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Nationale und Europäische Förderprogramme May 2004 Presented by Hans-W. Pohl Research & Technology Coordination Airbus Deutschland

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Page 1: HAW Hamburg: Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau - …...Nationale und Europäische Förderprogramme May 2004 Presented by Hans-W. Pohl Research & Technology Coordination Airbus Deutschland

Nationale und Europäische Förderprogramme

May 2004

Presented by

Hans-W. PohlResearch & Technology CoordinationAirbus Deutschland

( Info )
Vortrag der DGLR-Bezirksgruppe Hamburg am 27.05.04 Dr.-Ing. Hans-W. Pohl, Airbus Hamburg: "Europäische und nationale Luftfahrtforschungsprogramme" http://hamburg.dglr.de
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• F&T Strategie• Nationale Luftfahrtforschungsprogramme (LuFo)• Europäische Forschungsprogramme (FP)• Projekte

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R&T Strategy Development Phases

Where we need to be by when:• Airbus business strategy, product

strategy, aircraft programmes• Competitors• Regulations (FAA, JAA)

How to get there from where we are today:• Technology roadmaps from

current status to the goals

Changes needed to current R&T programme plan:• Detailed roadmaps, project

plans • Budgets• Workshares• Funding opportunities

Requirements capture

Strategic planning

Operational planning

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German Workshares

Fuselage, Empennage• Metallic Fuselage• Composite Fuselage• Empennage (VTP, HTP)

Cabin & Payload Systems • Passenger & Cargo Systems• Processes & Integrated Testing

High-Lift• Methods & Tools• Advanced High Lift Devices

Total Aircraft • Aircraft Design• Unconventional Configurations• Flexible Aircraft

German R&T activities are part of overall Airbus strategic planning andfocussed on German workshare / core competencies.

Fuselage

Cabin

Vertical Tail

High Lift

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25/ 05/ 2004 Airbus Technology Road Maps: Capabilities issue 2 46

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 20092008 2010

Validate

Deploy

Understand

Discover

Develop

ANTA 2013A400M

Aircraft applications and EIS > A 380

1997 1998 1999

Ultra light weight fu

selage shells

TECHNOLOGY ROAD MAP

Design data & methods

Start detail designStart manufacture

Validation

Project B(Technology Development)

Project C(Technology Development)

Validation

Project A(Technology Development)

Validation

Facilities & Equipment

Project A(Technology Development)

A318

Project B(Technology Development)

Decision point between composite & metallic

Manuf. Technology

Materials

Validation

Next Generation Aircraft, 2013

READY

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• 100% Eigenmittel :Produkt-spezifische Entwicklungen, Airbus Know-how

• Regional-Förderung :Weiterentwicklung spezieller regionaler Fähigkeiten, z.B. Fertigungsverfahren,Beispiele : Bayern Programm, Hamburg Förderung, Niedersachsen Förderung, Bremen Förderung (40 % Förderrate)

• Nationale Förderung :Sicherung / Ausbau der nationalen Kernkompetenzen (Workshare),Aufbau nationaler Forschungsnetzwerke, “Luftfahrtforschungsprogramm” des BMWA (LuFo, 40 % Förderrate)

• Europäische Förderung :Sicherung / Verbesserung der globalen Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie, Aufbau europäischer Forschungsnetzwerke,“Framework Programmes” der Europäischen Kommission (50 % Förderrate)

Finanzierung von R&T Projekten

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4th FPLuFo I

DA EU projectsDA national

projects

100% company fundedprojects

AD R&T funding

Regional funding Hamburg

Regional funding Bremen

Funding sources

Overall R&T budget : approx. 2/3 company money, 1/3 public funding

5th FP6th FP

LuFo IILuFo III

Regional funding Niedersachsen

Finanzierung von R&T Projekten

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Nationales Luftfahrt-Forschungsprogramm

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Nationales LuftfahrtforschungsprogrammLuFo I (1995-1998)

• Im Oktober 1994 Beschluß der Bundesregierung über ein Forschungsprogammzur Unterstützung der zivilen Luftfahrt im Zeitraum 1995-1998. Ziele :

- Verbesserte Wirtschaftlichkeit der Produkte für Hersteller und Betreiber- Höhere Umweltverträglichkeit und Sicherheit- Schnellerer Transfer von neuen Technologien in das Produkt- Aufbau von Forschungsnetzwerken aus Industrie, Forschungsinstituten,

Hochschulen

• Hintergrund war die durch den Golfkrieg ausgelöste Luftfahrtkrise Anfang der 90er Jahre.

