd. Personenkilometern pro Jahr. Die kursiv gedruckten kleinen Zahlen geben die Passagierkilometer pro Jahr pro Kopf an. Quelle: DLR, Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr basierend auf Boeings Current Market Outlook Nord- Amerika

22 22 LUFTFAHRT Synthetische Treibstoffe Bild: Airbus S. A. S. Eines der vier Triebwerke eines Airbus A380 Der zweite Ausgangsstoff ist grünes CO 2. Dieses kann heute nur durch Abscheidung aus der Umgebungsluft oder aus Biomasse erzeugt werden. Heutiges CO 2 aus Kohlekraftwerken, Hochöfen und Zementfabriken ist nicht grün. In einer fiktiven Zukunftswelt ohne fossile Energieträger gibt es hingegen nur noch grünes CO 2. Das Gas ist dann kein Schadstoff mehr, sondern Wertstoff und kann ohne ökologische Bedenken am Markt eingekauft werden ähnlich wie heute Trinkwasser für das Bierbrauen. Aus den beiden Ausgangsstoffen Wasserstoff und Kohlendioxid wird in einem zweiten Schritt unter Wärmezufuhr ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid hergestellt. Dieses wird als Synthesegas bezeichnet. Als dritter Schritt schließt sich ein Syntheseprozess an, der nach seinen Erfindern, den beiden Chemikern Franz Fischer und Hans Tropsch benannt worden ist (Fischer-Tropsch-Synthese). Nach diesem Verfahren wurde in Deutschland schon während des zweiten Weltkrieges Benzin aus heimischer Kohle hergestellt. Das Verfahren gilt als weitgehend ausgereift und wird seit Jahrzehnten erfolgreich betrieben. Als Produkt erhält man ein synthetisches Rohöl. Dieses wird in einem vierten Schritt, in einem Raffinerieprozess, zu Benzin, Diesel und Kerosin aufbereitet. Das gesamte Verfahren nennt sich Power to Liquid (PtL). Kostenmodelle für bezahlbares Fliegen Das Institut für Technische Thermodynamik des DLR hat dazu eine umfassende techno-ökonomische Analyse verschiedener Varianten des Herstellungsprozesses durchgeführt. Dabei wurde nicht nur der Einfluss sämtlicher Prozessparameter wie etwa Druck und Temperatur der einzelnen Schritte untersucht. Auch unterschiedliche Stromerzeugungsszenarien wurden erfasst. Bei derzeitigen Erzeugungskosten für Offshore-Windstrom von 14 Cent pro Kilowattstunde lässt sich synthetisches Flugbenzin mit der heute verfügbaren Technologie zu einem Preis von 3,50 Euro pro Liter herstellen. Dies ist etwa das Zehnfache der Kosten von fossilem Flugbenzin und da liegt derzeit das Problem. Wollte man den heutigen Luftverkehr auf dieses synthetische Flugbenzin umstellen und würden die Fluggesellschaften die Preiserhöhung vollständig an den Fluggast weiterreichen, so würden sich das Flugticket Frankfurt-Berlin von 100 Euro auf 150 Euro, der Urlaubstrip Wasser CO 2 Fischer- Wasser- Synthesegaserzeugung Strom Tropsch- Aufbereitung elektrolyse H 2 Synthesegas Synthetisches Öl Kerosin Synthese Bild: DLR-Institut für Technische Thermodynamik O 2 Wasser Wasser Schematische Darstellung des Power-to-Liquid (PtL) Verfahrens

23 LUFTFAHRT Synthetische Treibstoffe 23 Bild: prescott09 / Fotolia.com Der sehr niedrige Rohölpreis sorgt derzeit für einen niedrigen Kerosinpreis. Synthetisches Flugbezin ist dagegen noch deutlich zu teuer. nach Mallorca von 150 Euro auf 450 Euro und das Business-Class-Ticket von München nach San Francisco von Euro auf Euro verteuern. Solche Preisanstiege sind auf den ersten Blick drastisch. Dies relativiert sich jedoch mit der Betrachtung zweier weiterer Zahlen. Sollte Ökostrom eines Tages zu deutlich geringeren Kosten herstellbar sein, so würde sich der Literpreis für synthetisches Flugbenzin auf unter einen Euro verringern. Sänken nun auch die Investitionskosten für die Elektrolysetechnologie auf einen Preis von etwa dreihundert Euro pro Kilowatt, so könnte der Preis langfristig sogar auf unter 60 Cent pro Liter fallen. Diese Zahlen verdeutlichen, dass billiger Strom und preiswerte Elektrolyse die Schlüssel für die Herstellung von synthetischem Flugbenzin in großem Maßstab sind. Falls der Rohölpreis in Zukunft wieder anzieht, wird die Preiskurve für das fossile Flugbenzin langfristig ansteigen. Die Preiskurve für erneuerbares synthetisches Flugbenzin wird hingegen langfristig sinken, weil die Elektrolyse- und die Synthesetechnologie aufgrund des technologischen Fortschritts geringere Investitionen erfordern werden. Derzeit ist es jedoch noch unmöglich zu sagen, wann das synthetische Flugbenzin günstiger wird als das fossile Kerosin. Wege zu einem umweltfreundlicheren Flugverkehr Das führt zu zwei möglichen Szenarien eines umweltfreundlicheren Luftverkehrs: entweder müssen die Kosten für synthetisches Flugbenzin durch Investitionen in Forschung und Entwicklung schnell sinken oder die Kosten für konventionelles Flugbenzin müssten durch regulatorische Maßnahmen schneller steigen als die Marktpreise. Die Kostensenkungspotenziale liegen zuallererst in der Senkung des Durchschnittspreises für den Ökostrom. Dazu müssten die Baukosten für Wind- und Solaranlagen günstiger werden. Des Weiteren muss an der preiswerten Erzeugung von Elektrolysewasserstoff gearbeitet werden. Drittens kann die Technologie der Fischer-Tropsch-Synthese weiter verbessert und ihre Verknüpfung mit der Wasserstofferzeugung und der CO 2 -Gewinnung optimiert werden. Ob das konventionelle Kerosin nun teurer wird, liegt dagegen nicht in der wissenschaftlichen Forschung sondern ist von politischen Faktoren abhängig. So könnte eine weltweite CO 2 -Steuer den heutigen Kostenvorteil von fossilem Flugbenzin verringern und Anreize für die Einführung von synthetischem Flugbenzin schaffen. Daraus resultierende Einnahmen könnten für weitere Technologieentwicklung sowie für zusätzliche Produktionskapazitäten von synthetischem Flugbenzin eingesetzt werden. Alternativ kommen verpflichtende Beimischquoten von synthetischem Flugbenzin in fossilem Flugbenzin oder garantierte kostendeckende Abnahmetarife in Frage. Im letzteren Fall könnten Mehrkosten als Anreiz für erste Investitionen in entsprechende Erzeugungsanlagen umgelegt werden. Derzeit ist Flugbenzin von der Mineralölsteuer befreit. Eine weltweite Abschaffung dieser Subvention würde die Kostendifferenz zwischen synthetischem und fossilem Flugbenzin verringern. Welche dieser regulatorischen Maßnahmen umgesetzt wird, ist politisch sorgfältig abzuwägen. Vermutlich müssen letztendlich alle Ansätze kombiniert werden, damit bald alle Menschen auf der Welt preiswertes und sauberes Fliegen genießen können. Die 70 Millionen CO 2 -neutral reisenden chinesischen Gäste sind dann in Deutschland umso mehr willkommen. Prof. André Thess (Institutsdirektor), Dr. Ralph-Uwe Dietrich (Fachgebietsleiter Alternative Brennstoffe), Dr. Antje Wörner (Abteilungsleiterin Thermische Prozesstechnik), Daniel König (Doktorand), Dr. Thomas Pregger (Abteilung Systemanalyse und Technik bewertung) Institut für Technische Thermodynamik Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Eine Literaturliste ist auf Anfrage bei Prof. André Thess (andre.thess@dlr.de) erhältlich.

24 Bild: Bild: DLR-AE Neue Technologien im Flugzeugbau Herausforderungen für die Aeroelastik

25 LUFTFAHRT Aeroelastik im Flugzeugbau 25 Flugzeuge sollen umweltfreundlicher werden das ist das große gemeinsame Ziel, das die Luftfahrtforscher verfolgen. Dazu forschen sie an Turbinen, der aerodynamischen Auslegung, Werkstoffen und Flugzeugstrukturen. Die Technologien in einem Flugzeug zu verwirklichen ist keine leichte Aufgabe. Denn jede neue Komponente bedingt und beeinflusst viele andere Systeme. Im stillen Zustand mögen sie noch zusammen passen, aber sobald das Flugzeug gestartet wird, beginnen bestimmte Teile der Maschine zu schwingen. Grundsätzlich ist das Schwingen der Flugzeugteile nichts Schlimmes und für leichte, elastische Strukturen völlig normal. Doch je nachdem, wie stark ein Teil schwingt und ob die Schwingung abklingt oder eventuell schnell an Stärke zunimmt, können Schäden am Flugzeug entstehen. Am Institut für Aeroelastik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) werden daher neue Teile oder ganze Flugzeuge auf ihr Schwingungsverhalten hin untersucht. In der Aeroelastik wirken drei verschiedene Faktoren auf ein Bauteil, zum Beispiel eine Tragfläche, ein: die aerodynamischen Kräfte durch die umfließende Luft, die Trägheit des Bauteiles selbst sowie dessen Elastizität. Das Zusammenwirken dieser drei Faktoren wird als aeroelastische Wechselwirkung bezeichnet. Die Durchbiegung der Tragflügel, die man besonders gut als Passagier beim Blick aus dem Fenster während des Starts beobachten kann, entsteht beispielsweise durch die Wechselwirkung der Auftriebskräfte mit der Elastizität des Flügels. Im Betrieb kann es aber auch dazu kommen, dass eine Teilstruktur ohne äußere Anregung anfängt zu schwingen. Dieses, als Flattern bekannte aeroelastische Stabilitätsproblem, muss möglichst früh, auf jeden Fall vor dem tatsächlichen Einsatz des Bauteiles erkannt und behoben werden. Weitere Analysen berücksichtigen äußere Einflüsse, wie zum Beispiel Böen, die die Struktur zu Schwingungen anregen und dadurch zusätzliche Lasten hervorrufen können. Aufgaben der Aeroelastik Die klassische Aufgabe der Aeroelastik ist die Sicherstellung der Betriebssicherheit des Flugzeuges unter allen Bedingungen. Mithilfe von Simulationen kann das Flattern heutzutage mit guter Genauigkeit schon während des Entwicklungsprozesses vorhergesagt werden. Damit können spätere etwaige erforderliche Anpassungen während der Flugerprobungsphase weitgehend vermieden werden. Werden neue Technologien zur Verbesserung der Leistung von Flugzeugen oder Triebwerken eingeführt, können zusätzliche Entwicklungsrisiken entstehen zum Beispiel Schwingungsprobleme durch die Wechselwirkung von zwei Strukturkomponenten. Werden diese erst in der Flugerprobungsphase erkannt, haben die verantwortlichen Entwicklungsingenieure in der Aeroelastik die schwierige und zeitkritische Aufgabe, kurzfristig realisierbare Lösungen zu finden. Ziel ist es daher, die möglichen Konsequenzen der neuen Technologien auf das aeroelastische Verhalten durch Vorhersagemethoden frühzeitig zu erkennen und zu verstehen. So können Änderungen schon am Flugzeugentwurf und ohne zusätzliches Gewicht umgesetzt werden. Hierfür sind entsprechende Vorarbeiten im Bereich der anwendungsorientierten Forschung erforderlich, wie sie am DLR-Institut in Göttingen durchgeführt werden. Diese sind methodischer Natur, wie zum Beispiel genaue Berechnungsmethoden, aber auch physikalischer Natur, dienen also dem Verstehen der genauen Ursachen von Schwingungsproblemen durch gezielte Versuche. Über diese klassische Aufgabe hinaus tragen Aeroelastiker dazu bei, den Flugzeugentwurf zu optimieren. Dafür werden weitere Technologien entwickelt, die zur Erreichung der Advisory Council for Aviation Research and Innovation in Europe (ACARE)-Ziele beitragen. Mit ihrem Flightpath 2050 zielt ACARE darauf ab, die CO 2 - und Stickoxid-Emissionen zu senken und den Fluglärm zu ver ringern. Ein zentrales Thema für die Aeroelastiker ist die Reduzierung der Lasten, um so zu einem geringeren Gewicht der tragenden Struktur von Flugzeugen beizutragen. Damit lässt sich Treibstoff einsparen und geringere CO 2 - und Stickoxid-Emissionen sind die Folge. Größere Triebwerke zerren an den Strukturen Die Aeroelastik muss auf jede neue Technologie reagieren. Ein Beispiel sind Neuentwicklungen bei Triebwerken. Derzeit wird an Triebwerken mit einem hohen Nebenstrom geforscht, den sogenannten Ultra-High Bypass Ratio (UHBR)-Triebwerken. Andere Triebwerke, wie der Open-Rotor-Antrieb, haben freiliegende Rotorschaufeln mit nachgeschaltetem Kerntriebwerk. Durch die größere Menge vorbeiströmender Luft wird der Rotor effizienter und spart damit Treibstoff ein. Bei beiden Konzepten haben die Triebwerke im Vergleich zu derzeit verwendeten Triebwerken einen erheblich größeren Durchmesser und können daher nur schwer unter einem Flugzeugflügel angebracht werden. In aktuellen Studien werden daher zum Beispiel Hochdecker mit Tragflügeln über dem Rumpf oder auch Flieger mit Heckanordnung der Triebwerke untersucht. Die neuen Antriebe beinhalten vielfältige aeroelastische Herausforderungen, vor allem am Triebwerk selbst, aber auch bei der Triebwerksintegration am Flugzeug. Der Einsatz neuer integraler Bauweisen wie zum Beispiel die sogenannten Blisks, ein Turbinenbauteil bei dem Rotorblatt und Schaufeln fest verbunden sind oder neue Materialien wie Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) ermöglicht eine deutliche Gewichtsreduktion, macht aber das aeroelastische Verhalten der Beschaufelungen komplexer. Dafür werden schnellere und genauere Prüfwerkzeuge und Teststände benötigt. Um aeroelastische Untersuchungen an Verdichter- bzw. Turbinenbeschaufelungen durchzuführen, hat das DLR einen Ringgitterprüfstand aus Lausanne erworben, der in Göttingen aufgestellt wird. In diesem Prüfstand werden die sehr hochfrequenten Schwingungen der Beschaufelungen untersucht. Je größer das Triebwerk ist, desto stärker beeinflusst es auch die niederfrequenten Schwingungen des gesamten Flugzeugs. Durch neue Konzepte wie zum Beispiel direkt im Flügel integrierte Triebwerke können noch weitere Wechselwirkungen mit der Folge von Vibrationen entstehen. Diese müssen durch die frühzeitige Simulation des Flugzeugs mit Triebwerken anhand von Modellen vorhersagbar gemacht werden. Bei Open-Rotor-Triebwerken kommt das Problem der Schallemission hinzu. Der Schall kann den Flugzeugrumpf zu Schwingungen anregen und damit den Lärmpegel in der Bild: Ringgitterprüfstand am vormaligen Standort in Lausanne

26 26 LUFTFAHRT Aeroelastik im Flugzeugbau Bild: Airbus Vibroakustischer Test eines Rumpfsegmentes an der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg im Rahmen des LuFo-Projektes COCLEA Kabine erhöhen. Auch dahingehend müssen die Simulationsmethoden verbessert und deren Eignung experimentell nachgewiesen werden. Weniger Turbulenzen mit Laminarflügeln Auch die Forschung an Laminarflügeln soll einen Beitrag zu den ACARE-Zielen leisten. Laminarflügel reduzieren den Reibungswiderstand und sparen damit Treibstoff ein. Während bei konventionellen Flugzeugen die Tragflügel stets nach hinten gerichtet, also rückwärts gepfeilt sind, würde sich beim Laminarflügel aus aerodynamischen Gründen eine Pfeilung in die umgekehrte Richtung, also nach vorne, vorteilhaft auswirken. Hierbei muss aufgrund des aeroelastisch bedingten Aufdrehens des Flügels mit wachsendem Auftrieb, eine erhöhte Flügelstrukturmasse in Kauf genommen werden. Dies hat folgenden Grund: durch das unvermeidbare Hochbiegen des Flügels im Falle von Flugmanövern ändert sich die Anstellwinkelverteilung bei konventioneller struktureller Auslegung dergestalt, dass sich der resultierende Auftriebsvektor nach außen verschiebt und damit höhere Biegemomente als beim rückwärts gepfeilten Flügel bewirkt. Die zusätzliche Belastung kann nur durch eine verstärkte und damit auch schwerere Struktur getragen werden. Mit den Mitteln des sogenannten Aeroelastic Tailoring unter Verwendung von CFK kann dieser negative Effekt reduziert oder sogar kompensiert werden. Hierbei werden die Fasern des CFK-Werkstoffes so ausgerichtet, dass sich der Flügel bei einer Biegung nach oben zu kleineren Anstellwinkeln hin verdreht. Über das Flatterverhalten von Flugzeugen mit Laminarflügeln, im Unterschied zu konventionellen Flügeln, liegen bisher keine gesicherten Erkenntnisse vor. Dies ist daher Gegenstand der Forschung im DLR-Institut für Aeroelastik in den Projekten igreen und ALLEGRA. Hier wird der Einfluss des Übergangs von laminarer quasi turbulenzfreier zu turbulenter Strömung auf harmonisch schwingende Flügel untersucht. Dazu wurden im Transsonischen Windkanal Göttingen (DNW-TWG) Messungen am harmonisch bewegten Tragflügelprofil CAST 10 durchgeführt und die Genauigkeit vorhandener aeroelastischer Simulationsmethoden überprüft. Das gewählte Profil erwies sich als sehr empfindlich, im Versuch traten sogar Flatterschwingungen auf, die auf die Dynamik des laminar-turbulenten Übergangs zurückgeführt werden konnten. Bei vollturbulenter Strömung war das Profil unter sonst gleichen Bedingungen aeroelastisch stabil. Für genaue Vorhersagen zur Flatterstabilität großer Transportflugzeuge mit Laminarflügel reichen diese grundlagenorientierten Messungen nicht aus. Es kann aber von einem erhöhten Risiko für Flattern ausgegangen werden. Um dieses Risiko zu verringern und die Vorhersage der Flatterstabilität beim Laminarflügel mit derselben Genauigkeit wie beim konventionellen Flügel zu gewährleisten, müssen die strömungsmechanischen Modelle dringend weiterentwickelt werden. In Vor- 60 instationäre Drucksensoren Infrarot-Thermographie CAST-10 Flügelmodell im Transsonischen Windkanal Göttingen und verwendete Messtechnik 26-Heißfilm- Sensoren Bild: DLR-AE

