FORSCHUNGSSTRATEGIE

In der Forschungsstrategie von Munich Aerospace sind acht Zukunftsthemen für die "Aerospace Region Munich" definiert. Sie verankert die regionalen Kernkompetenzen und bietet Orientierung darüber, wie Bayern seine Forschung und Innovation erfolgreich gestalten kann. Dazu fördert Munich Aerospace Forschungsvorhaben seiner vier Mitglieder Technische Universität München, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen, Universität der Bundeswehr München und Bauhaus Luftfahrt. Um den Technologietransfer zu beschleunigen, sind Unternehmen dazu eingeladen, sich an den Forschungsgruppen von Munich Aerospace zu beteiligen oder eigene Forschungsprojekte anzustoßen.

• Autonomous Flight

• Getrieben durch den rasanten Fortschritt in Technologiebereichen außerhalb der Luft- und Raumfahrt (z.B. Digitalisierung, Künstliche Intelligenz) haben sich die Möglichkeiten bezüglich Umsetzung und Nutzung hochautomatisierter, unbemannter Flugsysteme enorm verbessert. Waren unbemannte Fluggeräte noch vor wenigen Jahren Exoten aus anwendungsfernen Forschungsanstrengungen, so rückt heute eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten in greifbare Nähe. Die von der EASA vorgestellten neuen Ansätze für die Zulassung und Nutzung autonomer Systeme werden den Trend stark beschleunigen, gleichzeitig ergeben sich daraus neue Forschungsfragestellungen.

  Um unbemannte Flugsysteme für reale Aufgaben einsetzen zu können, ist eine Vielzahl luftfahrtspezifischer Anforderungen zu bewältigen. Wesentliche Ziele der gemeinsamen Forschungsanstrengungen im Rahmen dieses Leitthemas sind einerseits die Maximierung von Sicherheit, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Integrität unbemannter Flugsysteme und andererseits die Erschließung neuartiger Einsatzbereiche hochautomatisierter Flugsysteme, welche erhebliche Wertschöpfungspotenziale bedeuten. Dies wird durch die Entwicklung geeigneter Architekturen für Flug-, Steuerungs-, Missions- und Sicherheitssysteme erreicht.

  Die Arbeiten in diesem Leitthema sind an der Erfüllung definierter Missionen ausgerichtet, die weit über die heutigen Einsatzarten von Luftfahrzeugen hinausgehen werden. Flugsysteme sind deshalb hinsichtlich ihrer Konfiguration und Architektur für die betrachtete Aufgabe zu optimieren. Dabei bieten die unbemannten Systeme eine Vielzahl neuer Freiheitsgrade. Neben klassischen konventionellen Starr- und Drehflüglern sind auch Multirotorsysteme, Hybridkonzepte, innovative Antriebe etc. zu berücksichtigen.

  Die bisherige Erfahrung zeigte auch, dass äußere Bedingungen (Randbedingungen) einen wesentlichen Einfluss ausüben. Unbemannte Flugsysteme bestehen nicht nur aus dem Fluggerät, sondern auch aus der zugehörigen Bodeninfrastruktur inklusive den Datenverbindungen. Eine isolierte Einzelbetrachtung des reinen Fluggerätes ist demnach nicht zielführend, sondern muss im Sinne einer Gesamtsystembetrachtung im soziotechnischen Systemverbund durchgeführt werden.

  Zur Bearbeitung des Themas ist eine enge Vernetzung mit angrenzenden Fachdisziplinen unumgänglich. Die Berücksichtigung der Ergebnisse aus anderen Gebieten, wie z.B. der Informationstechnologie, stellt dabei eine große Bereicherung dar. Aufgrund der spezifischen Randbedingungen fliegender Systeme, etwa der sicherheitsrelevanten Aspekte, liegt der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten aber in Bereichen, die originär der Luftfahrt zuzuordnen sind. Die zukunftsweisenden Ziele des Vorhabens besitzen Pioniercharakter mit großem Anwendungspotenzial – auch für Branchen außerhalb der Luft- und Raumfahrt.

• Safety im Orbit

  Raumfahrtgestützte Dienste stellen heutzutage eine Selbstverständlichkeit im täglichen Leben dar. Diese reichen von der Kommunikation über die Navigation bis hin zur Zurverfügungstellung von sicherheitsrelevanten und wissenschaftlichen Daten aus der Fernerkundung oder auch aus der mehr grundlagenorientierten Weltraumforschung. Durch die zunehmende Verzahnung von Raumfahrtsystemen und der dazugehörigen Infrastruktur mit ihrer Vielzahl von Diensten und Anwendungen wird es immer wichtiger, die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit des Gesamtsystems – bestehend aus dem Bodensegment (Kontrollzentrum und Betrieb), Transportsegment (Raketentechnik), Raumsegment (Satellitentechnik und Nutzlasten) und Nutzersegment (Dienste und Anwendungen) – sicherzustellen und dessen Einsatz zu optimieren.

