L4 Kabine

Der Fachbereich

Die Flugzeugkabine prägt das Reiseerlebnis der Passagiere ganz entscheidend. Damit nimmt sie natürlich eine große Bedeutung für die Fluggesellschaften ein. Aber auch für die nationalen und europäischen Industrieunternehmen ist sie von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Das vielschichtige Anforderungsspektrum ist dabei eine besondere Herausforderung: Die Produktion soll kosten- und umwelteffizient sein und gleichzeitig soll den Passagieren ein möglichst hoher Komfort geboten werden. Der Fachbereich L4 Kabine der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) soll die wissenschaftlich-technische Zusammenarbeit der vielfältigen Akteure in Deutschland weiter stärken.

Die Arbeit des Fachbereichs umfasst alle kabinenrelevanten Themenbereiche sowie die integrative Auslegung. Im Zentrum stehen dabei die Passagiere und deren Wohlbefinden. Dabei geht es um physikalische Größen wie die Temperatur, der Lärm oder die Helligkeit, die sich mit numerischen Werkzeugen berechnen lassen aber eben auch um die individuellen Wahrnehmungen der einzelnen Passagiere abhängig sind.

Der DGLR-Fachbereich L4 Kabine dient als Plattform für das Abstimmen der wissenschaftlich-technischen Zusammenarbeit in dem gesamten skizzierten Themenfeld. Interessierte, die im Fachbereich mitwirken möchten, sind eingeladen, den Kontakt mit dem Fachbereichsleiter Björn Nagel aufzunehmen.

Aktuelle Themen

Die digitale Kabine

Mehr Komfort für die Passagiere durch digitale Techniken: Für den Passagier sollen Unterhaltungsmöglichkeiten geboten werden, die sich nahtlos an persönliche digitale an Bord mitgebrachte Geräte sowie deren Inhalte anschließen. Für die Fluglinien bieten sich so neue Geschäftsmodelle, die auf der Interaktion mit dem Passagier und dessen Daten aufbauen. Die Integration neuer Sensorik entwickelt die Kabine immer weiter in ein cyber-physisches System. Dabei kann die Auswertung auch mit Methoden der künstlichen Intelligenz dazu beitragen, den Zustand in der Kabine und das Wohlbefinden der Passagiere besser zu erfassen und ermöglicht effizienteres Handeln des Flugpersonals im Service und in Notsituationen.

Produktion von Kabinenkomponenten und deren Montage wird weiter digitalisiert und automatisiert: Mit Industrie 4.0 entstehen digitale Zwillinge der Produkte und der Produktionsstätten, die die digitale Planung und Optimierung der Produktion ermöglichen. Der Einsatz von Robotern verspricht eine hohe Präzision und Geschwindigkeit bestimmter Prozessschritte. Die heutige Produktgestaltung erfordert jedoch noch eine Vielzahl von Fertigungsprozessen, die für die Ausführung durch Roboter schlecht geeignet sind. Ein Beispiel ist das Montieren vieler einzelner Kabelstränge. Hier müssen Kabinendesign und Produktionsabläufe künftig besser aufeinander abgestimmt gestaltet werden.

Co-Design durch Integration von Produktentwurf und Produktionsplanung: Im Model Based Systems Engineering (MBSE) wird der gesamte Prozess vom Modellieren der Anforderungen bis zur Validierung durchgehend digital abgebildet. Für die Kabine verspricht dieses Vorgehen erhebliche Verbesserungen in der Effizienz des Auslegungsprozesses und im Vermeiden von Fehlern. So kann während des gesamten Entwicklungsablaufs einschließlich der Produktion die Kabine an die spezifischen Wünsche der Kunden angepasst und neue Produkte schnell umgesetzt werden.

Die Kabine als Teil des Systems

Mit einer ganzheitlichen Betrachtung von Rumpf, Kabine und Flugzeugsystemen lassen sich ganz andere Gesamt-Systemarchitekturen finden, die disruptive Verbesserungen hinsichtlich Kosten, Komfort oder Umweltwirkung ermöglichen. Das können neue Ansätze der Modularisierung und Funktionsintegration sein, die eine effizientere Fertigung oder flexiblere Anpassbarkeit im Betrieb ermöglichen. Es können aber auch ganz neue Ansätze zur Ausnutzung des vorhandenen Rumpfvolumens sein, in denen etwa der Unterflurbereich auch für Passagierservices genutzt wird. Möglich ist auch der Gesamtentwurf neuer Flugzeugkonfigurationen, die noch stärker durch die Kabinenanforderungen getrieben werden als bisher.

Physische Designbewertung

Um das Erleben in der Kabine bewerten zu können, muss mit physischen Modellen gearbeitet werden. Hier können moderne Verfahren für das Erstellen von Prototypen wie der 3D-Druck oder das Einbeziehen von „Augmented Reality“ helfen. Auch die mitunter sehr komplexen physikalischen Berechnungen in der Auslegung – etwa zu Kabinenklima und -lärm sowie zur Fertigung neuer Technologien – erfordern physikalische Validierungen. Den Herausforderungen in Entwicklung, Produktion und Betrieb von Flugzeugkabinen wird zunehmend durch Kooperation von Herstellern, Zulieferern, Betreibern und Forschungspartnern begegnet. Das Teilen ausgewählten Wissens und teurer Infrastrukturen ermöglichte es, wettbewerbsfähige und umweltkompatible Lösungen zu realisieren.

Kontakt

 Björn Nagel

Björn Nagel
Leitung

DLR e.V.
Forschungsgruppe für Lufttransportkonzepte u. Technologiebew.
Eißendorfer Str. 38
21073 Hamburg

E-Mail: bjoern.nagel(at)dlr.de

Björn Nagel leitet den DGLR-Fachbereich L4 Kabine und den Fachausschuss L2.1 Flugzeugentwurf. Er ist Gründungsdirektor des Instituts für Systemarchitekturen in der Luftfahrt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).