27 LUFTFAHRT Aeroelastik im Flugzeugbau 27 Bild: DLR-AE Standschwingungsversuch für das Solarflugzeug Solar Impulse 2 in Payerne in der Schweiz bereitung für diese Aufgaben ist als nächster Schritt ein Versuch im Kryokanal Köln mit einem deutlich größeren Flügelmodell. Leichtere Werkstoffe, stärkeres Material Immer schon wurden im Flugzeugbau extreme Leichtbaustrukturen eingesetzt. Hier kann durch das Potenzial von CFK und optimierten metallischen Werkstoffen weiteres Gewicht eingespart werden. Was mit konventioneller CFK-Technik bereits heute möglich ist, zeigen die Rekordflüge mit dem extrem leichten Flugzeug Solarimpulse 2, das bei einer Spannweite von 72 Metern eine Masse von nur Kilogramm aufweist. Diese leichte Struktur stellte auch an die Versuchstechnik spezielle neue Anforderungen. Der Werkstoff CFK kann von der Aeroelastik genutzt werden, um den Flügelentwurf zu optimieren. Die statischen und dynamischen Eigenschaften werden dabei so ausgelegt, dass eine optimale Leistung bei minimalem Gewicht erreicht werden kann. Durch das Aeroelastic Tailoring kann die Faserrichtung des CFK gezielt verändert und damit bestimmte Bereiche verstärkt werden. CFK ist quer zur Faserrichtung vergleichsweise einfach zu beschädigen. In Faserrichtung ist das Material aber stärker und haltbarer als Stahl und jeder andere bekannte Werkstoff. Die Umsetzung solcher, mit den Methoden des Aeroelastic Tailoring erzielter Flügelentwürfe, ist derzeit noch eine große Herausforderung. Sie wird jedoch durch neue produktionstechnische Verfahren immer besser realisierbar. So kann die beim Laminarflügel erwähnte Erhöhung der Strukturmasse beim vorwärts gepfeilten Tragflügel in Grenzen gehalten und allgemein das Potenzial von CFK noch weiter erschlossen werden. Durch die rapiden Entwicklungen im Bereich der Werkstoffe und Bauweisen werden sich in Zukunft weitere Möglichkeiten eröffnen. Denkbar sind beispielsweise Komponenten, die sich im Einsatz nicht linear verformen oder dämpfende Materialien, die das Vibrieren reduzieren. Auch von Seiten der Systemtechnik werden Lösungen entwickelt, die Kräfte bei Flugmanövern oder Böen zu reduzieren. Möglich wäre es, das Flattern durch ein entsprechendes dynamisches System zu reduzieren. Ein solches Konzept wird von der NASA mithilfe des unbemannten Testflugzeugs X-56A getestet. Hier werden die Schwingungen mit zehn Stellflächen gedämpft, die an der Hinterkante der Flügel angebracht sind. Die aktive Flatterunterdrückung bietet die Chance, die Schwingungen bei neuartigen Flugzeugentwürfen stark zu vermindern. Damit können neue Freiheitsgrade im Entwurf geschaffen und so Technologien entwickelt werden, die schließlich das Erreichen der ACARE-Ziele ermöglichen. Die Integration dieser Technologien in künftige Flugzeugentwicklungen ist eine multidisziplinäre Aufgabe. Für die Aeroelastik als interdisziplinäres Fachgebiet stellen sich dabei vielfältige Herausforderungen, die von den wissenschaftlichen Grundlagen über die anwendungsorientierte Forschung bis hin zu Entwicklungsaufgaben reichen. Ohne sie wäre der Betrieb der Flugzeuge dieser und zukünftiger Flugzeuggenerationen nicht sicher möglich. Lorenz Tichy, Institut für Aeroelastik, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Unbemanntes NASA-Testflugzeug X-56A Bild: AFRL

28 Bild: Bild: Airbus Safran Launchers Der Weg nach oben mit Ariane 6

29 Raumfahrt Ariane 6 29 Eine Vielzahl der heute als normal angesehenen Informationen oder Dienstleitungen sind von Infrastrukturen und Systemen im All abhängig. Das gilt für Anwendungen von Telekommunikation und Navigation bis zur Beobachtung der Natur. Es gilt für Sicherheitstechnologien bis hin zum Katastrophenschutz. Raumfahrt ist in unserer industriellen Gesellschaft im besten Sinne der Weg nach oben. Dieser kann aber nur beschritten werden, wenn die passenden Trägerraketen zur Verfügung stehen, die die Technik ins All bringen. Mit dem Ariane-Programm verfügt Europa seit bald vier Jahrzehnten über die erfolgreichsten zivilen Trägerraketen auf dem Weltmarkt. Seinen Anfang nahm das Programm in den 70er Jahren. Deutschland und Frankreich hatten in Zusammenarbeit die beiden Nachrichtensatelliten Symphonie entwickelt. Die erste europäische Trägerrakete Europa flog jedoch nie erfolgreich, daher waren die beiden Länder auf die Hilfe der Vereinigten Staaten an gewiesen. Die USA wollten die Satelliten nur unter der Voraussetzung in den Weltraum transportieren, dass diese nicht kommerziell genutzt würden. Diese Bedingung war für künftige Satellitenprojekte nicht annehmbar und führte zum Beschluss Europas, das Ariane-Programm aufzusetzen und sich damit einen unabhängigen Zugang zum Weltraum zu sichern. Die Erfolgsgeschichte des europäischen Programms begann sechs Jahre nach dem Symphonie-Schock, genau gesagt am 24. Dezember 1979 mit dem Erststart einer Ariane 1. Mit 116 Starts bei nur drei Fehlschlägen sicherte die Ariane 4 bis 2003 nicht nur den garantierten Zugang Europas zum All. Sie öffnete den Raumtransport für jedermann und schuf damit den heutigen Markt für völlig neue kommerzielle Anwendungen im All. Über 60 Prozent der Ariane-Starts dienten fortan einem kommerziellen Nutzen. Die kommerziellen Aspekte der Raumfahrt hatten die USA und die Sowjetunion zu dem Zeitpunkt nur bedingt im Fokus. Auch hatten die USA keine passenden Träger für diese Missionen. Die Fortführung der Erfolgsgeschichte übernahm ab 1996 die Nachfolgegeneration Ariane 5. Die Ariane 5 war schon zum Start der ersten Ariane 4 geplant und wurde zunächst im Parallelbetrieb zur Ariane 4 betrieben. Die Ariane 5 verbucht bis Februar 2016 insgesamt 83 Starts mit nur zwei Fehlschlägen. Zuletzt lieferte die Ariane 5 70 Erfolge in Serie. Der Marktanteil der kommerziellen Starts liegt dabei weiterhin oberhalb der 50-Prozent-Marke. Steigende Konkurrenz in der kommerziellen Raumfahrt Seit Anfang des 21. Jahrhundert bekam das Ariane-Programm eine wachsende Konkurrenz. Nach der Jahrtausendwende startete die NASA mehrere wenig erfolgreiche Anläufe zur Entwicklung eines Ersatzes für das Space Shuttle. Daraus entstand die Erkenntnis, dass eine industriegetriebene Entwicklung wohl der schnellere und kostengünstigere Weg zur Raumstation sein würde. Die NASA änderte daraufhin die Spielregeln und ihre eigene jahrzehntealte Rolle bei Trägerentwicklungen. Sie vergab Verträge mit Blockeinkäufen für Transportdienstleistungen, die auch die Entwicklungskosten abdeckten (das Commercial Re-supply Program CRS). Die Unternehmen SpaceX und Orbital waren die beiden Gewinner dieses Prozesses und konnten mit dieser Förderung ihre neuen Trägerfamilien entwickeln. SpaceX begann sehr bald, eine globalere Vision als die alleinige Versorgung der Raumstation zu entwickeln. Sie wollten möglichst viele Transporte in kurzer Zeit erreichen. So expandierten sie dank der sicheren staatlichen Abnahmeaufträge auf den kommerziellen Markt, um sich dort entsprechende Markanteile zu sichern. Parallel arbeiteten sie mit Hochdruck an der formellen Anerkennung als Startdienstleister für das amerikanische Militär. Die kommerziellen Kunden wie Satellitenbetreiber gingen zu Beginn hohe Risiken ein und buchten bei neuen Startanbietern, um langfristig von der Konkurrenz mehrerer Systeme am Markt profitieren zu können. Zu diesen zählen unter anderem die Falcon 9 von SpaceX und die russische Proton M, vermarktet durch International Launch Services (ILS). Bald werden sich weitere Konkurrenten dazugesellen. Neben der russischen Angara 5 gibt es Modelle aus Japan und Indien. Dagegen kann die chinesische Trägerrakete Langer Marsch erst dann eine Rolle auf dem Weltmarkt spielen, wenn die USA ihr Embargo gegen China in der Raumfahrt aufheben. Angesichts von über 20 erfolgreichen Starts allein im letzten Jahr gibt es keinen Zweifel, dass China über die Kompetenz verfügt, auch auf dem Weltmarkt künftig eine Rolle zu spielen. Neue Anforderungen für Europa Trotz dieser verstärkten Konkurrenzsituation steht die Ariane weiterhin gut da. Der Grund des Erfolgs der Ariane: Sie bedient die gesamte Palette der Kundenbedürfnisse, vor allem für Satelliten in geostationären Umlaufbahnen. Sie verfügt über den von allen Kunden meistgeschätzten Startplatz, hat die letzten Jahre hart an ihren Preisen gearbeitet und zeigt eine konkurrenzlose Zuverlässigkeit. Denn der billigste Start wird schnell zum teuersten, wenn der Satellit verloren geht. Das ist so in den letzten Jahren leider öfter vor allem bei russischen Raketen geschehen. Dank ihrer konsequent guten Arbeit konnte Arianespace ein gut gefülltes Auftragsbuch halten, derzeit im Wert von mehr als 5,4 Milliarden Euro. Doch trotz dieser Erfolge wurde klarer, dass die alleinige Weiterentwicklung der Ariane 5 zur A5ME mit einer 15- bis 20-prozentigen Kostenreduktion mittelfristig nicht ausreichen würde, um ohne Fortschreibung staatlicher Fördergelder am Weltmarkt zu bestehen. In Europa reifte die Erkenntnis, dass schnell und bei gleicher Zuverlässigkeit ein konkurrenzfähiges kommerzielles Startsystem am Markt angeboten werden musste. Dieses sollte etwa 50 Prozent preiswerter werden, um den langfristigen Bestand dieser Industrie und Europas unabhängigen Zugang zum Weltraum zu sichern. Dazu reichte nicht nur ein neues technisches Konzept. Auch strukturelle Veränderungen mussten durchgeführt werden. So sollte zum einen die Führungsstruktur und Programmanagementregeln zwischen Auftraggeber ESA und der Verantwortung und Risiko tragenden Industrie vereinfacht werden. Zum anderen sollte die industrielle Struktur einfacher gestaltet werden. Dies wurde durch die Einführung des Systemführers und des Antriebssytemverantwortlichen Airbus Safran Launchers erreicht. Weitere Voraussetzungen waren die Einbindung von industriellen Partnern als Wissenslieferanten, die Beschränkung der Entwicklungskosten durch schnelle Realisierung aufgrund bestehender Technologien und eine erhöhte Startrate und damit Serienproduktion.

30 30 Raumfahrt Ariane 6 Bild: Airbus Safran Launchers Ariane 6: Europas Trägerrakete für institutionelle und kommerzielle Kunden Der in 2014 innerhalb von nur sechs Monaten ausgearbeitete und bei der Ministerratskonferenz im Dezember verabschiedete Gesamtvorschlag für Ariane 6 basierte auf einer kundenoptimierten Konfiguration. Ziel war es, viele bewährte Schlüsseltechnologien einzubringen. Dazu gehörten insbesondere die bereits seit Jahren entwickelten Kernelemente der neuen wiederzündbaren Oberstufe aus Bremen. So wird die Ariane 6 eine Hauptstufe mit kryogenem Antrieb (Flüssigsauerstoff und Wasserstoff) haben. Das Vulcain-2-Triebwerk, dessen Herz, die Schubkammer und weitere Komponenten aus Ottobrunn stammen, bleibt damit erhalten. Die Teststände in Lampoldshausen bleiben zur Weiterentwicklung der Vulcain- und Vinci-Triebwerke in Betrieb. Die Bremer Oberstufe, abgeleitet von der Ariane-5-ME-Oberstufe, bleibt ebenfalls kryogen und erhält den wiederzündbaren Vinci-Motor. Desweiteren beherbergt die Ariane 6 die Steuerungsintelligenz der Ariane 5. Sämtliche in Deutschland für eine Ariane 5 ME vorangetriebenen Entwicklungen werden damit optimal genutzt und integriert. Dank eines modularen Aufbaus sind Modelle mit zwei Boostern (Ariane 6.2) für institutionelle Einfachstarts mit rund fünf Tonnen Nutzlast auf geostationäre Bahn (GTO) und mit 4,5 Tonnen auf

31 Raumfahrt Ariane 6 31 sonnensynchrone Bahn (SSO) ebenso möglich, wie kommerzielle Doppelstarts auf GTO mit einer Nutzlast von mehr als zehn Tonnen (Ariane 6.4). Mit diesen Möglichkeiten kommt auch eine von Deutschland artikulierte Kernforderung zum Tragen: den eigenen Träger für europäische Wissenschaft und Exploration nutzen zu können. Insbesondere die Grundversion Ariane 6.2 ist für eine Vielzahl von institutionellen Missionen besonders geeignet. So entsteht eine komplette Trägerfamilie aus rein europäischer Entwicklung und Produktion. Deutschland hat daran einen Anteil von 23 Prozent und sichert so rund 2000 Arbeitsplätze in der Raumtransportindustrie, bei über 60 Zulieferern und beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Damit Ariane 6 erfolgreich sein wird, müssen außer einer modularen und technisch ausgereiften Konfiguration weitere wichtige Veränderungen eingeführt werden. Die langjährige deutsche Forderung nach stärkerer industrieller Führung und Verantwortung wird mit dem Ariane-6-Programm umgesetzt. Das beschlossene Industriekonsortium Airbus Safran Launchers übernimmt die substanziellen Risiken und die Verantwortung bei der Systementwicklung bis hin zur Design-Verantwortung. Ziel dieses neuen Unternehmens ist es, die Entwicklung und Produktion der europäischen Trägerraketen industriell optimiert umzusetzen. Wo bisher Airbus Defence and Space als Generalunternehmer der Ariane auftrat und die gesamten Antriebssysteme der Rakete bei Safran/SNECMA einkaufte, die wiederum bei Airbus die Schubkammern für die Triebwerke eingekauft hatten, gibt es künftig ein europäisches Unternehmen, das aus einer Hand managt. Einheitliches Management, einheitliche Prozesse, weniger Schnittstellen und industriell optimierte Entwicklungs- und Produktionsverfahren sollen es ermöglichen, die Ariane 6 um mindestens 40 Prozent günstiger auf den Markt zu bringen. Die ESA-Mitgliedsstaaten fordern über die Industrieverantwortung hinaus eine direkte finanzielle Beteiligung der Industrie an den Entwicklungskosten der Ariane 6. Die Industrie wiederum fordert im Gegenzug, um im weltweiten Wettbewerb vergleichbare Bedingungen zu erhalten, eine Verpflichtung der europäischen Staaten, im Schnitt etwa fünf Ariane 6 Starts pro Jahr abzunehmen. Beide Themen sollen noch im Laufe des Jahres 2016 im Kontext des sogenannten Program Implementation Review verbindlich geregelt werden. Zudem nutzt die neue Ariane 6 weitere schon längst existente Infrastrukturen einschließlich des sichersten und effizientesten Startplatzes der Welt, des europäischen Raumfahrtbahnhofs Centre Spatial Guyanais (CSG) in Kourou, Französisch Guyana. Dieser Ort ist nur 5 Breitengrade nördlich vom Äquator entfernt, sodass Arianespace für seine Kunden im Gegensatz zu allen anderen Konkurrenten bei äquatorialen Missionen (GTO) die volle Kraft der natürlichen Erdrotation nutzen kann. Der Vorteil in Zahlen: rund 30 Prozent mehr Nutzlast oder 30 Prozent weniger Treibstoff in den Kategorien, in denen Raumfahrer denken und rechnen, ein gigantischer Vorsprung. Europa ist mit seinen Beschlüssen zur Ariane 6 auf dem richtigen Weg. Entscheidend ist, möglichst schnell die Ariane 6 auf den Markt zu bringen und damit Europas Spitzenstellung auszubauen. Gleichzeitig werden, wie bisher auch, neue Technologien untersucht und vorentwickelt, um das Potential der Ariane 6 auszunutzen, schrittweise neue Technologien zu integrieren und somit langfristig am Weltmarkt zu bestehen. Bild: ESA-D. Ducros, 2014 Serienfertigung für s All Die Raumfahrt steckt trotz aller Erfolge noch immer in ihrem eigenen Pionierzeitalter. Dazu muss sie betriebswirtschaftlich und technologisch durch effiziente Modelle der Serienproduktion optimiert werden. Die neue Ariane 6 wird von vornherein auf eine Start- und Produktionsfolge von zwölf Flügen pro Jahr ausgelegt. Damit erreicht sie über die gesamte Programmdauer von 30 Jahren Startdienstleistungen eine wirtschaftlich ideale Frequenz. Für Bau und Betrieb der Träger werden die bestehenden Gebäude genutzt, die industriellen Prozesse optimiert, Baugruppen und Komponenten standardisiert und neueste Entwicklungsprozesse (3D virtuelle Realität, 3D-Druck, etc.) genutzt. Ariane 5 ECA Ariane 62 Ariane 64 Künstlerische Darstellung der Ariane 5 ECA und der neuen Ariane 6 in ihren beiden Ausführungen mit zwei und mit vier Boostern

