Laut DLR sollen "hocheffiziente klimafreundliche Flugzeuge ... passend zu Reichweite und Größe mit klimafreundlichen Antriebskonzepten und nachhaltigen Brennstoffen abheben". Das DLR positioniert sich dabei mit seinen ganzheitlichen Forschungskompetenzen als virtueller Hersteller (Virtual OEM) für eine beschleunigte Energiewende in der Luftfahrt.
"Die Vision des DLR ist eine emissionsfreie Luftfahrt. Der Weg dorthin erfordert einen disruptiven Ansatz und neue Technologien. In unserer neuen Luftfahrtstrategie betrachten wir das Flugzeug und den Luftverkehr als Gesamtsystem. Auf dem Weg zum klimaverträglichen Luftverkehr besteht ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf ", erklärt Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, die DLR-Vorstandsvorsitzende.
"Neben neuen Flugzeugkonfigurationen benötigen wir einen intelligenten Mix alternativer Antriebskonzepte. Klein- und Regionalflugzeuge können zukünftig batterie- und hybridelektrisch abheben, Kurz-bis Mittelstreckenflugzeuge mit Wasserstoff unterwegs sein und bis hin zur Langstrecke kommen nachhaltige Brennstoffe in Verbindung mit hocheffizienten Turbinen zum Einsatz. Klimaoptimierte Flugrouten bieten für alle Flugzeuge eine wichtige Einsparperspektive," erklärte Dr. Markus Fischer, Bereichsvorstand Luftfahrt im DLR.
Turboantriebe mit nachhaltigen Brennstoffen bis zur Langstrecke
Aus Sicht des DLR ermöglichen auf den Kurz- bis Langstrecken hocheffiziente Turbofan-Triebwerke gemeinsam mit regenerativ erzeugtem Kerosin einen weitgehend klimaneutralen Betrieb. Möglich ist das für die gesamte bestehende Flotte mit nur minimalen technischen Modifikationen der Triebwerke und der vorhandenen Infrastruktur. Die sogenannten Sustainable Aviation Fuels (SAFs) senken den CO2-Fußabdruck deutlich und reduzieren zusätzlich die Klimawirkung von Kondensstreifen.
Antriebe mit Wasserstoff-Direktverbrennung bis zur Mittelstrecke
Mittelfristig ist der Einsatz von Wasserstoff besonders für Flugzeuge im Regional- und Kurzstreckenbereich geeignet. Die Erforschung einer sicheren und zuverlässigen Wasserstoffverbrennung sowie des Umgangs mit dem Energieträger soll in den nächsten fünf Jahren die kommerzielle Anwendbarkeit in Flugzeugen vorbereiten.
Hybrid-elektrische Antriebe mit Brennstoffzellen im Regionalverkehr
Trotz ihrer sehr hohen Wirkungsgrade sind sowohl Batterien als auch Brennstoffzellen auf absehbare Zeit nur für Kleinflugzeuge und Regionalflugzeuge geeignet. Notwendig ist die Erforschung von Hochleistungs-Elektromotoren, Batterien und Brennstoffzellen.
Weitere zentrale Forschungsschwerpunkte
Durch Virtualisierung der Entwicklung und der Zulassung kann die Innovationsgeschwindigkeit um den Faktor zwei beschleunigt und eine schnellere Marktverfügbarkeit neuer Technologien ermöglicht werden. Die durchgängige Digitalisierung von Entwurf, Produktion und Betrieb ermöglicht die signifikante Reduzierung von Entwicklungskosten und -risiken sowie die Optimierung des Gesamtsystems Luftfahrt bezüglich seiner Klimawirkung und Wirtschaftlichkeit.
Technische Entwicklungen sind in der Luftfahrt in ein komplexes Gesamtsystem vom Flugzeugentwurf, über Produktion, Betrieb am Boden und in der Luft bis hin zur Wartung eingebunden. Dabei ist die Kompetenz für das Gesamtsystems Luftfahrt entscheidend. Hier agiert das DLR mit seiner Gesamtsystemfähigkeit in der Luftfahrtforschung als Architekt und Integrator.
Klimawirkungsoptimierte Flugtrajektorien erlauben es, mehr als 30 Prozent der Klimawirkung über die Minimierung der Nicht-CO2-Effekte reduzieren. Sie machen etwa zwei Drittel der Klimawirkung des Luftverkehrs aus. Optimierte Lang- und Mittelstreckenflüge können insbesondere die Klimawirkung von Kondensstreifen stark reduzieren.
