Der Exzellenzcluster SE²A ist ein interdisziplinäres Forschungscluster, das Technologien für ein nachhaltiges und umweltfreundliches Luftverkehrssystem erforscht. Wissenschaftler*innen unserer Universität forschen mit Wissenschaftler*innen des DLR, der LU Hannover, der PTB und der TU Delft gemeinsam an der Reduzierung von Emissionen und Lärm, an neuen Antriebs- und Lebenszykluskonzepten für Flugzeuge sowie an Verbesserungen im Luftverkehrsmanagement.
Wie fliegen wir in Zukunft? Die drei Flugzeugmodelle stehen für die Entwicklung hin zu Antriebstechnologien, die den Luftverkehr umweltfreundlicher machen. Unterschiedliche Energiespeicher wie Batterien, synthetische Kraftstoffe und Wasserstoff zusammen mit der Verringerung von Luftwiederstand und Lärm erzeugen eine Vielzahl an Ansprüchen an das gesamte zukünftige Luftfahrtsystem.
Emissionsfreies, vollelektrisches Regionalflugzeug. Energie-Antriebskonzept: Batterie-elektrisch.
Leises Mittelstrecken-Flugzeug mit Rumpfgrenzschicht-Einsaugung: Energie-Antriebskonzept: Hybrid-Antrieb.
Emissionsarmes Nurflügel-Flugzeug für Langstreckenmissionen und hohe Passagierkapazitäten. Energie-Antriebskonzept: Wasserstoff-Brennstoffzelle.
Sprecher des Clusters
j.friedrichs(at)ifas.tu-braunschweig.de
Das Exzellenzcluster QuantumFrontiers verschiebt die Grenzen des Messbaren und ebnet den Weg zu neuartigen Quanten- und Nanotechnologien, wie Quanten- und neuromorphen Computern oder energieeffizienter, hochpräziser Sensorik.
Künstliche Intelligenz erkennt den Verkehr und navigiert uns in unbekannte Umgebungen. Doch ihr Energieverbrauch ist enorm. Dieser umprogrammierte Frontscheinwerfer demonstriert eine völlig neue Lösung: Computerhardware aus LEDs.
Co-Sprecher des Clusters an der TU Braunschweig
+49 531 391 3774
a.waag(at)tu-braunschweig.de
Referent für Wissenschaftskommunikation
+49 531 391 65326
l.koetter(at)tu-braunschweig.de
Mobilität braucht Infrastruktur. Um die Umwelt zu entlasten und die Kosten zu verringern, müssen Bau und Instandhaltung in Bezug auf Form, Materialanpassung und Prozesseffizienz optimiert werden. Hier setzt der Sonderforschungsbereich TRR 277 Additive Manufacturing in Construction (AMC) mit seiner Grundlagenforschung zur additiven Fertigung (3D-Drucktechnologie) im Bauwesen an. Der AMC hat das Ziel, die Transformation des Bauwesens in eine digitale und nachhaltige Zukunft wesentlich mitzugestalten.
Die Fußgängerbrücke wurde mit Hilfe eines Algorithmus in Elemente unterteilt, so konnten Zug- und Spannkräfte optimal verteilt und aufgenommen werden. Dadurch ist keine weitere und aufwendige Stützstruktur für die Brücke nötig. Diese perfekt abgestimmten Brückenelemente wurden dann im 3D-Druckverfahren SPI gedruckt (Selective Paste Intrusion – SPI). Hier wird das Betonteil schichtweise in einem Partikelbett unter Zugabe von Zementleim gedruckt. Es entstand eine Brücke, die jederzeit einfach demontiert und an einen neuen Ort wiederaufgebaut werden kann und trotzdem die Stabilität einer Stahl-Beton-Konstruktion aufweist.
Ein weiterer Ansatz zum Thema Infrastruktur: Bei dieser Brücke wird ein robotisch gestrickter Stoff aufgespannt und dient als Unterkonstruktion. Dann wird der Stoff im Shotcrete-Verfahren mit Spritzbeton besprüht und kraftoptimiert mit Fasern bewehrt. So entsteht eine Brücke, die keine aufwendige Holzverschalung benötigt, mit viel weniger Beton als bei herkömmlichen Verfahren auskommt und eine optimierte Freiform hat. Diese Brücke hat eine Spannweite von fünf Metern.
Unser drittes Beispiel einer Brücke: Hier kommt der, an der TU Braunschweig entwickelte, 3D-Beton-Injektionsdruck zum Einsatz. Der Beton wird in eine Stabilisierungsflüssigkeit eingespritzt, das die Herstellung von Freiform-Elementen ermöglicht, die quasi schwerelos im Raum 3D-gedruckt werden. Auch hier sind die Einsparungen von Beton enorm, da trotz des Einsatzes von wenig Beton eine hohe Tragfähigkeit gegeben ist. Die Struktur, also wo genau der Beton gedruckt wird und wo nicht, wurde mit Hilfe eines Algorithmus entworfen.
In ein Partikellbett wird gezielt Zementleim gedruckt, der mit den Partikeln reagiert und so ein Bauteil 3D-druckt. In diesem Fall ein Fassadenelement, das eine hohe Wärmedämmung und einen optimierten Sonneneinfall je nach Ausrichtung der Fenster kombiniert. Die thermische Effizienz insbesondere von Gebäuden der öffentlichen Hand, wie Bahnhöfen oder Flughäfen, ist vor allem in Zeiten der Energiekrise entscheidend.
Sprecher der Sonderforschungsbereichs TRR277 AMC
+49 531 391 3571
h.kloft(at)tu-braunschweig.de
+49 531 391-3174
patrick.schwerdtner(at)tu-braunschweig.de