32 Interview mit ESA-Generaldirektor Johann-Dietrich Wörner Bild: ESA/NASA

33 Raumfahrt Interview 33 Am 1. Juli 2015 trat Prof. Dr. Johann- Dietrich Wörner den Posten als Generaldirektor der Europäischen Weltraumorganisation ESA an. Er folgte damit auf Jean-Jaques Dordain, der zuvor zwölf Jahre lang diesen Posten innehatte. Nun ist es Wörners Aufgabe, die laufenden Programme und Missionen fortzusetzen und die Organisation und ihre Mitgliedsstaaten auf die Zukunft vorzubereiten. Im Interview sprach Wörner über die Zukunft der astronautischen Raumfahrt und die Rolle der ESA. DGLR: Die ESA kann in den letzten Jahren auf viele interessante und auch spannende Missionen zurückblicken. Die Rosetta- Mission löste zum Beispiel einen großen Hype aus. Beinahe so, wie bei den ersten Mondlandungen. Jetzt ist seit 1972 kein Mensch mehr auf dem Mond gewesen. Was ist die Zukunft der bemannten Raumfahrt? Eine Zukunft der bemannten Raumfahrt ist, dass wir diesen Begriff nicht mehr benutzen. Stattdessen sollten wir von der astronautischen Raumfahrt sprechen. Denn es ist ganz selbstverständlich, dass wir Frauen und Männer in diesem Bereich gleichermaßen brauchen. Gerade der Unterschied der Geschlechter oder auch Herkunft ist zentral für die Zukunft der Raumfahrt. DGLR: Ist die astronautische Raumfahrt ein Feld, das in der Zukunft weiterhin wichtig ist? Wir haben hochentwickelte Roboter, die eingesetzt werden können manche Menschen sprechen sogar von künstlicher Intelligenz. Aber es gibt ein paar Dinge, die nur Astro nau tinnen und Astronauten ermöglichen können. Zum Beispiel wenn wir Bild: ESA / NASA Untersuchungen am Menschen in der Schwerelosigkeit machen Blutdruck, Salz - haushalt, Immunsystem, Alterung und vieles mehr. Ein weiterer Punkt: Seit Apollo ist klar, dass die Wirkung von Menschen im All auf die Menschen auf der Erde sehr massiv ist. Die Begeisterung wurde damals statistisch nachgewiesen. Junge Leute sind sehr viel stärker in die Naturwissenschaft und in die Technik gegangen. Ich glaube, dass unsere Gesellschaft heute wieder mehr Zukunftshoffnung braucht. Dann gibt es den dritten Punkt: Menschen können im Gegensatz zu Robotern Dinge vor Ort reparieren. Das ist meiner Meinung nach kein unmittelbar schlagendes Argument. Wenn ein Gerät kaputt geht, könnten wir es durch einen erneuten Start ersetzen. Das ist billiger, als wenn ich eine Astronautin oder einen Astronauten einsetze. Was ein Mensch aber kann was eine Maschine nie können wird ist, eine echte Entscheidung zu treffen. Eine Entscheidung wird getroffen, wenn es zwei Wege gibt, die sich von ihrer Logik her nicht prinzipiell unterscheiden. Dann zu sagen, welchen Weg man geht, das kann eine Maschine durch Zufallsgenerator aber nicht mit menschlicher Entscheidungskraft, man kann es auch Bauchgefühl nennen. DGLR: Wenn man nun entscheidet, dass ein astronautischer Einsatz notwendig ist, wo wird es hingehen? Sind alle Voraussetzungen erfüllt, müssen wir uns ansehen, wie wir es umsetzen, mit wem Stichwort Internationale Zusammenarbeit, wohin es gehen soll und so weiter. Erst dann können wir sehen, wo wir hinfliegen. Da wird der niedrige Erdorbit für Untersuchungen in der Schwerelosigkeit weiterhin eine wichtige Rolle spielen. Das nächste logische Ziel ist der Mond. Bild: ESA / NASA Prof. Dr. Ing. Johann-Dietrich Woerner ESA-Generaldirektor DGLR: Also Mond im Sinne von fester Mondbasis? Es macht keinen Sinn, wie in der Vergangenheit vorzugehen. Die Menschen sind zu einem Ort geflogen und wieder zurück. Das war s dann. Raumfahrt muss nachhaltig sein. Das heißt für mich auch, dass man auf dem Mond längere Zeit verbleibt. Man wird auch nicht zum Mars fliegen, kurz landen und noch am selben Tag oder kurz danach wieder zurück reisen. Bei der ersten Mondmission ist man nur Stunden geblieben. Das machen wir heute nicht mehr. Zur damaligen Zeit ging es vor allem um nationale Anerkennung. Was wir heute machen, ist inhaltsgetrieben. Um dem gerecht werden zu können, müssen wir länger an einem Ort bleiben. DGLR: Welche Rolle möchte die ESA bei dem Aufbau einer Mondbasis spielen? Die ESA möchte immer in allen Sachen die Rolle spielen, die wir am besten können, nämlich zwischen den Welten zu vermitteln. Die ESA hat 22 Mitgliedsstaaten und Kanada wir sind quasi schon international durch unsere Natur. Das macht es uns leichter mit Staaten wie den USA, Russland, China, Indien oder anderen zu kooperieren. Die zentrale Rolle der ESA ist daher, Ermöglicher von internationaler Kooperation zu werden. Wir müssen nicht immer als Leader auftreten, wir möchten aber schon gerne der Ideengeber sein. Bild: DLR (CC-BY 3.0) Selfie vom deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst Die Erde aus der Cupola der ISS fotografiert Wir bedanken uns bei Prof. Dr. Johann- Dietrich Wörner für das Interview.

34 Experten-Netzwerk für satellitengestützte Anwendungen DeSK Das Deutsche Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.v. Bild: DeSK/TU Berlin

35 Raumfahrt Experten-Netzwerk DeSK 35 Datenübertragung, Mobiltelefonie, Fernsehen Satellitenkommunikation hat im Wesentlichen dazu beigetragen, unsere Informationsgesellschaft zu dem zu machen, was sie heute ist. Sie ist die Alternative und Ergänzung zu allen erdgebundenen Kommunikationssystemen und bietet noch viel Potenzial für Zukunftsthemen wie etwa Industrie 4.0 und das Internet der Dinge. Diese Potenziale erfordern leistungsfähige Kommunikationsnetze, die jeden Standort weltweit erreichen. Unternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Hochschulen aus dem Bereich der Satellitenkommunikation haben sich im Jahr 2008 im Deutschen Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.v. (DeSK) zusammengeschlossen. Ziel des DeSK ist es, die Kompetenzen der beteiligten Unternehmen und Institutionen zu bündeln sowie die Mitglieder zur Erweiterung der Geschäftsbeziehungen zusammenzuführen und dabei Synergien zu erzeugen. Insgesamt ist das Zentrum mit Akteuren der Satellitenkommunikationsbranche in acht Bundesländern vertreten und vereint 30 Mitglieder zu einem Netzwerk. Dazu zählen deutsche Raumfahrtunternehmen mit weltweiter Marktführerschaft, aber auch kleine und mittlere Unternehmen sowie Institute und Hochschulen, die einen signifikanten Beitrag zum Raum- und Bodensegment leisten. S-NET Ein Hochschulprojekt mit vielen Facetten Ein eigens entwickeltes Protokoll erlaubt bei S-Link eine Netzwerkkommunikation mit mehreren Teilnehmern bei verschiedenen Verbindungstopologien. Mit der Mission S-NET soll die Technologie im Orbit angewendet werden. Durch die Implementierung der S-Link-Funktransceiver werden so erstmalig mehrere Nanosatelliten im Weltraum miteinander funktechnisch verbunden, um eine gemeinsame Mission als verteiltes Satellitensystem durchzuführen. Das Unternehmen Astro- und Feinwerktechnik Adlershof in Berlin entwickelt und baut derweil den Auswurfcontainer für die Nanosatelliten. Die Experimentierdauer für die Intersatelliten-Kommunikation wird wesentlich bestimmt durch die Separationsgenauigkeit der Nanosatelliten von der Startrakete. Eine spezielle Anforderung, die in der Konstruktion des Auswurfcontainers eine individuelle Lösung verlangt. Die Satelliten verfügen über keinen eigenen Antrieb und driften daher mit der Zeit auseinander. Durch die Erprobung und Demonstration dieses Intersatelliten-Netzwerks anhand entsprechender Funktechnologien und Kommunikationsprotokolle soll der wissenschaftliche und technische Grundstein für zukünftige autonome Multisatelliten-Missionen gelegt werden. So kann demonstriert werden, dass mit Nanosatelliten auch anspruchsvolle Kommunikationsanwendungen angeboten werden können. Die Nanosatelliten können in Zukunft als Plattform fungieren, um ergänzend zu größeren Satelliten, autonome wissenschaftliche oder wirtschaftliche Anwendungen anzubieten. Eine Expertise, die auch die Kleinsatellitenmission S NET der Technischen Universität Berlin unterstützen soll. S-NET ist ein Testvorhaben, um die Kommunikation zwischen Kleinsatelliten innerhalb eines Schwarms zu demonstrieren. Bislang ist es so, dass Satelliten im niedrigen Erdorbit Daten sammeln und dann beim Überflug über eine Bodenstation zur Erde senden. Dabei können zwischen den Aufnahmen und der Übersendung der Daten mehrere Stunden liegen. Dort werden die Daten prozessiert, archiviert und schließlich verteilt, was meist ebenfalls einen oder mehrere Tage dauern kann. Könnten die Daten direkt im Orbit verarbeitet und von einem Satellit zu den anderen direkt zur nächsten Bodenstation weitergeleitet werden, würde dies eine große Zeitersparnis mit sich bringen. Dazu wird aktuell an der TU Berlin ein Satellitennetzwerk bestehend aus vier Nanosatelliten aufgebaut. Die würfelförmigen Satelliten haben jeweils eine Masse von etwa acht Kilogramm und eine Kantenlänge von circa 24 Zentimetern. Trotz der kompakten Dimension sind alle missionskritischen Komponenten mehrfach vorhanden, sodass auch bei Ausfällen der Satellit weiterhin funktionstüchtig bleibt. Die Technik für die Intersatelliten-Kommunikation entstand in einem vorangegangenen Kooperationsprojekt zwischen der IQ wireless GmbH und der TU Berlin. Das entwickelte Funkgerät S-Link ist gekennzeichnet durch Verwendung der S-Band Frequenzen und moderner Übertragungsverfahren. Das S-Link- Gerät erreicht Datenraten von circa 100 Kilobits pro Sekunde bei Entfernungen bis maximal 400 Kilometer. Eine Datenrate von 100 Kilobit pro Sekunde entspricht etwa drei bedruckten DIN A4 Seiten. Dies stellt für Nanosatelliten eine neue Größenordnung dar. Für den Betrieb der Nanosatelliten soll primär die UHF- und S-Band-Bodenstation am Institut für Luft- und Raumfahrt der TU Berlin eingesetzt werden. Um zu gewährleisten, dass eine Vielzahl an Daten generiert werden kann, wird darüber hinaus eine UHF-Bodenstation am Standort Backnang beim DeSK aufgebaut. Damit wird für das Projekt ein weiterer Zugang zur Auswertung von Telemetrie-Daten ermöglicht. Mit dieser zusätzlichen Bodenstation wird es möglich sein, den Satellitenempfang unabhängig von der TU Berlin durchzuführen. Faszination Forschung gegen den Fachkräftemangel Das dient insbesondere dem Öffentlichkeits- und Förderauftrag des DeSK. Denn eine weitere Aufgabe der Einrichtung ist es, Nachwuchskräfte für die Raumfahrt im Allgemeinen und die Satellitenkommunikation im Besonderen zu begeistern. Bild: Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH Bild links: Die S-NET-Mission soll die Kommunikation zwischen Nanosatelliten demonstrieren S-NET-Satellit mit eigens konstruiertem Auswurfcontainer

36 36 Raumfahrt Experten-Netzwerk DeSK Bild: DeSK Bild: DeSK Teilnehmer des DeSK-Wochenend-Symposiums 2015 DeSK-Showroom in Backnang bei Stuttgart Durch die zusätzliche DeSK-Bodenstation kann die Telemetrie der Satelliten unabhängig von der TU Berlin betrachtet, analysiert und ausgewertet werden. Damit können Schüler und Studenten an die Betriebsweise von Satellitensystemen herangeführt werden und die Komplexität derartiger Kleinsatellitensysteme am Beispiel eines Echtzeit-Satellitenbetriebs erleben. Außerdem unterstützt das DeSK das S-NET-Projekt durch Konzeption, Initiierung und Bau von zwei Modellreihen dieser Mission durch Schülerprojekte in Berlin und Neustrelitz. Die Nutzung eines Modells ist für Demonstrationszwecke an der TU Berlin gedacht, das weitere Modell wird für Wanderausstellungen oder Messestände genutzt. Das DeSK unterstützt durch seine Aktivitäten verschiedene Unternehmen und Projekte innerhalb des Netzwerks bei der Nachwuchsförderung. So initiierte das Zentrum im Jahr 2012 ein innovatives Projekt zwischen der Tesat-Lehrwerkstatt und mehreren Schulen, um ein Modell eines zukünftigen Technologiesatelliten im Rahmen eines Schülerprojekts bauen zu lassen. Daraus entstand eine weiterführende Zusammenarbeit zwischen der Gewerblichen Schule Backnang und dem DeSK. Die Jugendlichen haben bereits die Satellitenprojekte Heinrich-Hertz, Sentinel-2 und Meteosat Third Generation als Modelle nachgebaut. Einmal im Jahr findet außerdem das sogenannte DeSK-Wochenend-Symposium statt. Dieses Veranstaltungsformat mit Zielgruppe Abiturienten dient dem Zweck der Sensibilisierung hinsichtlich technischer Berufe (MINT). Experten aus den Mitgliedsunternehmen und -organisationen zeigen den Schülern Anwendungsfelder und Berufsmöglichkeiten auf. Darüber hinaus stellt die Duale Hochschule Baden-Württemberg und das Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart Ausbildungsmöglichkeiten vor. Ergänzt werden diese Informationen durch Erfahrungsberichte von Berufseinsteigern sowie durch die Durchführung von interaktiven Experimenten. Auf diese Weise können Schüler frühzeitig für das Thema und den Technologiebereich Satellitenkommunikation sensibilisiert und begeistert werden. Satellitenkommunikation im Fokus der Öffentlichkeit Das Deutsche Zentrum für Satelliten-Kommunikation arbeitet intensiv daran, die öffentliche Wahrnehmung der Satellitenkommunikationsbranche zu unterstützen. Diese ist, verglichen mit anderen Branchen (wie zum Beispiel Erdbeobachtung oder bemannte Raumfahrt), gering entwickelt. Daher wurde mit europäischen Fördermitteln ein Showroom konzipiert und umgesetzt, der klare Sichtbarkeitsvorteile für die beteiligten Akteure und die Branche insgesamt schaffen soll. Dem DeSK obliegt der Betrieb dieses Showrooms. Durch den Showroom informiert das Zentrum Schüler, Studenten, die breite Öffentlichkeit sowie politische Entscheidungsträger und Vertreter der Wirtschaft über dieses Thema. Seit der Eröffnung Ende 2013 konnten bereits über Besucher in Backnang begrüßt werden. KONTAKT Deutsches Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.v. (DeSK) Reinhard Schnabel, Vorsitzender Telefon: +49 (0) Dilara Betz, Geschäftsführerin Telefon: +49 (0) Homepage:

37 DGLR-Shortcourses GRUNDKURS SATELLITENTECHNIK Berlin, Oktober 2016 WYNHAM Berlin Excelsior Leitung: Prof. Dr.-Ing. Klaus Brieß Technische Universität Berlin Prof. Dr.-Ing. Hakan Kayal Universität Würzburg AUFBAUKURS SATELLITENENTWURF Berlin, September 2016 WYNHAM Berlin Excelsior Leitung: Prof. Dr.-Ing. Klaus Brieß Technische Universität Berlin Prof. Dr.-Ing. Hakan Kayal Universität Würzburg Bilder: ESA, DLR Anmeldung und weitere Informationen unter

38 38 DGLR Bezirksgruppe Braunschweig Die DGLR stellt sich vor: Bezirksgruppe Braunschweig Bild: M. Appelmann Bild: M.Schuermann Horst Günther Leiter der Bezirksgruppe Braunschweig Dipl.-Ing. Martin Schuermann Stellvertretender Leiter Braunschweig eine Stadt der Luft- und Raumfahrt : Unter diesem Motto arbeiten und forschen Wissenschaftler seit über 75 Jahren an neuen Technologien und Entwicklungen für die Luft- und Raumfahrt in Braunschweig und Umgebung. In Braunschweig haben das Luftfahrtbundesamt und die Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung, sowie eine Vielzahl von klein- und mittelständischen Unternehmen der Luftund Raumfahrt ihren Sitz. Die Technische Universität Braunschweig forscht an mehreren Instituten auf den Gebieten der Luftund Raumfahrt und bietet einen Studienschwerpunkt in diesen Fächern an. Auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist mit einem Standort in Braunschweig vertreten. Sie alle profitieren vom Forschungsflughafen Braunschweig, der ihnen für die Luftfahrtforschung die ideale Plattform bietet. Ein Standort mit Geschichte Daher ist es kaum verwunderlich, dass auch die Deutsche Gesellschaft für Luftund Raumfahrt (DGLR) ihre Spuren in Braunschweig hinterlässt. Im rund 100 Kilometer entfernten Göttingen fand 1911 das erste Vortreffen zur Gründung der Gesellschaft statt wurde Braunschweig selbt zum historischen Schauplatz für die DGLR. Am 3. April gründete sich die damalige Wissenschaftliche Gesellschaft für Luftfahrt nach dem Krieg in der Technischen Hochschule Braunschweig neu. So fand auch vom 21. bis 23. April 1952 die erste Luftwissenschaftliche Tagung heute Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress (DLRK) in Braunschweig statt. Braunschweig dient jetzt bereits zum fünften Mal als Veranstaltungsort für das wichtigste wissenschaftlich-technische Networking- Event auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt in Deutschland mit dem DLRK Die DGLR Bezirksgruppe Braunschweig ist seit 1985 auf Initiative von Horst Günther aktiv und entwickelt sich eng mit dem Standort weiter. Die ersten Veranstaltungen wurden in den Räumlichkeiten des Instituts für Flugzeugbau und Leichtbau der Technischen Universität Braunschweig, damals am Langen Kamp 14, angeboten. Danach war das Programm aus Vorträgen und Exkursionen zur Luft- und Raumfahrt im Laufe der Jahre am Luftfahrtbundesamt, dem Air-Medical-Center und zuletzt beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zu Gast. Neben den Vorträgen und Exkursionen bilden die sogenannten Flight Technical Displays seit 2005 besondere Highlights. Hier steht das Flugzeug zum Anfassen inklusive Flugdemonstrationen im Mittelpunkt. Veranstaltungsreihe Luftfahrt der Zukunft Um die Mitgliederzahlen der Bezirksgruppe zu steigern und vor allem mehr junge Menschen zu erreichen, beschloss ab 2009 ein kleiner Kern, bestehend aus Horst Günther, Andreas Reim und Martin Schuermann einen Standortwechsel zurück zur Universität anzuregen. Dazu wurden Ge- Bild: DGLR Demonstration von autonomen Fluggeräten beim Technical Flight Display auf dem Modellflugplatz Sickte bei Braunschweig

39 DGLR Bezirksgruppe Braunschweig 39 LUFTFAHRT DER ZUKUNFT VERANSTALTUNGEN spräche mit den regionalen Partnern beim DLR und dem VDI Braunschweiger Bezirksverein aufgenommen kam es dann zu einem ersten gemeinsamen Vortrag im Haus der Wissenschaft, das an die TU Braunschweig angebunden ist. Der Eintritt des Niedersächsischen Forschungszentrums für Luftfahrt (NFL) in diese Kooperation mit DLR und VDI im Jahr 2014 rundet das Netzwerk strukturell ab. Braunschweig ist vor allem ein Standort der Luftfahrt. Aus diesem Grund fokussiert sich die Vortragreihe insbesondere auf Themen aus der Luftfahrt von regionalen Protagonisten aus Wissenschaft und Technik. Über die Vortragsreihe haben sie eine Plattform zur öffentlichen Präsentation ihrer Arbeiten und Ideen sowie die Möglichkeit, mit Ingenieuren oder auch interessierten Laien direkt in Kontakt zu kommen und sich auszutauschen. Mittlerweile besuchen mehr als tausend Teilnehmer jährlich die Veranstaltungen. Mit Beginn des nun sechsten Veranstaltungsjahres gibt es zusätzlich zur Webpräsenz der DGLR-Bezirksgruppe auch eine Homepage, die alle Informationen zur Veranstaltungsreihe liefert ( Netzwerken in Braunschweig Die DGLR ist über die Kooperationspartner bei Luftfahrt der Zukunft hinaus gut vernetzt. Ihre Kooperation mit dem Verbund Forschungsflughafen Braunschweig erweitert das Netzwerk auf viele weitere Partner in der Region und darüber hinaus. So wird es Mitgliedern der Bezirksgruppe ermöglicht, weitläufig Kontakte zu knüpfen und die Luft- und Raumfahrt in Deutschland ein Stückchen weiter voran zu bringen. An dieser Stelle danken wir allen Referenten, Förderern und Teilnehmern. Ohne sie hätte es diese positive Entwicklung der letzten mehr als 30 Jahre nicht gegeben! VORTRAG I :00 Uhr Verlernen Piloten das Fliegen? Gedanken zum Cockpit-Design moderner Verkehrsflugzeuge Flugkapitän a.d. Frank Müller-Nalbach, Arbeitsgruppe Design and Operation Vereinigung Cockpit Darmstadt VORTRAG I :00 Uhr Autopilotensysteme beim Hubschrauber und deren Weiter entwicklung hin zum unbemannten Flug Dipl.-Ing. Bernhard Stahuber, Flight Control Systeme Airbus Helicopters GmbH Donauwörth VORTRAG I :00 Uhr Wirbelschleppeneinfluss in der Allgemeinen Luftfahrt Frank Stahlkopf, Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung Braunschweig Exkursion I :00 Uhr AQUILA Aviation GmbH Flugplatz Schönhagen, Trebbin Stefan Rahnfeld, Leiter Produktion Katrin Grenz, Leiterin Vertrieb Horst Günther, DGLR Braunschweig Exkursion I :00 Uhr Bundesstelle für Flugunfallunter suchung Hermann-Blenk-Straße Braunschweig Frank Stahlkopf, Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung Braunschweig Dipl.-Ing. Shanna Schönhals, TU Braunschweig / NFL VORTRAG I :00 Uhr Initiative ProSegelflieger Ein Maßnahmenpaket zur wirkungsvollen Verbesserung der passiven Sicherheit bei zukünftigen Segelflugzeugen Dipl.-Ing. Martin Volck, Entwicklungsleiter Diamond Aircraft Industries GmbH Wiener Neustadt, Austria VORTRAG I :00 Uhr Flugerprobung Airbus A350 XWB Vom Erstflug bis zur Zertifizierung Dipl.-Ing. Martin Scheuermann, Airbus Operations Flight Test Toulouse France VORTRAG I :00 Uhr Air Breathing Propulsion Quo vadis? Prof. Dr.-Ing. Rainer Walther, MTU Aero Engines AG München VORTRAG I :00 Uhr Neue Ergebnisse zu Hochauftriebstechnologien für Verkehrsflugzeuge aus dem Sonderforschungsbereich in Braunschweig Prof. Dr.-Ing. Rolf Radespiel, Leiter Institut für Strömungsmechanik, Technische Universität Braunschweig Veranstaltungsort (Exkursionen ausgenommen): Haus der Wissenschaft Pockelsstraße Braunschweig Bild: Swen E. Johannes Veranstaltungsteam der Vortragsreihe "Luftfahrt der Zukunft" bei einem Vortrag zum Mountain Wave Project im Januar 2015

40 40 NACHWUCHS IFSys DGLR Nachwuchsgruppe entwickelt Intelligentes Fliegendes System (IFSys) ALEXISevo im Flugversuch über Rieplos (Brandenburg) Unbemannte fliegende Systeme sie sind klein, ausgerüstet mit modernster Technik und werden dort eingesetzt, wo monotone Arbeiten oder für den Menschen gefährliche Umweltbedingungen vorliegen. Zivile Einsatzbereiche sind derzeit vor allem die Fernerkundung, die Inspektion von Industrieanlagen, die Bestimmung bio-physikalischer Bodenkenngrößen in der Land- und Forstwirtschaft, sowie Kurierdienste in entlegene Gebiete. Unbemannte fliegende Systeme können durch Piloten ferngesteuert werden, effektiver ist es hingegen, wenn ein automatisches Flugregelungssystem die Kontrolle übernimmt. Der Pilot überwacht den Flug am Boden, um im Fehlerfall eingreifen zu können. Das Studierendenprojekt Intelligentes Fliegendes System (IFSys) des Fachgebietes Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastizität (FMRA) am Institut für Luft- und Raumfahrt (ILR) der Technischen Universität Berlin wurde im Jahr 2006 gegründet. Es hat sich zur Aufgabe gemacht ein unbemanntes fliegendes System (Unmanned Aerial System, UAS) bestehend aus einem Flugversuchsträger, einer Bodenstation, Funk modems zur Datenübertragung und einem Bodenprüfstand selbstständig zu entwickeln. Das Hauptziel des Projektes ist es, die Ausbildung der Studierenden über die Vorlesungen hinaus zu verbessern. Daher wurden sowohl der Flugversuchsträger ALEXISevo, als auch Sensoren, die Bodenstation und der Bodenprüfstand selbst entwickelt. Die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) unterstützt das Projekt seit Anfang 2014 als Nachwuchsgruppe. Freiwillige Praxis im Studium Aktuell beteiligen sich etwa 15 Studierende am Projekt. Es steht Studierenden verschiedener Fachrichtungen auf freiwilliger Basis offen. Zusätzlich zu den freiwilligen Projektbeiträgen wurden in den vergangenen Jahren zahlreiche Abschluss- und Studienarbeiten im Rahmen des Projektes verfasst. Sponsoren aus der Industrie unterstützen IFSys durch Hard- und Software. Die Projektmitglieder werden von Prof. Robert Luckner und den wissenschaftlichen Mitarbeitern Alexander Köthe, Kai Loftfield, Georg Walde und Alexander Hamann vom Fachgebiet für Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastizität fachlich betreut. Die Praxis bietet gute Chancen für das spätere Arbeitsleben. Bisher gab es für IFSys Mitglieder keine Schwierigkeiten einen interessanten Arbeitgeber in der Industrie oder Forschung zu finden, betont Luckner. Arbeitgeber ehemaliger Projektmitglieder sind unter anderem Airbus, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die Stemme AG oder auch die TU München und die TU Berlin. Seenotrettung als Designmission Mithilfe des UAS soll Forschung im Bereich Flugregelung, Avionik und Autonomie betrieben werden. Die Entwurfsmission ist eine abstrahierte Seenotrettungsmission: Der Flugversuchsträger soll ein Suchgebiet von etwa 500 mal Meter in einer Höhe von 70 bis 100 Meter mit einer Geschwindigkeit von bis zu 72 Kilometern pro Stunde vollautomatisch abfliegen und ein farbiges Suchobjekt mit einer Kantenlänge von 40 mal 30 Zentimeter detektieren. Die Flugdauer beträgt mindestens 20 Minuten. Während des Fluges werden die Flugparameter auf der Bodenstation überwacht. Anschließend soll der Flugversuchsträger vollautomatisch landen. Um diese Missionsaufgaben erfüllen zu können, wurden im Rahmen des Projektes die Flugversuchsträger ALEXIS und ALEXISevo (Airborne Laboratory for EXperiments on Inflight Systems-evolution) entwickelt.

41 NACHWUCHS IFSys 41 Beide sind druckpropellergetriebene Flugzeuge mit zwei Leitwerksträgern und umgedrehtem V-Leitwerk. Der aktuelle Versuchsträger ALEXISevo stellt eine im Rumpfausbau und dem Flugsteuerungssystem verbesserte Variante von ALEXIS dar. Das Flugzeug besitzt eine Spannweite von vier und eine Länge von zwei Metern. Angetrieben wird es von einem 1,5 Kilowatt Elektromotor, die Abflugmasse liegt bei 13,5 Kilogramm, zuzüglich einer Nutzlast von einem Kilogramm. Der Rumpf besteht aus glas- und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff. Der Flügel und das Leitwerk sind in einer Styropor-Abachi- Sandwichbauweise aufgebaut und mit Glasfasern verstärkt. Entwicklung bis ins kleinste Detail Für automatische Flüge verfügt der Versuchsträger über ein Flugsteuerungssystem. Dieses besteht aus einem Flugsteuerungsrechner (Flight Control Computer FCC), Sensoren zur Ermittlung von Lage, Position, Anströmbedingungen (Luftdatensystem) und Klappenausschlägen (Hall- Effekt Sensoren), sowie Aktuatoren zur Ansteuerung der Steuerflächen. Zur aktiven Messung der Höhe über Grund besitzt AELXISevo zudem einen Ultraschall-, sowie Radar-Höhenmesser. Bis auf die Lage- und GPS-Sensoren wurde die gesamte Sensorik durch Projektmitglieder entwickelt. Um einen sicheren Versuchsbetrieb zu gewährleisten, ist zusätzlich zum FCC eine manuelle Steuerung über zwei Fernsteuerungssysteme vorgesehen. Zwei Sicherheitspiloten am Boden sind jederzeit in der Lage, die Kontrolle über das Fluggerät zu übernehmen. Die Umschaltung zwischen automatischem und manuellem Flug geschieht mithilfe eines eigens entwickelten Umschaltsystems (Command-Switch and Selbstentwickelte Bodenstation und ALEXISevo im Flugversuch Monitoring System CoSMoS). Das Besondere hierbei ist, dass nach jedem ersten Fehler (z.b. Kabelbruch) eine Umschaltung auf den manuellen Flug durchgeführt wird. Wird beispielsweise eine Funkstrecke gestört, kann der Flugversuchsträger durch den zweiten Sicherheitspiloten gesteuert werden. Das Gesamtrisiko wird somit auch während der Flugerprobungsphase erheblich minimiert. Zur Überwachung des Fluges und Fluggerätes, sowie zur Vorgabe neuer Wegpunkte wurde eine Bodenstation entwickelt. Neben der telemetrischen Erfassung der Zustandsdaten und deren Visualisierung können Befehle an den FCC übertragen werden. Zur Kommunikation werden zwei Funkmodems verwendet. Flugversuche zur Prüfung des Simulationsmodels Die Entwicklung der Flugregelungsgesetze erfolgt in Matlab / Simulink. Bisher existieren hierfür die Model-in-the-Loop(MiL)-Testumgebung, sowie ein Hardware-in-The- Loop(HiL)-Modell mit zugehörigem Bodenprüfstand (openalexis). Es ist möglich, das gesamte System vor den Flügen am Bodenprüfstand gefahrlos in einer HiL-Simulation zu testen. Im nichtlinearen Flugsimulationsmodell können bereits mehrere Flugbahnkurven, sogenannte Trajektorien automatisch abgeflogen werden. Aktuell werden erste Flugversuche zur aerodynamischen Identifizierung durchgeführt. Ziel der Flüge ist die Validierung des Flugsimulationsmodells. Die Flugversuche finden auf dem Gelände des Flugmodellsportplatzes FMSC Johannisthal in Rieplos (Brandenburg) statt. Während der Identifizierungsversuche fliegt der Sicherheitspilot verschiedene zuvor definierte Flugmanöver ab, die an der Bodenstation überwacht werden. Es werden Sensordaten gesammelt, die nach dem Flug zum Abgleich von Messung und Simulation dienen und die Sensorik, Sensorsignalverarbeitung und Kalibrationsfunktionen getestet. Im Zuge der Weiterentwicklung von ALEXISevo, verbunden mit dem Einbau des CoS- MoS- Systems an allen Stellflächen, wird auch ein neuer Flügel entworfen, welcher dieses Jahr erprobt wird. Ebenfalls erprobt wird der Radar-Höhenmesser mit einer Genauigkeit von bis zu 15 Zentimetern. Seitenschnitt des CAD-Modells von ALEXISevo Der Bodenprüfstand openalexis mit Echtzeitrechnersystem

