Neue Ansätze im Bereich datengestützter Modellierungsmethoden für komplexe dynamische Systeme, der Delaminationsvorhersage von Faserverbundbauteilen, der Betriebssicherheit von Hubschraubern sowie der Auswahl nachhaltiger Batterietechnologien für die Luftfahrt – zu diesen Themen leisten vier Forschungsarbeiten auf verschiedenen Gebieten der Luftfahrtforschung einen Beitrag. Ausgezeichnet wurden sie mit dem Hermann-Blenk-Forscherpreis, sowie mit den Karl-Doetsch-Nachwuchspreisen und dem VDI Luft- und Raumfahrtpreis. Die Preise wurden im Rahmen des ersten hybriden Forschungstags des Niedersächsischen Forschungszentrums für Luftfahrt (NFL) am 09. November 2021 verliehen.
Titel der Arbeit:
"Cluster-based network modeling – from snapshots to complex dynamical systems"
Die Forschergruppe rund um Daniel Fernex, Prof. Dr. Bernd Noack und Dr. Richard Semaan entwickelte am Institut für Strömungsmechanik der TU Braunschweig eine neue datengestützte Modellierungsmethodik für komplexe und nichtlineare dynamische Systeme. Sie demonstrierten die Methode an zahlreichen Beispielen, die von analytischen Systemen bis hin zu realen Problemen mit experimentellen und Simulationsdaten reichen. Bei den Beispielen handelt es sich um den Lorenz-Attraktor, das Rössler-System, EKG-Herzschlagsignale, die Kolmogorov-Strömung und eine hochdimensionale, aktivierte turbulente Grenzschicht. Sogar das notorisch schwierige Modellierungsproblem der seltenen Ereignisse in der Kolmogorov-Strömung wurde gelöst. Diese automatisierbare, universelle, datengesteuerte Darstellung komplexer nichtlinearer Dynamik ergänzt und erweitert die Wissenschaft der Netzwerkkonnektivität und verspricht neue, schnelle Wege zum Verständnis, zur Abschätzung, zur Vorhersage und zur Kontrolle komplexer Systeme in der Strömungsdynamik und anderen wissenschaftlichen Bereichen. Für die Entwicklung dieses herausragenden neuen Ansatzes wurde die Gruppe in diesem Jahr mit dem Hermann-Blenk-Forscherpreis ausgezeichnet, der mit 5.000 Euro dotiert ist.
Titel der Arbeit:
„Analysis of battery-based propulsion systems in aviation with regard to aspects of environmental and socio-economic sustainability”
Einen Beitrag zur nachhaltigen Realisierung batterieelektrischen Fliegens leistete Jan-Linus Popien in seiner Masterarbeit. In seiner Arbeit am Institut für Automobilwirtschaft und industrielle Produktion der TU Braunschweig identifizierte er geeignete Batterietechnologien für den Einsatz in vollelektrischen Flugzeugen und bewertete sie im Hinblick auf ihre ökonomische und ökologische Nachhaltigkeit. Hierbei konnte er anschaulich darstellen, dass Lithium-Schwefel-Batterien im Hinblick auf Leistungsdichte und Energiedichte sowie Kosten, Abbaubedingungen und Umwelteinflüsse der dafür erforderlichen Ressourcen anderen Technologien gegenüber klar im Vorteil sind und hinsichtlich einer Anwendung in der Luftfahrt das zukünftige Mittel der Wahl sind. Jan-Linus Popien beendete 2020 sein Studium mit einem Master in Wirtschaftsingenieurwesen-Elektrotechnik an der TU Braunschweig.
Titel der Arbeit:
"Numerische und experimentelle Untersuchungen zum „free edge“ Effekt von integralen Faserverbund-T-Verbindungen (T-Joints) unter kombinierter Biege-Zug Beanspruchung "
Clemens Brosi hat sich hingegen in seiner Masterarbeit am Institut für Flugzeugbau und -leichtbau der TU Braunschweig mit T-Verbindungen aus Faserverbundkunststoffen in formveränderbaren Tragflächenvorderkanten beschäftigt. Hierbei hat er eine Simulationsumgebung auf Basis der Finite Elemente Methode zur Vorhersage des Delaminationsverhaltens von Faserverbünden an entsprechenden T-Verbindungen erstellt. Die Vorhersagegenauigkeit der Simulationsumgebung konnte er dabei im Rahmen eigenständiger experimenteller Untersuchungen beeindruckend unter Beweis stellen. Clemens Brosi absolvierte von 2012 bis 2016 ein Bachelor-Studium im Bereich Luftfahrtsystemtechnik und –management an der Hochschule Bremen und studierte von 2016 bis 2020 im Master Luft- und Raumfahrttechnik an der TU Braunschweig. Die Karl-Doetsch-Nachwuchspreise sind mit jeweils 1.000 Euro dotiert.
Titel der Arbeit:
"Entwicklung und Evaluation von Tactile Cuing am Beispiel einer Vne-Protection"
In seiner Masterarbeit beschäftigte sich Philippe Panten am Institut für Flugsystemtechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt mit der Entwicklung und Evaluation einer taktilen Hinweisfunktion zum sicheren Erreichen und Halten der Maximalgeschwindigkeit von Hubschraubern. Dabei implementierte er das entwickelte Steuerknüppel-Feedback in eine bestehende Simulatorumgebung und ließ sie mit Hilfe von Flugversuchen mit einem Testpiloten erproben. Das Ergebnis war eine beeindruckende Verbesserung der Vermeidung ungewollter Geschwindigkeitsüberschreitungen, was eine klare Steigerung der Sicherheit und Leistungsfähigkeit bei der Steuerung von Hubschraubern bedeutet. Für diese Arbeit erhielt er den VDI Luft- und Raumfahrtpreis, der mit 1.000 Euro dotiert ist. Philippe Panten studierte von 2013 bis 2017 im Bachelor Luft- und Raumfahrttechnik an der Hochschule Bremen und beendete 2020 sein Studium mit einem Master in Luft- und Raumfahrttechnik an der TU Braunschweig.
Quelle:
TU Pressestelle, Presseinformationen