• Förderquote 50 %, Förderung durch BMBF und BMWi.

• Budgets :- Gesamt / brutto : 614 Mio € (1.200 Mio DM)- 50 % Industrie : 307 Mio € (600 Mio DM)- 50 % Bund : 307 Mio € (600 Mio DM)

- Airbus-D, brutto : 240 Mio € (ca. 40 %)

• Leitkonzepte :- Megaliner (>500 Sitze)- Eurojet (100 Sitze)

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0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Passagierkilometerweltweit (Billionen) 1970-1979 :

11.0%1991-1997 :

5.8%1998-2000 :

7.1%1980-1990 :

5.8%

Ölkrise&

Iran/Irak-Krieg

Golfkrieg

Asienkrise

Krisen haben das Wachstum der Luftfahrt nicht langfristig gebremst.

Entwicklung des Luftverkehrs

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Koordination nationaler R&T Programme

• Abstimmung der Projektinhalte und der Budgets im Rahmen des BDLI (Bund der deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie)

55%

25%

8%

8%4%

Starrflügler Antriebe HubschrauberLuftverkehr Projektträger

BDLI, Fachausschuss fürForschung und Technologie :

• Airbus-D

• MTU• RR-Deutschland

• Eurocopter Deutschland

• Diehl Avionik• Liebherr Aerospace• MAN Technologie

• EADS-Militärflugzeuge (ziviler Anteil)

• DFS• DLR

Triebwerke

Ausrüster

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LuFo II (1999-2002)

• Zweite Phase des Forschungsprogamms im Zeitraum 1999 - 2002.

• Vorgesehen war ursprünglich das gleiche Gesamtbudget wie in LuFo I (1,2 MrdDM), jedoch mit folgenden Änderungen :

- Verlagerung des Luftfahrtressorts vom BMBF zum BMWi / BMWA.- Förderquote nur noch 40 %. - Bedingung der Bundesregierung : Fördermittel sollten zu gleichen Teilen von

Bund und Ländern aufgebracht werden (nicht realisiert).

• Geplante Budgets :- Gesamt / brutto : 614 Mio € (1.200 Mio DM)- 60 % Industrie : 368 Mio € (720 Mio DM)- 20 % Bund : 123 Mio € (240 Mio DM)- 20 % Länder : 123 Mio € (240 Mio DM)

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Neue Bauweisen und Fertigungskonzepte, z.B. Laserschweißtechnik:

• Die Anwendung der Schweißtechnologie ermöglicht Kostenreduzierung von 30% und Gewichts-reduzierung von 25% gegenüber herkömmlicher Nietverbindung.

• Erstanwendung für Haut-Stringer-Verbindungen: A318 und A380 Rumpf-Unterschalen.

• Anwendung auf Rumpfschale-Spant-Verbindungen in Vorbereitung.

Neue, gewichtssparende Materialien, z.B. GLARE:• Kombination von dünnen Schichten aus Glasfaser-

verbundwerkstoff und Aluminium.• Getestet in Lebensdauerversuchen mit Megaliner-

Rumpfsegment (Simulation von 25 Betriebsjahren).• Erstanwendung: A380 Rumpfoberschale

Signifikante Kosten- und Gewichtseinsparungen bei Metallrümpfen durch neue Bauweisen und Produktionsverfahren.

Wissenschaftlich-technologische Erfolge : Rumpfstrukturen

Weltweit erste Laserschweiß-Anlage im Flugzeugbau

LuFo II (1999-2002)

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Entwicklung neuer Rumpfkonzepte in Faserverbundbauweise :

• Gewichts- und Kostenersparnis durch: - faser- und halbzeuggerechte Bauweise- Integration von System- und Ausstattungs-funktionen in die Struktur

• ermüdungsfreie und korrosionsfreie Strukturen.• überlegene Sicherheit im Brandfall.• Erstanwendung: Druckkalotte in A340-600• A380: Hecksektion und Druckkalotte aus

Faserverbundwerkstoffen.• weitere Technologie- und Bauweisenentwicklung

erforderlich zur Realisierung eines kompletten CFK-Rumpfes für spätere Flugzeuggenerationen.