42 42 NACHWUCHS IFSys Das IFSys-Team im Februar 2016 mit ALEXISevo Interview mit den ehemaligen Projektmitgliedern Alexander Behrens, Artaki Kalayci O und Marcus Rabe Was hat euch dazu bewogen, im Projekt mitzuarbeiten und was waren eure Aufgaben? Behrens: Professor Luckner erwähnte während des Moduls Einführung in die Luftund Raumfahrt das Projekt. Ich war neugierig, fand es interessant und wollte praktische Erfahrung sammeln. Ich habe erst als Student freiwillig mitgearbeitet und übernahm später die technische Leitung des Projektes. Zu meinen Aufgaben zählten die Konzeption von neuen Baugruppen oder Bauteilen bis hin zu deren Konstruktion und Fertigung. So habe ich zum Beispiel den Bau unseres Radar-Höhenmessers geleitet. Kalayci O: Mich hat ebenfalls der Praxisbezug gereizt. Neben dem Fachlichen hat mich besonders der Teamgeist beeindruckt. Wir konnten unter Freunden etwas Gemeinsames schaffen und auch abends gemütlich beisammen sein. Ich habe hauptsächlich Programmieraufgaben übernommen und bei der 3D-Vermessung des Rumpfes mitgemacht. Rabe: Ich fand die Projektidee interessant und habe deshalb mitgemacht. Zusätzlich hatte ich auch die Möglichkeit meine Abschlussarbeit im Projekt zu schreiben. Meine Hauptaufgabe bestand im Aufbau des Hardware-in-the-Loop-Simulators. Wo arbeitet ihr derzeit und welche Fähigkeiten aus dem Projekt helfen euch dabei? Behrens: Im Moment bin ich beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Braunschweig, in der Abteilung für Flugexperimente. Zu meinen Aufgaben gehört es, eine neue Messanlage in eine BO 105 einzubauen. Mir helfen vor allem meine Elektrotechnik-Kenntnisse. Ich untersuche existierende Schaltungen und mache Vorschläge für neue. Ich konstruiere zudem auch. Außerdem habe ich mit den flugmechanischen Modellen der BO 105 in Matlab-Simulink gearbeitet. Das haben wir bei IFSys genauso gemacht. Kalayci O: Ich arbeite seit kurzem als Systemingenieur bei Ferchau Aviation GmbH, unter anderem am Luftdatensystem vom Eurofighter. Mir helfen zum einen meine erweiterten Programmierkenntnisse, zum anderen die Systemkenntnisse über das Luftdatensystem, das wir im Projekt entwickelt haben. Rabe: Ich bin jetzt bei Airbus und dort Systemingenieur. Hilfreich ist vor allem das Systemdenken. Aber auch meine Praxiserfahrung in Bezug auf Entwicklungssoftware von IFSys hilft mir oft. Wie hat euch das Projekt auf das Berufsleben vorbereitet und welche Tipps habt ihr für Studenten? Behrens: Ich habe vor allem gelernt, im Team zu arbeiten, Fristen zu setzen und einzuhalten. Aber auch, dass man manchmal geduldig sein muss. Außerdem konnte ich meine interkulturellen Kompetenzen ausbauen. Jetzige Studenten sollten sich nicht von herausfordernden Aufgaben verschrecken lassen. Die Theorie im Studium sollte mit praktischen Erfahrungen ergänzt werden, um gelerntes Wissen aus dem Hörsaal anzuwenden. Kalayci O: Die Arbeitsweise im Team und Kommunikation untereinander sind entscheidend. Man sollte sich auch fächerübergreifend beschäftigen und sich nicht nur auf ein Aufgabengebiet fokussieren. Es ist essentiell, dass man nicht nur auswendig lernt, sondern das Gelernte auch praktisch vertieft. Rabe: Die Theorie praktisch anzuwenden half mir ungemein. Mein Tipp: Macht mit bei IFSys! Alexander Mayer, Technischer Leiter IFSys, TU-Berlin Jens Großhans, B.Sc. Projektleiter IFSys, TU-Berlin

43 Workshop: Software Safety DGLR-Fachausschüsse L6.3 Flugregelung und 3.4 Software Engineering Sicherheitskritische Software ist in immer mehr Bereichen unseres Lebens zu finden. Ihr Versagen führt zur Bedrohung der Gesundheit oder gar zum Tod. Man findet sie in Luft- und Landfahrzeugen, Zügen, medizinischen Geräten, Kraftwerken und Industrieanlagen. Bei der Softwareentwicklung gilt eine Fehlerrate von einem Fehler pro 1000 Zeilen Quellcode als gut. Damit aber enthält jede nicht triviale Software Fehler. Im Gegensatz zur Hardware sind Softwarefehler immer systematische Fehler und damit statistischen Methoden nicht so zugänglich, was die Einstufung der Software bei der Bewertung der Systemsicherheit erschwert. Software-Safety wird auf mehreren Ebenen adressiert: Das Zusammenspiel von Systemarchitekturen mit sicherheitskritischer Software: Fehlerbehandlung oder -eindämmung, Hardwaremaßnahmen zur Absicherung gegen Softwarefehler und umgekehrt, Safety-Nets für Multi-core Prozessoren oder komplexe Softwareprodukte, Unterstützung durch moderne Architekturen wie die Integrierte Modulare Avionik (IMA). Entwurf und Implementierung sicherheitskritischer Software: spezielle Entwurfsmethoden oder ihre Adaption für sicherheitskritische Software, Verfahren wie beispielsweise Correctness by Construction, Test-Driven Development oder formale Methoden, Entwurfs-Heuristiken für sicherheitskritische Software, Lessons Learnt und Best Practices aus der Projektarbeit. Verifikation sicherheitskritischer Software: Methoden und Verfahren vom statistischen Testen (Hypothesentest, sequentieller Wahrscheinlichkeits-Verhaltenstest) über statische Analysen bis zur formalen Verifikation. Bewertung sicherheitskritischer Software im Rahmen der Systemsicherheitsanalyse: übertragung von Methoden und Verfahren aus anderen Gebieten wie beispielsweise Software FMEA oder HAZOP, Anwendbarkeit von oder Einbettung in relevante Normen wie SAE ARP4761 oder die Prüfbarkeitsnorm VG Im Workshop ist ein reger Erfahrungsaustausch auf Fachebene geplant. Dazu suchen wir Vorträge und Erfahrungsberichte aus der industriellen Praxis oder der industrienahen Forschung, die sich mit den dargestellten Themen befassen. Aufgrund der querschnittlichen Bedeutung des Themas Software-Safety sind auch Vorträge aus anderen Fachrichtungen außerhalb der Luft- und Raumfahrt willkommen. Jeder Vortrag sollte ca. 30 Minuten dauern, anschließend sind 15 Minuten Diskussion vorgesehen. Zwecks Vorbereitung des Workshops wird um die Zusendung einer Kurzfassung des Vortrags bis spätestens 22. Juli 2016 gebeten. Der Workshop findet am 5. Oktober 2016 an der Technischen Universität München in Garching statt. Die Teilnahme ist kostenlos. Für weitere Informationen und zur Vortragsanmeldung stehen Ihnen die Obleute der Fachausschüsse L6.3 und Q3.4 zur Verfügung: Florian Holzapfel Technische Universität München Philipp Krämer Airbus Helicopters Deutschland GmbH Richard Seitz Airbus Defence and Space Frank Dordowsky ESG Elektroniksystem und -Logistik GmbH Dienstag, 5. Oktober 2016 Technische Universität München in Garching

44 44 TechniK UAV-Missionsplanung Entwicklung und Anwendung einer kognitiven Systemarchitektur zur UAV-Missionsplanung Anmerkung der Redaktion: Mit unserem technischen Artikel bieten wir in jeder Ausgabe Platz für ein wissenschaftliches Exposé. Dabei ist die Zusammenfassung technisch aber allgemein verständlich gehalten und liefert einen Überblick über die wissenschaftliche Arbeit. Zusammenfassung In diesem Artikel wird die Entwicklung einer kognitiven Systemarchitektur zum Sensor- und Missionsmanagement in zukünftigen hochautomatisierten UAV- und Robotik-Anwendungen beschrieben. Ein wichtiger Gesichtspunkt ist hierbei die Mensch-Maschine Integration, die mit dem Dual-Mode Konzept der kognitiven Automation beleuchtet wird. Die vorgestellte kognitive Systemarchitektur basiert auf dem Rasmussen-Schema, das menschliche kognitive Leistungen auf drei Ebenen mit steigendem Abstraktionsgrad beschreibt von grundlegenden sensomotorischen Fer tigkeiten bis hin zum zielorientierten, wissensbasierten Handeln. Die zur Validierung implementierte Softwarearchitektur COSA² bildet diese menschlichen kognitiven Fähigkeiten auf Algorithmen der künstlichen Intelligenz ab und wurde in Simulation und Flugversuch erprobt. Im Bereich der sensornahen Informationsverarbeitung wird eine Weiterentwicklung aus dem kognitiven Radar erläutert. 1. Einleitung Arbeitsziel Bediener Abb. 1: Dual-Mode Konzept der kognitiven Automation [2] Der Einzug komplexer Automation revolutionierte eine Vielzahl klassischer Industriezweige. Insbesondere die Luftfahrtbranche zeigte sich, etwa durch die Einführung des Zwei-Personen-Cockpits [1] oder zukünftiger, unbemannter Luftfahrzeuge, immer wieder als Triebfeder innovativer Automatisierungskonzepte. Die Rolle des menschlichen Bedieners im Arbeitsprozess verschiebt sich hierbei von der Übernahme einfacher, manueller Steuerungsaufgaben hin zur kognitiv anspruchsvolleren Überwachung der Automatisierungsfunktionen. Das Forschungsfeld der kognitiven Automation [2] befasst sich mit der Ausge staltung solcher hochautomatisierter, Mensch- Maschine-Systeme, welche durch die zunehmende Berücksichtigung der höheren kognitiven Fähigkeiten des Menschen wesentlich durch Erkenntnisse der kognitiven Psychologie [3] und Methoden der Robotik [4] und künstlichen Intelligenz [5] gekennzeichnet ist. Nach dem Dual-Mode Konzept (Abb. 1) der kognitiven Automation beruht die Um - setzung auf ziele-basierten, intelligenten Software-Agenten [6] zur Erhöhung des Automationsgrades konventioneller Komponenten oder zur Unterstützung des Bedieners als Assistenzsystem. Im Rahmen dieses Artikel wird die Entwicklung einer kognitiven Systemarchitektur mit zentraler Ontologie und spezifischen Algorithmen (COSA²) sowie deren Anwendung zur UAV-Missionsplanung [7] [8] beschrieben. Eine maßgebliche Herausforderung bei der realen Umsetzung kognitiv automatisierter Systeme stellt die Verarbeitung realer, verrauschter Sensordaten dar, welche in Unsicherheit bei der Schätzung des Umwelt - Ressourcen, Umweltbedingung Arbeitsmittel Arbeitsergebnis zustandes resultiert und bei der Implementierung einer kognitiven Systemarchitektur berücksichtigt werden muss. 2. Architekturkonzept Am Institut für Flugsysteme der Universität der Bundeswehr München werden Forschungsfragestellungen der kognitiven Automation seit vielen Jahren untersucht [9] und durch generische, wissensbasierte Softwarearchitekturen [1 0] implementiert. Die Grundlage bildet das kognitionswissenschaftlich motivierte Rasmussen- Schema [11] menschlichen Verhaltens dar, welches ursprünglich zur ergonomischen Analyse und Auslegung von Mensch- Maschine-Systemen entwickelt wurde. Es basiert auf den drei unterschiedlichen Regulationsebenen die je nach Situation und Trainingsstand zum Teil gleichzeitig zur Anwendung kommen. Im Kontext der Dual-Mode Cognitive Automation [2] schlagen die Autoren eine interpretierte Variante des klassischen Rasmussen-Schemas unter Berücksichtigung informationsverarbeitender Aspekte vor (Abb. 2). Das in Blau dargestellte a-priori Wissen bezeichnet implizit oder explizit vorhandenes Hintergrundwissen. Dieses wird in Form von semantisch codierten Chunks im Langzeitspeicher abgelegt und über die Verarbeitungsdauer als statisch angesehen. In Rot dargestellt hingegen ist das situative Wissen, das als Ein- und Ausgangsdatum der kognitiven Subfunktionen dient. Das fertigkeitsbasierte Verhalten (engl. skill-based behaviour ) beschreibt unbewusst ablaufende, hochautomatisierte sensomotorische Fähigkeiten des Menschen. Diese hochintegrierte kontinuier liche Regulationsebene verläuft ohne Zuteilung von Aufmerksamkeitsressourcen. Ausgelöst werden diese Bewegungsmuster entweder durch aus den sensorischen Ein gaben durch Merkmalsbildung erzeugten Zeichen oder aus höheren Regulations ebenen. Prozedurbasiertes Verhalten beschreibt die Aktivie rung erlernter Aktionssequenzen in be kannten, häufig wiederkehrenden Situati-

45 TechniK UAV-Missionsplanung 45 Abb. 2: Interpretation des Rasmussen-Schemas als Grundlage für COSA² nach [2] Subfunktion nimmt eine Mittlerrolle zwischen der Identification und der Planning -Subfunktion war, da Abweichungen der Situation vom gewünschten Sollzustand die Aktivierung eines Zieles (genau diesen wieder zu erreichen) nach sich zieht. Der durch Goal Determination angezeigten Abweichungen der wahrgenommenen Ist-Situation von der gewünschten Soll-Situation kann durch die Ausführung von Handlungen entgegengewirkt werden. Die Aufgabe der Subfunktion Planning besteht darin, situationsabhängig eine geeignete Sequenz an Handlungen (die sog. task agenda ) zu erzeugen, um die Umwelt in einen Zustand zu überführen, in dem die Goal Determination Subfunktion keine Zieleverletzung mehr erkennt. Die generell ausführbaren Handlungsmöglichkeiten entstammen dem Wissen über Task Options. onen. Wird eine solche Situation durch Zeichen der Merk mals bildung erkannt, und kann sie mit einer gespei cherten Aufgabe assoziiert werden, so resultiert dies in der Ausführung der zugeordneten Prozedur unter mäßiger Belastung der Aufmerksamkeitsressourcen. Das Erlernen dieser Regeln erfolgt entweder durch eigene Erfahrung mit erfolgreichen Verhaltensmustern in der jeweiligen Situation oder durch Austausch bzw. Instruktionen durch andere Personen. In unbekannten Situationen, d.h. Situationen für die kein regelbasiertes Verhalten möglich ist, kommt die höchste Ebene, das konzeptbasierte (und an expliziten Zielen orientierte) Verhalten zum Tragen. Diese Art der semantikbehafteten Deliberation bietet größtmögliche Flexibilität der Handlungen, beansprucht jedoch auch die Aufmerksamkeits- und Verarbeitungsressourcen maximal. Auf der unterbewussten, fertigkeitsbasierten Ebene ist die Feature Formation Subfunktion besonders relevant. Ihre Aufgabe ist die Abstraktion von kontinuierlichen Sinneseindrücken hin zu räumlich-zeitlichen cues (dt. in etwa Signale, Zeichen). Die fertigkeitsbasierte Subfunktion Action Control dient der Aussteuerung unmittelbarer sensomotorischer Muster. Diese erlernten Muster dienen der Kontrolle des Bewegungsapparats unter Berücksichtigung verschiedener Regel- und Feedbackschleifen. Diese Handlungen werden durch action instructions oder durch controlrelevant cues aus der fertigkeitsbasierten Ebene ausgelöst. Die prozedurbasierte Subfunktion Task Determination kontrolliert die Ausführung der aktuellen Handlungen (der sog. tasks ) in bekannten Aufgabensituationen. Sobald die aktuelle Aufgabe bestimmt ist, kann mit der Durchführung begonnen werden. Die Hauptfunktionalität dieser Subfunktion ( Task Execution ) ist es daher, die abstrakt formulierte Aufgabe der prozedurbasierten Ebene auf das Granularitätslevel einzelner Aktionen (sog. actions ) herunterzubrechen. Hierbei handelt es sich um kochrezeptartige Sequenzen (sog. Procedures ), die je nach Trainingslevel sehr umfänglich sein können. Wie alle Subfunktionen auf der konzeptbasierten Ebene kommt die Subfunktion Identification in unbekannten Situationen (d.h. Situationen für die kein task-relevant cue bekannt ist) zum Einsatz, um aus bekanntem a-priori Wissen eine geeignete Handlungsstrategie herzuleiten. Hierzu die nen zunächst die aus dem situational feature space der Feature Formation Subfunktion erkannten identification-relevant cues. Diese aktivieren hierbei das in Form von Concepts hinterlegte a-priori Wissen. Durch die Assoziation dieses Hintergrundwissens werden neue Informationen über die Umgebung inferriert und stellen als Matching Concepts die Grundlage für die Situationsbewertung [12] dar. Die Subfunktion Goal Determination vergleicht anschließend das in Form von matching concepts abstrahierte Situationsverständnis mit gewünschten Zielständen, abgeleitet aus dem Wissen über Motivational Contexts. Die Goal Determination 3. Implementierung Cosa² Das im vorigen Kapitel dargelegte Prozessmodell auf Grundlage des interpretierten Rasmussen-Schemas, sowie die Verarbeitungsschritte durch die einzelnen kognitiven Subfunktionen müssen zur Umsetzung in einer Software-basierten, kognitiven Sys temarchitektur auf spezifische Algorithmen abgebildet werden. Um zudem dem Anspruch einer zentralen Wissensbasis zu genügen, ist es erforderlich, eine Wissensrepräsentationsform zu verwenden, die von allen Subfunktionen konsistent verwendet werden kann. Die Wahl hängt vor allem von der Modellierung der Umgebungsbedingungen ab, in denen die kognitive Systemarchitektur operieren soll. Die Skala reicht hierbei von einer diskreten, deterministischen Umgebungsmodellierung bis hin zu einer kontinuierlichen, stochastischen. Zur Validierung des Konzeptes wurde ein realzeitfähiger Prototyp der kognitiven Systemarchitektur COSA² in C# und JAVA implementiert. Als Repräsentationsform der Speicher verwendet COSA² gewichtete und gerichtete Graphen. Graphen stellen eine in der Informatik häufig verwendete Wissensrepräsentationsform dar und sind intuitiv handhabbar. Zur Situationsbewertung werden bei COSA² Inferenzalgorithmen in Form eines regelbasiertes Produktionensystems [5] eingesetzt. Die Handlungsplanung stellt einen exponentiell großen Suchraum der möglichen Sequenzen an

