Entwicklung einer Ganzheitlichen Entwurfs- und Analyse-Methodik für Innovative Flugzeugsystem-Architekturen

Fachgebiet:

Virtuelle Integration und Systembewertung

Jahr:

2012

Monat:

September

Art der Publikation:

Paper

Autoren:

Riko Bornholdt, F. Thielecke

Buchtitel:

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress (DLRK), Berlin 10. - 12. Sept. 2012

Durch den zunehmenden Anspruch an eine ökologische und ökonomische Optimierung von Verkehrsflugzeugen steigen auch die Anforderungen an die Systemtechnik. Eine fortwährende Verbesserung der einzelnen Systeme ist erforderlich, reicht jedoch nicht aus, um die im FLIGHTPATH 2050 formulierten Ziele der EUROPÄISCHEN KOMMISSION, zu erreichen. Zusätzliches Optimierungspotential ergibt sich aus der Analyse der Wechselwirkungen und Synergieeffekte der Systeme. Um diese berücksichtigen zu können, ist die Integration von systemübergreifenden modellbasierten Entwurfs- und Analysemethoden bereits in einer frühen Phase der Flugzeugentwicklung erforderlich. Die Herausforderung stellt dabei der Kompromiss zwischen einer ausreichenden Approximationsgüte und einer für eine zügige Auswertung essenzielle Abstraktion der detaillierten Modelle dar. In dem vorliegenden Artikel wird eine ganzheitliche Methodik zum Entwurf und zur Analyse von innovativen Flugzeugsystem-Architekturen vorgeschlagen. Zunächst wird eine funktionale Analyse erläutert, mit der sich ausgehend von der Transportaufgabe eines Flugzeugs die Szenario-basierten Anforderungen an die Systemarchitektur ableiten lassen. Um bei der Analyse der einzelnen Systeme auf das fundierte Expertenwissen auf Basis der dedizierten Entwurfswerk- zeuge zurückzugreifen und dabei dennoch einen hohen Abstraktionsgrad einhalten zu können, werden wissensbasierte Metamodelle eingeführt. Die vorgeschlagene ganzheitliche Methodik erlaubt somit die Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Systemen in einem angemessenen Zeitfenster und ermöglicht dabei die Bewertung der Systemarchitekturen auf Gesamtflugzeugebene, um eine Optimierung anhand von globalen Zielfunktionen, wie etwa der Reduktion des Treibstoffverbrauchs, durchführen zu können.