Wissenschaftlich-technologische Erfolge : Rumpfstrukturen

Langfristig weiteres Einsparungspotential bei Gewicht (ca. 30 %) und Herstellkosten (ca. 40 %) durch Faserverbundbauweisen.

CFK-Druck-Kalotte

Doppelschaliges CFK-Rumpfkonzept

LuFo II (1999-2002)

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• Neue Systemarchitekturen für Kabinen-elektronik und Kabinenmanagement

• Erhöhter Sicherheitsstandard :Verbesserungen hinsichtlich Crashfestigkeit der Einbauten, Durchbrandzeiten und Brandfrüherkennung

• Höherer Passagierkomfort : verbesserte Klimatisierung (Keimfreiheit, Luftfeuchtigkeit) sowie Lärmminderung

• Neue Strategien und Techniken zum integrativen Test aller Kabinensysteme :

dadurch hohe Abflugzuverlässigkeit bereits bei Indienststellung

Stetig steigende Anforderungen an Funktionalität und Komfort erfordern immer komplexere Systeme und integrierte Validierung aller Kabinensysteme in ihrem Verbund

Wissenschaftlich-technologische Erfolge : Kabine

Cabin CrewWorking Area

Cabin Air Comfort

Passenger Recreation

Cargo LoadingSystem

Crew RestFacilities

Power and Air Supply

LuFo II (1999-2002)

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• Reduktion der Entwicklungszeiten und -kosten durch :

- “Virtual Reality“ Methoden - Kabinensimulator

• Umfangreiches Netzwerk mit Wissenschaft / Forschung und Ausrüstungsindustrie

• Erstanwendungen :- A340-600: Unterflurnutzung für Galleys,

Trolley-Lift - A380: elektrisch betriebene Türen- neues Sauerstoff-Versorgungssystem- neue Kabinenmanagement- und

Kommunikationssysteme- Virtual Reality Anwendung im Entwurfsprozeß

Wissenschaftlich-technologische Erfolge : Kabine

Kabinenausstattung und Komfort, verbunden mit Sicherheit für diePassagiere, sind Schlüsselfaktoren für den Markterfolg.

LuFo II (1999-2002)

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• Entwicklung numerischer Verfahren und Windkanaltechniken :

exakte Vorhersage von Flugleistungen und -eigenschaften von Megalinern

• Neue Klappensysteme zur Leistungs-verbesserung in allen Flugphasen :

- Verbesserte Startleistungen- Geringerer Widerstand im Reiseflug- Böenabminderung, dadurch Reduzierung des Flügelgewichts und höherer Passagier-komfort

- Lärmminderung durch konstruktive Maß-nahmen sowie steilere An- und Abflüge

Wissenschaftlich-technologische Erfolge : Hochauftrieb

Aerodynamische Lärmquellen

Zukünftig Beschränkung des “Lärmteppichs“ auf den Flughafenbereich

LuFo II (1999-2002)

Page 18: HAW Hamburg: Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau - …...Nationale und Europäische Förderprogramme May 2004 Presented by Hans-W. Pohl Research & Technology Coordination Airbus Deutschland

A3XX Fuselage

Fuselage Bending Moment at touch down

LuFo II (1999-2002)

Wissenschaftlich-technologische Erfolge : Flexible Aircraft

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LuFo III (2003-2007)

• Frühjahr 2002 Beschluß der Bundesregierung über eine dritte Phase im Zeitraum 2003 – 2007.