46 46 TechniK UAV-Missionsplanung Handlungsoptionen dar. COSA² greift hierbei auf einen externen Planungsalgorithmus nach dem PDDL-Standard [13] zurück. Den letzten Handlungsschritt im kognitiven Zyklus stellt die robuste Planausführung mit Fehlererkennung und automatischer Umplanung dar. Zur effizienten Planausführung wird die Task Agenda als Constraint Optimisation Problem (COP) [14] umcodiert und kontinuierlich den aktuellen Umweltparametern angepasst. Die Zuordnung dieser Algorithmen zu den kognitiven Subfunktionen ist farblich in Abb. 2 gekennzeichnet. 4. Anwendungen Als a-priori Wissensbasen zur Evaluierung der COSA² Architektur wurden unterschiedliche diskrete, deterministische Anwendungen im Bereich UAV-Grundsystem- [15] und Missions-Managements [16] modelliert und in Simulation und Experiment erprobt UAV-Missionsmanagement Abbildung 3: COSA² Flugversuche an der UniBwM. Oben: Graphite Flugversuchsträger. Unten: Mobile Bodenkontrollstation [17] Die Flugerprobung der Anwendung zum UAV-Missionsmanagement erfolgte auf dem Gelände der Bundeswehr Universität München mit dem Motosegler Graphite mit 1 kg Nutzlast (Abb. 3). COSA² wurde im Payload Modul auf einem Intel Dual Core Atom 330 Board betrieben um einen nach unten gerichteten, mit Pixel auflösenden Aufklärungssensor zu steuern. Das Missionsziel bestand in der auftragsbasierten Aufklärung verschiedener Zielkoordinaten sowie der Übermittlung der Aufklärungsbilder an die Bodenkontrollstatation (GCS) über WLAN auch aus Bereichen die über keine WLAN-Funkverbindung verfügten. Das UAV wurde dabei von der GCS aus der Hand gestartet und dann ferngesteuert auf ca. 200 m Höhe gebracht. Anschließend wurde der Autopilot aktiviert, um wegpunktbasiert über der GCS zu kreisen und die kognitive Automation zu starten. Nun wurden verschiedene Objekte aufgeklärt, die sich entweder innerhalb der Funkreichweite der BKS (T2) oder außerhalb (T1) befanden (Abb. 4). In Abb. 5 ist eine im Verlauf der Mission on-board geplante Task Agenda gezeigt, welche den Missionsablauf strukturiert. Der Missionsplanung sind dabei lediglich die Vor- und Nachbedingungen der verfügbaren Handlungen bekannt. Im Laufe des Flugversuches wurden ebenfalls komplexere Geometrien, sowie verschiedene Fehlerbedingungen und Änderungen im Missionsablauf simuliert die eine online Umplanung erforderlich machten. In Abb. 6 ist die 3D Flugtrajektorie des Beispiels gezeigt, Hier wurde ein Objekt im Bereich T1 ohne Funkverbindung aufgeklärt und zunächst entsprechend zwischengespeichert. Anschließend programmierte die kognitive Architektur den nächstliegenden Wegpunkt, für den Funkempfang prädiziert wurde und begann mit der Datenübertragung sobald die Richtantenne die Funkverbindung wieder hergestellt hatte Kognitives Radar Abbildung 4: Flugversuchszone der UniBwM von etwa m x 500 m [17] Das in Abb. 2 gezeigte Prozessmodell als Grundlage einer kognitiven Systemarchitektur lässt sich auf die sensornahe Anwendung des kognitiven Radars übertragen [18]. Als aktiver Sensor erlaubt ein Radarsystem die flexible Anpassung der Sensorsystemparameter (insbesondere der ausgesandten Wellenform) an Umgebungsbedingungen. Aufgrund des kontinuierlich, stochastischen Charakters der Umgebung müssen jedoch alternative Speicherrepräsentationsformen und Algorithmen verwendet werden.

47 TechniK UAV-Missionsplanung 47 Literaturverzeichnis Der fertigkeitsbasierten Ebene entspricht somit die Adaption kontinuierlicher Parameter, etwa der Sendeleistung an das aktuelle Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Im Speicher müssen nun Wahrscheinlichkeitsverteilungen der geschätzten Umgebungsparameter abgelegt werden (wie z.b. Mittelwert und Varianz der Zielentfernung, Geschwindigkeit und Winkel als Kanten eines Graphen). Zur Abstraktion der Sensordaten durch die Feature Formation Subfunktion kommen maschinelle Lernverfahren zur Objektklassifizierung bzw. Bayes sche Netze zur Situationsbewertung zum Einsatz. Im Bereich der Handlungsplanung kommen probabilistische Planungsverfahren zur Anwendung, wie heute auch schon beim Task- Scheduling von AESA-Multifunktions radaren üblich. Bisher wenig untersucht ist die konzeptbasierte Ebene, welche Missionsziele sowie externe Faktoren (z.b. Plattform-Parameter) berücksichtigt. Die Abteilung Kognitives Radar am Fraunhofer FHR widmet sich diesen Forschungs fragestellungen für zukünftige, missions orientierte Radarsysteme. 5. Zusammenfassung und Ausblick Die vorgestellte Arbeit befasst sich mit der Missions- und Sensorplanung für hochautomatisierte UAV-Anwendungen. Aufgrund beschränkter Übertragungsbandbreite sowie kurzer Latenzzeiten werden in zukünftig unbemannten Missionen unter Berücksichtigung der Mensch-Maschine Schnittstelle Abbildung 5: Verifikation der task agenda für Anwendungsfall POI2 Aufklären Abbildung 6: 3D Flugtrajektorie der auftragsbasierten Aufklärungsmission [17] zunehmend Datenauswertung und Entscheidungen an Bord getroffen. Die Umsetzung der Automation durch Methoden der künstlichen Intelligenz wurde mit der Entwicklung der kognitiven Systemarchitektur COSA² nachgewiesen. Als Grundlage für die Systemarchitektur dient das aus der Kognitionspsychologie entnommen Rasmussen-Modell menschlicher kog nitiver Fähigkeiten. Es beschreibt menschliches Verhalten auf drei Ebenen von aufsteigendem Abstraktionsgrad, von der grundlegenden senso-motorischen Fä hig keit bis hin zum zielorientierten, wissens basierten Handeln. Die Imple mentierung des Prototypen COSA² basiert hierbei auf einem regelbasierten Produktionssystem zur Situationsbewertung, heu ristischen Such algorithmen zur Handlungsplanung sowie Constraint-Optimisation-Verfahren zur Planausführung. Das Konzept konnte durch den Prototypen für verschiedene hochautomatisierte UAV- Anwendungen validiert werden. Zukünftige Weiterentwicklungen sollten auf reale Sensordaten und stochastische Umgebungen ausgerichtet sein. Wie am Beispiel des kognitiven Radars erläutert, zeigt sich, dass das grundlegende Konzept auch für sensornahe Verarbeitungsarchitekturen ge eignet ist. Stefan Brüggenwirth Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik Claudius Dornier jr. Dissertationspreis 2015 [1] H. Michaels, Krach um den dritten Mann, Die ZEIT, Bd. 47, p. S.21, [2] R. Onken und A. Schulte, System-Ergonomic Design of Cognitive Automation: Dual-Mode Cognitive Design of Vehicle Guidance and Control Work Systems, Heidelberg: Springer, [3] J. R. Anderson, Kognitive Psychologie, 2. Hrsg., Heidelberg, Berlin, Oxford: Spektrum Akademischer Verlag, [4] E. Gat, On three-layer architectures, Artificial intelligence and mobile robots, pp , [5] S. Russel und P. Norvig, Artificial Intelligence: A Modern Approach, 3rd. Edition Hrsg., New Jersey: Prentice Hall, [6] A. Rao und M. Georgeff, BDI Agents: From Theory to Practice., in Proceedings of the First International Converence on Multi-Agent Systems, San Francisco, CA, USA, Juni 1995, [7] S. Brüggenwirth, R. Strenzke, A. Matzner und A. Schulte, A Generic Cognitive System Architecture Applied to the UAV Flight Guidance Domain, in Second International Conference on Agents and Artificial Intelligence, Valencia, Spain, [8] S. Brüggenwirth und A. Schulte, COSA² A Cognitive System Architecture with Centra lized Ontology and Specific Algorithms, in IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, Seoul, Korea, [9] R. Onken, Cognitive Co-operation for the Sake of the Human-Machine Team Effectiveness, in NATO RTO-Meeting Procedures MP-088, HFM-084: The Role of Humans in Intelligent and Automated Systems, Warschau, Polen, [10] H. Putzer, Ein uniformer Architekturansatz für kognitive Systeme und seine Umsetzung in ein operatives Framework, Dissertation, Universität der Bundeswehr München, Fakultät für Luftund Raumfahrttechnik: Berlin: Köster, [11] J. Rasmussen, Skills, Rules, and Knowledge; Signals, Signs, and Symbols, and other Distinctions in Human Performance Models., IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Bd. 13, Nr. 3, pp , [12] M. R. Endsley, Situation awareness global assessment technique (SAGAT), Proceedings of the IEEE 1988 National Aerospace and Electronics Conference, pp , [13] S. Edelkamp und J. Hoffmann, PDDL2. 2: The language for the classical part of the 4th international planning competition, Freiburg: Albert Ludwigs Universität, Institut für Informatik, [14] R. Dechter, Constraint processing, San Francisco, USA: Morgan Kaufmann, [15] S. Brüggenwirth, W. Pecher und A. Schulte, Design Considerations for COSA², in IEEE Symposium Series on Computational Intelligence, Paris, [16] S. Clauss, S. Brüggenwirth, P. Aurich, A. Schulte, V. Dobrokhodov und I. Kaminer, Design and Evaluation of a UAS combining Cognitive Automation and Optimal Control, in Proceedings of Infotech@Aerospace, Garden Grove,CA, [17] F. Böhm, S. Clauss, S. Brüggenwirth und A. Schulte, Cognitive UAV Ressource Management Allowing Task-based Mission Execution Under Data Link Limitations, in Proceedings of the 31st Digital Avionics Systems Conference (DASC), Williamsburg, [18] J. Ender und S. Brüggenwirth, Cognitive Radar Enabling Techniques for Next Generation Radar Systems, in International Radar Symposium, Dresden, [19] W. Pecher, S. Brüggenwirth und A. Schulte, Using Cognitive Automation for Aircraft General Systems Management, in System of Systems Engineering Conference, Loughborough, UK, Juni 2010, 2010.

48 48 Veranstaltungen Termine Ankündigungen 7. bis 8. April 2016 Disrupt Space Summit Bremen In Amerika wächst der private Raumfahrt-Sektor rasend schnell. Entwicklungen und Innovationen werden gefördert und lassen Start-ups zu nachhaltigen Unternehmen wachsen. Ein Vorbild für Europa. Deswegen bringt das erste Disrupt Space Summit im April 300 Gründer, Start-up-Unternehmen und Investoren in Bremen zusammen. Ziel ist es, neuen Unternehmern das Gebiet der Raumfahrt zu öffnen und die Zusammenarbeit zwischen bestehenden und neuen Akteuren zu fördern. So sollen gemeinsam Lösungen für die heutige und zukünftige Raumfahrt gefunden werden. 1. bis 4. Juni 2016 ILA Berlin Air Show Berlin Die ILA Berlin Air Show ist die größte Luft- und Raumfahrtausstellung in Deutschland und zählt zu den bedeutendsten Fachmessen in diesem Bereich weltweit. Auch die DGLR wird in diesem Jahr wieder mit einem Stand auf der ILA vertreten sein. Der DGLR-Stand widmet sich mit Ausstellungsstücken und Literatur insbesondere Otto Lilienthal und der Geschichte des Menschenflugs. Außerdem werden zwei DGLR-Nachwuchsgruppen, ERIG und IFSys, ihre Projekte ausstellen und erläutern. Termine 2016 DLR / UNOOSA Conference on Climate Change (Challenges for Atmospheric Research) Vortrag: Hybrid Elektrische Antriebe Paradigmenwechsel für den Flugzeugentwurf Köln Hamburg Disrupt Space Summit Bremen Yuri s Night weltweit Vortrag: The Birth of the Tornado (Jock Heron, Group Captain RAF) Hamburg AERO 2016 (DGLR-Stand in Halle A5) Friedrichshafen Vortrag: Verlernen Piloten das Fliegen? Gedanken zum Cockpit-Design moderner Verkehrsflugzeuge (Flugkapitän a.d. Frank Müller-Nalbach, Arbeitsgruppe Design and Operation Vereinigung Cockpit Darmstadt) Vortrag: Autopilotensysteme beim Hubschrauber und deren Weiterentwicklung hin zum unbemannten Flug (Dipl.-Ing. Bernhard Stahuber, Flight Control Systeme Airbus Helicopters GmbH Donauwörth) Braunschweig Braunschweig ILA Berlin Airshow 2016 (Besuchen Sie den DGLR-Stand!) Berlin Vortrag: A Lucky Aviator Test Flying for the RAF, Rolls-Royce and BAe (Heinz Frick, Chief Test Pilot) Workshop: Wasserstoff in der Luftschifffahrt Chancen, Herausforderungen und Konzepte (DGLR Fachausschuss L 2.3 Luftfahrzeuge leichter als Luft ) Vortrag: Wirbelschleppeneinfluss in der Allgemeinen Luftfahrt (Frank Stahlkopf, Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung Braunschweig) Vortrag: Auf der Suche nach außerirdischem Leben (Dr. rer. nat. Thilo Günter, DGLR Hamburg) Exkursion: AQUILA Aviation GmbH, Flugplatz Schönhagen, Trebbin (Stefan Rahnfeld, Leiter Produktion / Katrin Grenz, Leiterin Vertrieb / Horst Günther, DGLR Braunschweig) Hamburg Bremen Braunschweig Hamburg Trebbin DEUTSCHER LUFT- UND RAUMFAHRTKONGRESS 2016 Braunschweig

49 Veranstaltungen Jahresempfang Anzeige DGLR-Jahresempfang mit Mitgliederversammlung Am 2. Dezember 2015 hat sich die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) zum Jahresempfang mit angeschlossener Mitgliederversammlung in Berlin getroffen. Der Jahresempfang startete mit einer Begrüßung durch DGLR- Präsident Prof. Rolf Henke und einem Gastvortrag von Dr. Karsten Mühlenfeld, Vorsitzender der Geschäftsführung des Flughafens Berlin-Brandenburg. Dr. Mühlenfeld berichtete über Entwicklungen und ursprüngliche Fehlkalkulationen des im Bau befindlichen neuen Flughafens. Im Anschluss an seinen Vortrag fand die Verleihung der 14. Otto-Lilienthal-Medaille an Dr. Reiner Stemme für dessen Verdienste im deutschen Flugzeugbau statt. Zu Gast beim Jahresempfang war auch die parlamentarische Staatssekretärin vom Bundesminis terium für Wirtschaft und Energie Brigitte Zypries. Zuvor trafen sich Mitglieder der DGLR zur alljährlichen Mitgliederversammlung. Das Programm begann mit einer Führung über den alten Berliner Flughafen Tempelhof. Anschließend trafen sich die Mitglieder in der Berliner Landesvertretung Baden- Württemberg. Die Vertreter des Präsidiums, bestehend aus Prof. Rolf Henke, Claudia Kessler, Heiko Lütjens, Dr. Cornelia Hillenherms und Prof. Dr. Mirko Hornung stellten zusammen mit Generalsekretär Philip Nickenig die Entwicklungen des Jahres 2015 und die Abschlüsse aus 2014 vor. Themen waren unter anderem vergangene und kommende Veranstaltungen, Ehrungen aus 2015, das neue Corporate Design und der Relaunch des Mitgliedermagazins Luft- und Raumfahrt. Das Präsidium stellt die Änderungen und Entwicklungen des vergangenen Jahres in der DGLR vor Foto: DGLR Foto: DGLR Auf die Mitgliederversammlung folgte der DGLR-Jahresempfang mit einem Vortrag zum Flughafen Berlin-Brandenburg

50 50 Veranstaltungen Kolloquium in Berlin Raumfahrthistorisches Kolloquium 2015 in Berlin Bild: Dr. Both Am 31. Oktober 2015 hat in Berlin-Treptow das alljährliche Raumfahrthistorische Kolloquium stattgefunden. Die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) präsentierte in Kooperation mit der Archenhold-Sternwarte und der Leibniz-Sozietät zu Berlin ein vielfältiges Vortragsprogramm in den Räumen der Sternwarte. Das Kolloquium begann mit einem Nachruf von Prof. Dr. Dieter B. Herrmann. Darin gedachte er dem verstorbenen Dr. Fritz Gelhar ( ), einem der ursprünglichen Organisatoren des Events, das schon 1980 zum ersten Mal veranstaltet wurde. Als Experte für die Werke des Raumfahrtpioniers Konstantin E. Ziolkowski nahm Gelhar oft selbst mit Vorträgen daran teil und veröffentlichte 1996 ein raumfahrtphilosophisches Buch. Wolfgang Lepschies stellte im Anschluss den neu gegründeten DGLR-Fachausschuss R3.5 Raumfahrt und Philosophie vor. Es wurde eine erste Arbeitsgruppe gegründet, die sich mit Techniken erfinderischer Problemlösung mittels Algorithmen und dialektischen Methoden des technischen Handelns befasst. Weitere Interessenten sind willkommen. Dr. Wolfgang Both aus Berlin begann die Vortragsreihe mit einem Beitrag zu Willy Ley Berliner, Raketenpionier, Raumfahrthistoriker. Willy Ley ( ) studierte in Berlin und Königsberg und war Buchhalter in Berlin. Nebenbei schrieb er für verschiedene Zeitungen Artikel über Raketen und Raumfahrt schuf Ley den Science-Fiction-Roman Die Starfield Company, der aber durch die Insolvenz des Verlages nicht erschien. Erst 2011, lange nach seinem Ableben, wurde der Roman veröffentlicht. Ley war in engem Kontakt mit Raketenforschern wie Hermann Oberth, Wernher von Braun und war Berater von Fritz Lang für dessen Film Die Frau im Mond. Als die Nazis anordneten, nicht mehr öffentlich über Raketentechnik zu berichten, wanderte Ley 1935 in die USA aus. Dort war er an Raketenentwicklungen ( Postraketen ) beteiligt und veröffentlichte mehrere Bücher. Später arbeitete er zusammen mit Wernher von Braun an Presse-Themen zur Raumfahrt. Auf Boths Beitrag folgte Michael Tilgner aus Hamburg mit einem Vortrag über Goebbels Raketenbann. Tilgner ging der Frage nach, ob es tatsächlich eine offizielle Anordnung der Nazis gab, nicht mehr über Raketenthemen zu berichten. Die Literatur liefert dazu unterschiedliche Aussagen. Das Militär drängte schon 1930 auf Geheimhaltung. Ab Oktober 1933 folgte diese Anordnung auch Raumfahrthistorisches Kolloquium in den Räumen der Archenhold-Sternwarte in Berlin vom Heereswaffenamt und dem Propagandaministerium. Diese Regelungen wurden der Presse aber nur mündlich mitgeteilt. Trotz Verbot hoben viele Pressevertreter ihre Mitschriften auf, sodass rund Anweisungen ausgewertet werden konnten. Nur drei davon befassten sich laut Tilgner mit Raketentechnik. Dort war zu erfahren, dass 1934 Pressevertretern mitgeteilt wurde, dass bei Berichten über Raketenflugzeuge größte Vorsicht geboten ist. Es bestand also kein konkretes Verbot, über Raketen zu schreiben, aber eine interpretierbare Warnung. Dementsprechend wurde in Deutschland kaum mehr über dieses Thema berichtet. Dr. Peter Habison aus Wien stellte mit seinem Vortrag Österreichs Weg in die Raumfahrt eine Gesamtschau der österreichischen Raumfahrtaktivitäten nach dem zweiten Weltkrieg dar. Begonnen hatten diese mit einer Kooperation des neutralen Österreichs mit der Sowjetunion auf dem Gebiet der Atmosphärenforschung mittels Höhenforschungsraketen. Grundlage für den Vortrag war das ESA-Programm Oral History of Space, bei der zahlreiche Zeitzeugen interviewt wurden. Habison war an diesem Programm beteiligt und zeigte im Vortrag anhand von acht Persönlichkeiten den österreichischen Weg ins All auf. Dr. Marie-Luise Heuser aus Braunschweig trug das Thema Von der philosophischen Idee zur Realisierung die Raumfahrtpioniere der Weimarer Republik vor. Heuser gab einen Überblick über die vielfältigen philosophischen Ansichten von Platon, Aristoteles, Giordano Bruno, Friedrich W. J. Schelling bis hin zu Max Valier zur Möglichkeit der Raumfahrt. Giordano Bruno hatte sein Spätwerk De Immenso 1591 in Helmstedt bei Braunschweig geschrieben, bevor er 1600 in Rom als Ketzer verbrannt wurde. Dr. Dierk Spreen aus Berlin schloss das Programm mit seinem Vortrag Raumfahrt eine atopische Moderne. Er stellte dar, wie sich Raumfahrtpionier Ziolkowski aber auch Science-Fiction-Autoren das menschliche Leben in Raumstationen und die Besiedlung des Weltalls mittels Automaten und Habitaten vorstellen. Dabei ging er auf die Fragestellung ein, ob der Mensch sich nicht sogar dem Weltraum anpassen kann und soll Stichwort: Cyborg. In Raumstationen wird das atopische Denken am umgekehrten Verhältnis von Natur zu Technik deutlich die Natur ist in einer sie schützenden technischen Welt enthalten. Mit rund 50 Teilnehmern war die Veranstaltung wie auch sonst sehr gut besucht. Das Publikum, darunter auch das DGLR-Ehrenmitglied und Kosmonaut Dr. Sigmund Jähn, nahm die Vorträge interessiert auf. Die zahlreichen Fragen des Publikums wurden von den Referenten beantwortet und gemeinsam diskutiert. Das nächste Raumfahrthistorische Kolloquium soll am 29. Oktober 2016 stattfinden. Dr.-Ing. Christian Gritzner DGLR & DLR Raumfahrtmanagement Buchhinweise zur Veranstaltung: Fischer, Joachim / Spreen, Dierk (2014): Soziologie der Weltraumfahrt. transcript Verlag, Bielefeld. Gelhar, Fritz (1996): Wie der Mensch seinen Kosmos schuf. Aufbau-Verlag, Berlin. Habison, Peter (2014): Weltraum-Land Österreich. Pioniere der Raumfahrt erzählen. Seifert Verlag, Wien. Ley, Willy (2011): Die Starfield Company. Shayol Verlag, Berlin.

51 Anzeige Bewerben Sie sich jetzt für den International Air Cadet Exchange (IACE) 2016! Sie interessieren sich für die Luft- und Raumfahrt? Sie haben Spaß daran ein anderes Land kennen zu lernen? Sie möchten internationale und interkulturelle Erfahrung sammeln? Die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt Lilienthal Oberth e.v. (DGLR) organisiert mit wesentlicher Unterstützung der Luftwaffe, der Interessengemeinschaft Deutsche Luftwaffe e.v., dem Deutschen Bundeswehr-Verband e.v. und der deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie die deutsche Beteiligung an diesem seit 1946 bestehenden internationalen Jugendaustausch. Der IACE 2016 wird im Zeitraum vom 19. Juli bis 3. August 2016 stattfinden. In dieser Zeit werden zwölf deutsche Jugendliche die Länder Belgien, Frankreich, Großbritannien, Hongkong, Israel, Niederlande, Schweiz und Türkei kennen lernen. Das Programm in den Gastländern besteht aus offiziellen Anlässen wie z. B. Empfängen und formalen Abendessen, halboffiziellen Veranstaltungen wie Firmen- und Truppenbesuchen, sowie Städtebesichtigungen und weiteren Freizeitveranstaltungen, inklusive Flugbetrieb. Detaillierte Programminformationen und Erfahrungsberichte je Land finden Sie auf unserer Internetseite Der Ort für den Beginn und das Ende des Austauschprogramms ist der Flughafen Frankfurt. Für die offiziellen und halboffiziellen Veranstaltungen werden im Rahmen eines Vortreffens im Juni 2016 in Köln durch die Veranstalter ein Polohemd, Badges und Krawatte zur Verfügung gestellt. In einigen Ländern wird zusätzlich ein Anzug vom Bewerber benötigt. Voraussetzungen für die Teilnahme sind ein Lebensalter von mindestens 18 und am nicht älter als 20 Jahren, gute Gesundheit, ausgeprägtes Interesse an der Luftfahrt und die Bereitschaft, als Repräsentant der Bundesrepublik Deutschland und der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt in einem der acht Partnerländer aufzutreten. Sichere Sprachkenntnisse in Englisch sind zwingend erforderlich, ebenso wie eine offene Einstellung gegenüber den von den Gastgebern angebotenen Programmpunkten. Die erfolgreichen Bewerber und Bewerberinnen erwartet ein unvergessliches Abenteuer unter Gleichgesinnten, an das sie sich noch lange zurück erinnern werden! Für die Teilnahme inkl. Flug, Unterkunft, Verpflegung, Programm im Austauschland und einer Jahresmitgliedschaft der DGLR ist ein Eigenbeitrag von 580 Euro zu leisten. Interessierte bewerben sich bis zum mit einer aussagekräftigen und überzeugenden pdf-bewerbung mit Lebenslauf, Passbild und entsprechenden Nachweisen (z.b. Schulzeugnis, Beurteilungen, Empfehlungsschreiben) per Mail an Für Fragen können Sie uns gerne eine Mail an senden.

52 52 Veranstaltungen Workshop Modellbasierte Softwareentwicklung in der Luft- und Raumfahrt Was hat sich in der letzten Dekade getan? Bild: Frank Dordowsky Am 6. Oktober 2015 hat der jährliche Workshop des Fachausschusses Q3.4 Softwareengineering zum Thema Modellbasierte Softwareentwicklung in der Luftund Raumfahrt am Institut für Luft- und Raumfahrt der Technischen Universität München in Garching stattgefunden. Vor zehn Jahren veranstaltete der Fachausschuss einen Workshop zum gleichen Thema. Ziel der Veranstaltung war es daher, auf die Entwicklung der modellbasierten Softwareentwicklung in der letzten Dekade zurück zu blicken. Den Anfang des Vortragsprogramms machte Prof. Dr. Dr. Manfred Broy von der Technischen Universität München. In seiner Keynote berichtete er von den vom BMBF geförderten Forschungsprojekten SPES 2020 und SPES_XT und steckte so den Rahmen des Workshops ab. Beide Projekte adressieren die aktuellen Probleme der modellbasierten Systementwicklung. Ihr Ziel ist es, eine Methodik und die dazugehörigen Werkzeuge zur durchgängig modellbasierten Entwicklung von eingebetteten Systemen zu entwickeln. Der zweite Vortrag über die Visualisierung und Kontrolle eines Staublandesystems SW-Entwicklung mit SCADE kam von Bernhard Huber von der ESG Elektroniksystemund Logistik GmbH. Er beschrieb seine Erfahrung mit der modellbasierten Softwareentwicklung der Anzeige und der Logik eines Landesystems mit den Werkzeugen SCADE Suite und Display von Esterel. Im Anschluss stellte Lars Ebrecht vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in seinem Vortrag Modellbasierte Entwicklung von Avionik-Anzeigen und -Anwendungen mit ESTEREL SCADE zwei Projekte vor. Zum einen ging es um das Anzeige und Bedienkonzept für das experimentelle Flugmanagementsystem (AFMS), Der Workshop des DGLR-Fachausschusses Q3.4 Softwareengeineering fand an der TU München in Garching statt zum anderen um die Realisierung der Standard-Avionik-Anzeigen im A380 / A350 auf Basis des Luftfahrtstandard ARINC 661 Cockpit Display System Interfaces to User Systems. Dabei ging er besonders auf Aspekte wie Abstraktion, Komplexität, Konsistenz, Kohärenz sowie Lesbarkeit und Verständlichkeit von Verhaltensmodellen ein. Dr. Paul Linder von der Diehl Aerospace GmbH stellte in seinem Vortrag die modellbasierte Entwicklung von Level A Software des Slat Flap Control Computer (SFCC) für den Airbus A350 XWB vor. Dabei kam ebenfalls das Werkzeug SCADE von Esterel zum Einsatz. Schwerpunkte des Vortrags waren die Verzahnung von modellbasierter und konventioneller Spezifikation, die Verwendung von Modellierungsregeln und werkzeuggestützter statischer Analyse und der Einsatz von Simulation zur Modellverifikation. Während die bisherigen Vorträge auf kommerzielle Werkzeuge setzten, gab Andreas Graf von der itemis AG in seinem Vortrag Eine Landkarte für die Modellbasierte Softwareentwicklung mit Open-Source Werkzeugen einen Überblick über Modellierungswerkzeuge und -Frameworks, die auf dem Eclipse Modeling Framework (EMF) beruhen. Die Landkarte erstreckt sich von der (Meta-)Modellierung mit EMF und UML sowie domänenspezifischen Sprachen über die Modellverwaltung, Modell- Transformationen, Code-Generierung und Editoren bis hin zur Simulation. Im folgenden Vortrag beschrieb Dr. Martin Momberg von Airbus Defence and Space Model-based Design of the Barracuda Flight Control Software: einen Ansatz, für die Flight Control Software des Barracuda UAV Technology Demonstrators bereits die Systemrequirements mit SCADE zu modellieren und die Code-Generierung aus SCADE Modellen durch tabellengesteuerte Generierung aus DOORS zu ergänzen. Um die Anzahl der eingesetzten Werkzeuge zu reduzieren, werden langfristig die MATLAB / Simulink Modelle auf die SCADE Suite migriert. Dr. Norbert Bickel von Airbus Helicopters beschäftigte sich mit A New Design of a Helicopter Fly-by-X Flight Control System by Generic Platform Modeling. Er erklärte die durch werkzeuggestützte Ausprägung erzeugte Instanz einer Flugsteuerungsplattform auf Basis einer generischen Flyby-X-Plattform (X = Wire oder Light). Die generische Plattform wurde im vergangenen Jahr auf dem DGLR-Workshop des Fachausschusses Q3.4 durch Dr. Simon Görke vorgestellt. Das von Dr. Bickel dargestellte Flugsteuerungssystem stellt somit eine Anwendung der im letzten Jahr beschriebenen generischen Plattform dar. Georg Walde von der Technischen Universität Berlin untersuchte in seinem Vortrag Übersetzbarkeit komplexer Flugsteuerungssoftware von Simulink / Stateflow nach SCADE die Machbarkeit der automatischen Übersetzung von Simulink / Stateflow nach SCADE mit dem SCADE Suite Gateway for Simulink, um die Vorteile des qualifizierbaren Code Generators von SCADE zu nutzen. Dabei verwendet er als Anwendungsbeispiel die Flugsteuerungsgesetze für das Luftarbeitsflugzeug Stemme S15, die in den Forschungs- und Technologievorhaben LAPAZ und LAPAZ II entwickelt und im Flugversuch erprobt wurden. Dr. Elke Salecker von der Model Engineering Solutions GmbH regte in ihrem Vortrag Absicherung von modellbasierter sicherheitskritischer Avionik-Software die Nutzung von Synergien bei Prozessen und Methoden aus der Automobilindustrie und der Avionik an. Sie erklärte die in der Automobilindustrie gebräuchlichen Verfahren zur Absicherung von Spezifikations- und Entwurfsmodellen durch Modellierungsrichtlinien sowie deren Verwaltung und automatisierte Überprüfung durch die Prüfsoftware MXAM. Viele der Vorträge ordneten ihre modellbasierte Entwicklung in das Framework der Richtlinie RTCA DO-331 Model-Based Development and Verification Supplement to DO-178C and DO-278 ein. Die Vorträge wurden von umfangreichen Fragen und engagierten Diskussionen begleitet, die in den beiden Kaffeepausen und während des Mittagessens fortgesetzt wurden. Die Teilnehmer nutzten zudem intensiv die Gelegenheit zu einem allgemeinen Informations- und Gedankenaustausch. Von Frank Dordowsky, DGLR & ESG Elektroniksystem