• Vorbereitende Aktivitäten :- “High Level Group“ (CEO-Ebene) - Arbeitsgruppe “Luftfahrt 2020“- Luftfahrtforum 2002

• Im Vergleich zu den früheren Programmen stehen mehr sozio-ökonomische Aspekte im Vordergrund, charakterisiert durch die Herausforderungen :

- Verkehrswachstum- Umweltschonung- Sicherheit und Passagierfreundlichkeit- Wirtschaftlichkeit

• Budgets :- Gesamt / brutto : 400 Mio €- 60 % Industrie : 240 Mio € - 40 % Bund : 160 Mio €

• Als Antwort auf die Herausforderungen wurde im Rahmen des BDLI ein Arbeitsprogramm erstellt, das 13 Leitkonzepte umfaßt.

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Verkehrs-Wachstum

Passagier-freundlichkeit,

Sicherheit

Umwelt-schonung

Wirtschaft-lichkeit

Elek

tr. F

lugs

teue

rung

Erhöhung d. Komfortsund der Sicherheit

integriert in Umwelt

und Gesellschaft

Senkung d. Lärm- und Schadstoffemissionen, umweltgerechte Her-

stellungs- und Betriebs-abläufe

Großflugzeuge Drehflügler LuftverkehrAntriebe

Sicherung nationaler Wertschöpfung im

globalen Wettbewerb, Demonstration von

Nachhaltigkeit.

Kon

figur

atio

nen

2020

Inno

vativ

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Innovative Bauweisen,Produktions-, Wartungs- und Reparaturtechnologien *

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LuFo III - Handlungsfelder und Herausforderungen

Das virtuelle Produkt - Prozesse, Tools, Wissensmanagement *

Energieoptimierte SystemeEnergieerzeugung u.-verteilung, Verbraucher

* Durch Gutachterausschuß abgelehnt

Regioliner

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• Struktur (IMER, EMIR, WIDEMER)- Strukturoptimierung integraler metallischer Rumpfschalen, Werkstoffe, Schweiß- u.

Fertigungstechnologie,- Mehrfachfunktionale CFK-Integralstrukturen, Bauweisen, Materialen,

Strukturmechanik, Versuche...- Wissensbasierte Rumpfschalenentwicklung

• Kabinensysteme (KATO)- Gewichtsreduzierung / Energieeinsparung: Galley Power System, Beleuchtung, ...- Kabinenkomfort / Sicherheit : Klimaregelung, Security-System, Stickstoff-

Feuerlöschtechnik, ...- Produktive Kabine, Entwicklungsprozess: Kabinenmanagement/-wartungsfunktionen

• Hochauftriebssysteme und Flugphysik (HISYS, HICON)- Innovative Hochauftriebskonfigurationen, Anflugverfahren, Flugphysik, Aktuatorik,

Klappenstruktur, Lärm...- Aerodynamische Simulation, CFD-Tool-Entwicklung

• Energieoptimierte Systeme (APAWAGS)- Energie- und Wassererzeugung mit Brennstoffzelle

• Gesamtflugzeug (K2020, MODYAS (FAC4))- Low Cost A/C, Green A/C, Blended Wing- Multidisziplinärer Gesamtentwurf

LuFo III – Projekte mit Federführung Airbus-D

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LuFo III - Beispiel : APAWAGSAdvanced Power and Water Generation System

ü Weight Reduction

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Forschungs-Netzwerk (Beispiel : Kabine)

Diehl AvionikFrankfurt

IBPHolzkirchen/Valley

DCFTUlm

AOA ApparatebauGauting

VSIBremen

TU Hamburg-Harburg

KID - SystemeBuxtehudeUniversität Bremen

IDSHamburg

EADS-CRCHamburg

EADS-CRCOttobrunn

Bundeswehr Universität Hamburg

TriConKirchentellinsfurt

vrcomDarmstadt

TecmathKaiserslautern

E-T-AAltdorf

SchrothArensberg

DCFTStuttgart

IPKBerlin

DLRWesslingen

LühmannBuxtehude

InnovintHamburg

Frauenhofer InstitutTeltow

MühlenbergNorderstedt

RSTWarnemünde

TU Berlin

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Europäisches Forschungs-Rahmenprogramm

Framework Programme (FP)

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Europäisches Forschungs-Rahmenprogramm

• Arbeitslosigkeit (ca. 18 Millionen Erwerbslose in Europa)

• Lebensqualität (Gesundheit, Umwelt)

• Nachhaltige Entwicklung (Sustainable development)

• Globale Wettbewerbsfähigkeit

• Ethische und soziale Folgen der modernen Wissensgesellschaft

• Globalisierung der wirtschaftlichen Aktivitäten

EU Forschungsrahmenprogramme adressieren Herausforderungen von europäischem Maßstab :

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Evolution of European Aeronautics Research Funding

035

71

245

700750

0

100

200

300

400

500

600

700

800

ME

uro

FP1 (1984-87) FP2 (1987-91) FP3 (1991-94) FP4 (1994-98) FP5 (1998-02) FP6 (2003-06)

• 1984 : Establishment of “Framework Programmes“ to support research& technology development in Europe

• 4 years cycle, 50 % funding rate

• Currently : Framework Programme 6, total volume : 17,5 Mrd. €

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50%

22%

10%

3%

3% 12%

Landwirtschaft und Entwicklung des

ländlichen Raumes

Regional Politiken (Struktur Fonds)

Forschung Verschiedenes

Beschäftigung und soziale

Angelegenheiten

Aussen-beziehungen

Der europäische Forschungshaushalt (Jahr 2003)

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2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006FP5 FP6

1.Callclosed

Start ofFP6 R&Twork

BusquinERA Paper

GoP Report

COM(2001)94Proposal FP6

FP6Adoption

FP6

Start

ARTE21EAG

PaperACARE

SRA I

STAR21Report

2.Callclosed

3.Callclosed

Indicative Calendar FP5 to FP7

2007FP7

FP7

Start

2.Callclosed

3.Callclosed

FP7

shaping

FP7

Specific definition

SRA II

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5. RP – Projekt AWIATOR

Large Winglets

Load Control Techniques

Flap-Tabs

Enhancement of aircraftperformance by :• Wake vortex reduction• Improvement of take-

off performance by advanced high liftdevices

• Noise reduction • Reduction of

aerodnamic drag incruise

• Weight reduction by load control.

• Proof of technology by flight test

Wake Vortex Devices

AWIATOR - Aircraft Wing with Advanced Technology Operation

Page 30: HAW Hamburg: Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau - …...Nationale und Europäische Förderprogramme May 2004 Presented by Hans-W. Pohl Research & Technology Coordination Airbus Deutschland

• Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der europ. Industrie in den Bereichen Fluggeräte für den zivilen Verkehr, Triebwerke und Ausrüstung;

• Verminderung der Umweltauswirkungen durch Verringerung des Treibstoffverbrauchs, der Emission von CO2, NOx und anderen Schadstoffen sowie der Lärmbelastung;

• Erhöhung der Sicherheit des Fluggeräts angesichts des stark zunehmenden Flugverkehrs;

• Erhöhung der Kapazität und der Sicherheit der Luftverkehrs-systeme zur Unterstützung des ‚einheitlichen europäischen Luftraumes‘ (Single European Sky – einheitliche Luftverkehrskontroll- und Steuerungssysteme)

• “Instruments“ :- Strategic Research Projects (STREP) : Technologie-Entwicklung,

< 10 M€- Integrated Projects (IP) : Validierung von Technologien in

Großversuchen, um 50 M€

6. RP - Forschungsgebiete in der Luftfahrt

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Engine IMGSNECMA MoteurROLLS-ROYCE MTU Aero EnginesRRDTurbomecaITPAVIOVolvo AeroTechspace AeroAlstomWalter

Engine IMGSNECMA MoteurROLLS-ROYCE MTU Aero EnginesRRDTurbomecaITPAVIOVolvo AeroTechspace AeroAlstomWalter

Euromart IMGAgustaAlenia AerospzioAirbus UKAirbus SPDassault AviationAirbus GAirbus FEurocopterSAAB ABS.A.B.C.A.GKN-Westland Helicopters

Euromart IMGAgustaAlenia AerospzioAirbus UKAirbus SPDassault AviationAirbus GAirbus FEurocopterSAAB ABS.A.B.C.A.GKN-Westland Helicopters