53 Veranstaltungen Bezirksgruppe Braunschweig 53 Erfolgreicher Auftakt von Luftfahrt der Zukunft Mit steigendem Luftverkehrsaufkommen steigen die ökologischen Herausforderungen für die Luftverkehrswirtschaft. Welche Perspektiven dazu bietet die Luftfahrtforschung? Diese und andere Fragen hat Prof. Rolf Henke, Vorstand für Luftfahrt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Präsident der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR), im Rahmen der Veranstaltungsreihe Luftfahrt der Zukunft am 25. Januar 2016 in Braunschweig beantwortet. Die europäische Luftfahrtforschung hat sich zum Ziel gesetzt, die CO 2 -Emissionen bis 2050 um 75 Prozent zu reduzieren. Prof. Henke analysierte die Entwicklung der Luftfahrtforschung des letzten Jahrhunderts und formulierte eine wesentliche These: Um die Ziele stemmen zu können, müssen die Unternehmen das Risiko radikaler neuer Flugzeugkonzepte und Technologien eingehen. Aus Sicht des Referenten bedeutet dies, auch mal einen kleinen Rückschritt in der Entwicklung in Kauf nehmen zu müssen. Dieser würde dann in Folge durch ein umso stärkeres Wachstum belohnt werden. Henke erläuterte dazu die Forschungsfelder des DLR, das als Luftund Raumfahrtforschungszentrum zusammen mit Universitäten und Hochschulen, national und international, einen Beitrag zur Erreichung der europäischen Ziele leistet. Die Forschungsabteilungen würden daran arbeiten, den wachsenden Luftverkehr effizient, umweltfreundlich und nachhaltig zu gestalten, so Henke. Insgesamt kamen mehr als hundert Gäste zu dem Vortrag im Haus der Wissenschaft. Prof. Rolf Henke bei seinem Vortrag zu den Perspektiven der Luftfahrtforschung in Braunschweig. Luftfahrt der Zukunft Luftfahrt der Zukunft widmet sich in Vorträgen und Exkursionen den Entwicklungen im Bereich der Luftfahrt sowie neuesten Anwendungen und Lösungen der Luftfahrtforschung. Die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Niedersächsische Forschungszentrum für Luftfahrt (NFL) und der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) präsentieren gemeinsam mit dem Haus der Wissenschaft Braunschweig renommierte Expertinnen und Experten, die den heutigen Stand von Forschung und Technik erklären und zukünftige Entwicklungen erläutern. Horst Günther, Martin Schuermann DGLR Bezirksgruppe Braunschweig Bild: Uwe Bethke Luftfahrt Club Braunschweig Bild: Uwe Bethke Luftfahrt-Club- Braunschweig (v.l.n.r.) Prof. Dr. Rolf Radespiel, Geschäftsführender Leiter des Instituts für Strömungsmechanik der TU Braunschweig; Josef Thomas, Leiter Arbeitskreis Luft- und Raumfahrt des VDI-Bezirksgruppe Braunschweig; Shanna Schönhals, Geschäftsführerin Niedersächsisches Forschungszentrum Luftfahrt der TU Braunschweig; Prof. Rolf Henke, Vorstand für Luftfahrt des DLR und Präsident der DGLR; Horst Günther, Bezirksgruppenleiter der DGLR-Bezirksgruppe Braunschweig; Prof. Dr. Joachim Block, Leiter der DLR-Standorte Braunschweig, Göttingen und Trauen; Martin Schuermann, stellvertretender Bezirksgruppenleiter der DGLR Bezirksgruppe Braunschweig, Philip Nickenig, Generalsekretär der DGLR; Mark Schmidt, Standortentwicklung und Kommunikation des DLR, Standort Braunschweig

54 54 Personalia Neumitglieder In Ausbildung befindliche Mitglieder: Julia Ament, Dresden Johannes Aurich, Chemnitz Till Besocke, Aachen Johannes Deutsch, Alfter Marc Eitner, Aachen Lena Yasmin Caroline Farahbod, Berlin Alexander Fehr, Lohfelden Sriram Hariharan, Seefeld Marian Kistner, Darmstadt Alexandra Klein, Hockenheim Manuel Machulla, Dresden Sven Przywarra, Berlin Julia Sagel, Dresden Sonay Sarac, Langen Tobias Schmidt-Dahl, Dresden Valiallah Serajehhosse, Karlsruhe Roy Sonntag, Berlin Alexander Timmermann, Hallbergmoos Stephan von Deetzen, Verden Marcel Wolf, Darmstadt Jun Shan Yang, Berlin Ordentliche Mitglieder: Dr.-Ing. Thomas Beck, Tauberbischofsheim Nikolaus Braun, Friedrichsdorf Inka Helmke, Bremen Dr. Hartmut Henkel, Schwetzingen Lukas Hochstein, Köln Dr. Tobias Knopp, Göttingen Dipl.-Ing. Klaus-Dieter Relotius, Syke Prof. Dr. Frank Schäfer, Freiburg Dr. Reiner Stemme, Wildau Dipl.-Ing. (FH) Christian Miguel Strubel, Beckenried, Schweiz Andreas Haselsteiner, Bremen Benjamin Merk, Weiher Danksagung an Horst Schultz Bild: Privatarchiv Die DGLR Bezirksgruppe Braunschweig dankt Herrn Dipl.-Ing. Horst Schultz für s eine zwanzigjährige ehrenamtliche Arbeit für die DGLR. Herr Schultz betreute das Programm und den Internetauftritt der Bezirksgruppe übernahm Herr Schultz die Aufgabe, Flyer und Veranstaltungsplakate zu erstellen. Es folgte der Webauftritt für die DGLR Bezirksgruppe Braunschweig. Herr Schultz fertigte zudem Teilnehmerlisten und Statistiken für unsere Veranstaltungen und Mitgliederversammlungen. Mit Beginn des Jahres 2015 bat Herr Schultz darum, die Aufgaben schrittweise abzugeben. Diesem Wunsch haben wir von Seiten der DGLR-Bezirksgruppenleitung Braunschweig entsprochen. Wir verlieren damit wertvolle Unterstützung und wünschen Herrn Schultz alles Gute, Gesundheit und natürlich weiterhin viel Freude an den Veranstaltungen der DGLR Bezirksgruppe Braunschweig. Horst Günther, DGLR Bezirksgruppenleitung Braunschweig Dipl.-Ing. Horst. W. Schultz Webmaster der DGLR Bezirksgruppe Braunschweig

55 Anzeige Call for Papers 20. DGLR-Fachsymposium der STAB 8. bis 9. November 2016 in Braunschweig Bevorzugt berücksichtigt werden strömungsmechanische Beiträge zu den Themenstellungen der STAB-Projektgruppen und Fachkreise, insbesondere auch solche zu den Themen aus nationalen und internationalen Verbundprojekten: Aerodynamik und Aeroakustik Biofluidmechanik Drehflügleraerodynamik Experimentelle Simulation und Versuchstechniken Fahrzeugaerodynamik Flow Control Hyperschallaerothermodynamik Laminarhaltung und Transition Neue Konfigurationen Numerische Simulation Transportflugzeuge einschl. Triebwerksintegration Turbomaschinen Turbulenzforschung Windenergie Richten Sie bitte Ihre Vortragsanmeldungen mit einer zweiseitigen Kurzfassung des Beitrags per bis zum 15. Juni 2016 an: Prof. Dr.-Ing. Rolf Radespiel / Dr. Richard Semaan Institut für Strömungsmechanik, Technische Universität Braunschweig, Hermann-Blenk-Str. 37, Braunschweig Tel.: Fax: stab2016@tu-bs.de Im Kopf der Kurzfassungen sind Projektgruppe / Fachkreis sowie Thema / Titel des Beitrags, Autor(en), Institution, Adresse und -Adresse anzugeben. Die positiv begutachteten Beiträge werden in der Springer-Reihe Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design veröffentlicht. Das Manuskript schicken Sie bitte an die Geschäftsstelle der STAB*, die Ihnen auch für Rückfragen gerne zur Verfügung steht. Das Manuskript ist spätestens bis 1. November 2016 per an stab@dlr.de vorzulegen. Später eingehende Manuskripte werden nicht zur Begutachtung angenommen. Einzelheiten zur Anfertigung finden Sie im Internet unter und ab circa Mitte Mai unter agstab und unter * Geschäftsstelle der STAB, c/o DLR, Bunsenstraße 10, Göttingen Tel.: +0551/ ; Fax.: -2241, stab@dlr.de

56 56 Personalia Geburtstage (Mai bis Juli) Dipl.-Ing. Ulrich Leiss, Ottobrunn Dr.-Ing. Gerardo Walle, Überlingen Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Johannes Reichmuth, Köln Dipl.-Ing. Axel Flaig, Pibrac Dipl.-Ing. Hermann-Josef Wappenschmidt, Hohenbrunn Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Rüther-Kindel, Berlin Dr.-Ing. Axel Deich, Gröbenzell Dr. rer. nat. Klaus Becker, Bremen Dr. Frank Anton, Erlangen Dipl.-Ing. Detlef Gradert, Nienhagen Dr.-Ing. Helmut Ciezki, Neckarsulm Dipl.-Ing. Burkhard Behrens, Weyhe Dr. phil. Hinnerk Eißfeldt, Hamburg Dipl.-Ing. Hartmut Müller, Bremen Dipl.-Ing. Christian Eigenbrod, Bremen Prof. Dipl.-Ing. Wilhelm Anton Ehrentraut, Friedrichshafen Dr.-Ing. Helmut Richter, Eichwalde Dipl.-Ing. Hans-Jörg Heidmann, Bremen Dr. Rudolf Reichl, Metzingen Prof. Dr.-Ing. Jürgen Klenner, Bremen Dipl.-Phys. Manfred Renkel, Bad Staffelstein Dipl.-Ing. Harald Bieker, Selb Dipl.-Ing. Gabriel Popa, Langen Dipl.-Ing. Horst Jürgen Franz, München Dr.-Ing. Dietrich Knoerzer, Brüssel Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Lotz, Berlin Dr. Reinhard H. Czichy, Eggersriet Prof. Dr.-Ing. Bodo Baums, Goslar Dr. rer. nat. Günter H. Paul, Offenbach Dr. Georges Bridel, Zürich Dipl.-Ing. Christopher R. Gilbert, Bremen Dr.-Ing. Manfred Swolinsky, Braunschweig Peter W. Pletschacher, Oberhaching Dipl.-Wirt.-Ing. Reinhard Hild, München Dipl.-Ing. Günter Albrecht, Bergkirchen Dr.-Ing. Dieter Eckert, Kranenburg Dipl.-Ing. Bertram Fischer, Buchholz Dipl.-Ing. Axel Vasel, Horneburg Prof. Dr.-Ing. Max Körte, Tutzing Dr. Wolfgang Pieper, Marburg Dr. rer. nat. Dr.-Ing. E. h. Ulf Merbold, Stuttgart Dipl.-Ing. Heiko Warntjes, Meppen Dipl.-Phys. Gunther E. Kersten, Euskirchen Dipl.-Ing. Klaus-Dieter Zimmermann, Bremen Dipl.-Ing. Bernd Gmelin, Braunschweig Dipl.-Ing. Peter Wallawitz, Weilheim Tilman Reuss, Gräfelfing Prof. Dr.-Ing. Hans-Gustav Nüßer, Niederkassel Dipl.-Phys. Wolfgang Mach, München Dr.-Ing. Wolfram Klaar, Uhldingen-Mühlhofen Dipl.-Phys. Wilhelm Göschel, Stein / Enns Prof. Dr.-Ing. Dietrich Hummel, Cremlingen Dipl.-Ing. Manfred Zippel, Rechberghausen Hans-Joachim Weste, Swisttal Prof. Dr.-Ing. Bacharuddin J. Habibie, Jakarta-Selatan Dipl.-Ing. Volker Scherm, Sauerlach Prof. Dr.-Ing. Peter Hamel, Braunschweig Dipl.-Ing. Claus Cohrt, Weyhe Dr.-Ing. Manfred Seidel, Braunschweig Dipl.-Ing. Günter Gans, Augsburg Ingo Maass, Dahlenburg Dipl.-Ing. Manfred Molzow, Wedel Dipl.-Ing. Heinz-Jochen Höppner, Kressbronn am Bodensee Dipl.-Ing. Manfred Engemann, Bocholt Johann Ulrich Kaiser, Porta Westfalica Dr. (Ph. D.) Dipl.-Ing. Wilhelm Behrens, Rancho Palos Verdes Prof. Dr.-Ing. Ralf Priebs, Berlin Dr. rer. nat. Oskar Bschorr, München Dr.-Ing. Hartwig Seeler, Appel Prof. Dr.-Ing. Egon Krause, Aachen Prof. Dr. rer. nat. Henning Tolle, Roßdorf Dipl.-Ing. Eduard Dette, Feldkirchen-Westerham Dr.-Ing. Albrecht Hartmann, München Dr.-Ing. Hans J. Albrecht, Bad Breisig Wolfram Capelle, Schwülper Dr.-Ing. Eberhard Pfizenmaier, Berlin Dr. Oswald Kopatz, Strausberg Dr.-Ing. Hermann Strub, Bonn Dr.-Ing. Bodo Geier, Braunschweig Dr.-Ing. Egbert Riester, Braunschweig Prof. Dr.-Ing. Harry Ruppe, München Prof. Dr. rer. nat. Friedwart Winterberg, Reno Martin Grüner, Bonn Dr.-Ing. Konrad Döttinger, Pliezhausen Prof. Berthold Seliger, Sonthofen Hans Joachim Olms, Bremerhaven Derek Mullinger, München O. Stud. Rat i. R. Gerhard Ackermann, Braunschweig Prof. Dr. rer. nat. Richard Eppler, Stuttgart Prof. Dr. Alfonso Monterde-Garcia, Torremolinos Fritz Sandermeier, Bremen

57 Personalia 57 Nachruf für Prof. Dr.-Ing. Rolf Staufenbiel Bild: RWTH Aachen Am 27. Januar 2016 ist DGLR-Mitglied und ehemaliger Professor der RWTH Aachen Prof. Dr. Rolf Staufenbiel im Kreis seiner Angehörigen gestorben. Staufenbiel erhielt 1945 das Diplom für Physik in Mainz und war dort bis 1956 Assistent am Institut für Theoretische Physik. Von 1956 bis 1960 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Flugmechanik der DVL in Mülheim. Von 1960 bis 1974 arbeitete er im Bereich Forschung und Entwicklung der Luftfahrt industrie bei Focke-Wulf und Nachfolge gesellschaften in Bremen, wo er zuletzt Leiter der Direktion Projekte und Systemana lyse war. In diese Zeit fielen bahnbrechende Entwicklungen wie die Flugregelung des Passagierflugzeugs VFW 614 und des Senk rechtstarter-experimentalflugzeugs VAK 191 B. Prof. Dr.-Ing. Rolf Staufenbiel * 29. Januar 1929 in Essen 27. Januar 2016 in Aachen 1967 promovierte Staufenbiel zum Dr.-Ing. an der RWTH Aachen. Titel der Dissertation: Dynamische Eigenschaften elektrohydraulischer Stellantriebe. Ein Beitrag zur Auslegung von Flugsteuerungen. Im Jahre 1974 folgte er dem Ruf an die RWTH Aachen und war bis zu seinem Ruhestand 1994 Lehrstuhlinhaber und Direktor des Instituts für Luft- und Raumfahrt. Staufenbiel war aus Überzeugung Wissenschaftler und gab gerne sein Fachwissen an die Studierenden weiter. Es war sein Ziel, sowohl in theoretischen als auch sich ergänzenden experimentellen Arbeiten die strömungsmechanischen und physikalischen Effekte im Detail zu verstehen. Sein besonderes Interesse galt der Flugleistung und Flugmechanik von Bodeneffektge räten, der Lärmentstehung und Lärm re duzierung an Fluggeräten und den Wirbelströ mungen. Unter anderem war er Spre cher des Sonderforschungsbereichs SFB 25 Wirbelströmungen in der Flugtechnik der Deutschen Forschungsgegemeinschaft (DFG). In Verbindung mit dem Nationalen Hyperschalltechnologie-Programm, das ab 1987 vom Bundesministerium für Forschung und Technologie zur industriellen Entwicklung eines wiederverwendbaren Raumtransportsystems gefördert wurde, initiierte Staufenbiel mit Unterstützung der DFG ein begleitendes Grundlagenforschungs programm. Im Rahmen des SFB 253 Grundlagen des Entwurfs von Raumflugzeugen an der RWTH Aachen beschäftigte er sich mit der Aerodynamik und Flugmechanik von Raumflugzeugen im Niedergeschwindigkeitsbereich. Sein Lehrstuhl entwarf das generische Modell eines Raumflugzeuges, das sogenannte ELAC (Elliptical Aerodynamic Configuration), das als Leitkonfiguration für aerodynamische Untersuchungen für die vorgenannten Sonderforschungsbereiche diente. Unter anderem wurde eine Ausführung des ELAC (Länge von sechs Metern) im Niedergeschwindigkeits-Windkanal DNW getestet. Dieses Modell steht heute vor dem Deutschen Museum in Bonn. Gleichzeitig mit den Forschungsaktivitäten zu Raumflugzeugen gründete Staufenbiel mit Kollegen das erste interdisziplinäre Forum Raumfahrtforschung an der RWTH Aachen, das zum Wissensaustausch fach- und fakultätsübergreifend beitrug. International erwarb er sich hohes Ansehen als Executive Secretary des International Council for Aeronautical Sciences (ICAS) von 1978 bis Er war außerdem seit 1983 Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste, wo er bis 2014 noch regelmäßig Vorträge hielt. Eine seiner letzten Veröffentlichungen dort beschäftigte sich mit den Grenzen von Prognosen, insbesondere Wirtschaftsprognosen. Mit seinem Tod verlieren die DGLR und die RWTH Aachen einen hochgeschätzten Kollegen, bedeutenden Wissenschaftler und beliebten Lehrer. Unser tiefes Mitgefühl gilt seiner Familie. Wir werden Herrn Staufenbiel stets ein ehrendes Andenken bewahren. Hubert Gittek, RWTH Aachen Wir trauern um verstorbene Mitglieder Prof. Dr.-Ing. Huba Öry Bremen * Prof. Dr. rer. nat. Hans-Peter Röser Aachen * Dipl.-Ing. Werner Hemmer Landstuhl * Herr Jürgen Blum Eltville * Dipl.-Ing. Michael Tauscher Waidhofen an der Thaya, Austria * Prof. Dr.-Ing. Hans Wilhelm Försching Bühl / Baden * Dipl.- Ing. Friedrich Alber Aichtal * Prof. Dr.-Ing. Rolf Staufenbiel Dortmund * Unser tiefstes Mitgefühl gilt den Familien und Angehörigen.