Equipment IMGGaliléo Avionica AUXITROLBAE SYSTEMS AVIONICS CESADIEHL AVIONIK SYSTEME DRÄGER AGFOKKER-ELMO SAGEMHELLENIC AEROSPACE INDUSTRYLIEBHERR-AEROSPACELINDENBERG GmbHMARCONIMESSIER BUGATTIMESSIER-DOWTY LTDNORD-MICROSKYSOFTSMITHS INDUSTRIESTRW-LUCAS AEROSPACE LTDTHALES AVIONICSTHALES AVIONICS Electronical SystemsZF LUFTFAHRTTECHNIK GmbH

• IMG4 is an industrial body working within the framework of ASD. In particular IMG4 coordinates industry's position with regard to the EU R+TD Framework Programmes.

• IMG4 represents through the IMGs the European Aerospace Industry by company representation.

• IMG4 is an industrial body working within the framework of ASD. In particular IMG4 coordinates industry's position with regard to the EU R+TD Framework Programmes.

• IMG4 represents through the IMGs the European Aerospace Industry by company representation.

IMG4comprises representation from

four groupings:

ATM - IMGAMSThales ATMThales AvionicsBae SystemsGaliléo avionicaAlcatel SpaceIndraNoesis (Danotec)AvitechMarconi Selenia CommunicationHelenic Aerospace IndustryRaytheonDassault AviationEurocopterAirbus

ATM - IMGAMSThales ATMThales AvionicsBae SystemsGaliléo avionicaAlcatel SpaceIndraNoesis (Danotec)AvitechMarconi Selenia CommunicationHelenic Aerospace IndustryRaytheonDassault AviationEurocopterAirbus

IMG4 structure

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nOverview of organisations acting on European level (aeronautical research)*

European CommissionServices – DG Research, DG

Enterprise et al.

Prepares and conducts the European research

framework programmes through

its Commission Services in co-decision

with the Member States and the

European Parliament

ASD – OC, PC

Overall co-ordinationof the position of

national associationsand of the European

aerospace industry on all issues relevant to

business policy –

Specialised subgroups like Operations

Commission OC, Policy Commission

and ASD-EU-WorkingGroup

IMG4

Overall co-ordinationof aero-industry

position with respect to aero-research on a

European level

EUROMART

Co-ordination of the position of the

airframer industry with respect to aeronautical

research on a European level

ACARE

Advising the EU-Commission on future aeronautical strategic

research agenda

EAG

Advising the EU-Commission on

implementation of FPs

STAR21

Advising the EU-Commission on trade-issues and regulatory

aspects related to aerospace industry

Industry association advisory groups Policy

Note: there are numerous other organisations e.g. EREA, ARG which are not considered in this specific context

Einflussnahme in der europ.Luftfahrtforschung

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6. RP - Airbus Prioritäten im 2. Aufruf

ALCAS – Low Cost Structures

ADCAB – Advanced Cabin Systems

•A-UK Lead

•Low weight – low cost structures (CFK)

•New materials & processes

•Component Integration

•Duration: 48 months

LateralLateralWingWing--boxbox

Centre Centre Wing BoxWing Box

Pylon jigPylon jig

Main Landing Gear jigMain Landing Gear jig

Test boxTest box

•A-G Lead

•Cabin Evaluation Centre

•Human Centred Cabin

• e- Cabin

•Cabin/Cargo Logsitic Operation

•Cabin Evolution

•Duration: 48 months

Page 34: HAW Hamburg: Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau - …...Nationale und Europäische Förderprogramme May 2004 Presented by Hans-W. Pohl Research & Technology Coordination Airbus Deutschland

OPERA – European CFD Toolset

NACRE – New Configurations

•A-CE Lead

•Multidisciplinary studies at major component level

•Wide range of concepts

•Improve environmental performance

•Duration: 48 months

•A-F Lead

•Single Platform for EU CFD

•New CFD technologies

•Duration: 48 months

6. RP - Airbus Prioritäten im 2. Aufruf

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ZusamenfassungEntwicklung Nationaler und EU-Förderprogramme

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1995-1998 1999-2002 2003-2006

EUNational

FP4LuFo1

FP5 LuFo2

FP6 LuFo3

Mio

Fördermittel für Luftfahrt (ohne Raumfahrt und ATM)