  Da es sich in dieser Gesamtheit um ein komplexes und hochgradig interdisziplinäres System handelt, muss diesem Aspekt auch in der Forschung und Entwicklung Rechnung getragen werden. Nur durch die Verbindung verschiedenster Disziplinen unter dem Blickwinkel des Gesamtsystems kann eine erfolgreiche Fortentwicklung „end-to-end“ zustande kommen.

  Die dazu erforderliche Breite des Forschungsspektrums ist in nahezu idealer Weise durch Munich Aerospace gegeben. Im Leitprojekt Sicherheit im Orbit untersuchen die Partner verschiedene Aspekte, die eine hohe und zuverlässige Verfügbarkeit von raumfahrtgestützten Diensten sicherstellen. Diese sind unter anderen die Erfassung und Beseitigung von Weltraummüll und die Sicherstellung eines kontinuierlichen und autonomen Betriebs von Satelliten speziell im Hinblick auf Störanfälligkeit und Fehlerfälle, wie sie durch die Weltraumstrahlung verursacht werden können. Die Betrachtungen beschränken sich dabei nicht nur auf das Raumsegment, sondern schließen in gleichem Maße auch Aspekte der Zugänglichkeit, Störsicherheit (z.B. Jamming, Spoofing), Authentifizierung, Verschlüsselung und Integrität von Satellitensignalen – sowohl für die Kommunikation als auch die Navigation – mit ein.

  Die durchgeführten Forschungen sind ein wichtiger Beitrag dazu, dass die Gesellschaft in Zukunft bei immer komplexer werdenden Systemen die raumfahrtgestützten Dienste und Anwendungen weiter mit einem hohen Maß an Zuverlässigkeit und Vertrauen nutzen kann. Insbesondere sind die Forschungsarbeiten auch im Hinblick auf zukünftige sicherheitskritische Anwendungen, wie z.B. satellitengestützte Flugführung, Überwachung von Krisen- und Katastrophengebieten, Schutz von Infrastruktur und Grenzsicherheit, höchst relevant, da hier eine kontinuierliche und zuverlässige Verfügbarkeit der Daten und Signale unabdingbar ist.

• Earth Observation

  Wir erleben das goldene Zeitalter der Erdbeobachtung (EO). Deutschland plant neue Hochleistungsmissionen (wie Tandem-L) und die Sentinel-Satellitenflotte des europäischen Copernicus-Programms hat die Art, wie Erdbeobachtung betrieben wird, grundlegend verändert: Riesige Datenmengen stehen „free and open“ jedem zur Verfügung, die Erde wird kontinuierlich in fast allen nutzbaren Spektralbereichen erfasst, das Programm garantiert Datenversorgung bis mindestens in die 2030er hinein – all dies ist weltweit einmalig. Hinzu kommen Satelliten und Satellitenschwärme von sogenannten „New Space“-Firmen, die sich ebenfalls anschicken, die Erde kontinuierlich abzubilden. Damit ist die Erdbeobachtung in die Big Data-Ära katapultiert worden und neuartige Auswertealgorithmen werden benötigt – seien sie modellbasiert oder lernend.

  Ziel der Forschungsvorhaben in diesem Leitthema ist es deshalb, Algorithmen zu entwickeln, welche die Chancen aus den aktuellen und zukünftigen Erdbeobachtungsmissionen ergreifen und deren Daten zu wertvoller Geoinformation und zu Wissen wandeln. Dazu müssen oft Daten aus verschiedenen Skalen, Sensoren und Spektralbereichen fusioniert werden. Ein prominentes Beispiel ist die geodätische Erdbeobachtung, in der die Schwerefeldbestimmung mit neuen Verfahren der Satellitengravimetrie mit höchstauflösenden interferometrischen und tomographischen Radarverfahren zusammengebracht wird. Auch in der bildgebenden Erdbeobachtung, z.B. zur Kartierung der Erdoberfläche, sind viele Fragestellungen erst durch Fusion von Daten unterschiedlicher Spektralbereiche, z.B. Radar, multispektral und hyperspektral, lösbar. Sogar Text- und Bild-Daten aus sozialen Netzwerken enthalten wertvolle Geoinformation, die gemeinsam mit Satellitendaten genutzt werden kann. Aber auch weitere Data Analytics-Verfahren werden in dieser Big EO-Data Ära benötigt, sei es zur massiven Rauschreduktion von Daten, zur Detektion von Veränderungen über lange Zeiträume hinweg, zur Detektion von Anomalien oder zum Aufspüren „versteckter“ Information in großen EO-Datenbeständen.

  Die zu entwickelnden Verfahren und Algorithmen erfordern einerseits fundierte physikalische Modelle, können aber auch datengetrieben sein. Gerade die Künstliche Intelligenz (KI) mit maschinellem Lernen, d.h. mit tiefen neuronalen Netzen (Deep Learning), liefert aktuell die attraktivsten Ansätze für Detektion, Segmentierung, Klassifizierung, Objekterkennung, Fusion und Regression. So werden im Bereich der KI diese Verfahren sehr erfolgreich eingesetzt, so z.B. bei der automatischen Textübersetzung oder der Bildanalyse. Allerdings sind diese nicht direkt auf die Erdbeobachtung anwendbar, da hier meist geophysikalische oder geoinformatische Variablen mit wohlspezifizierten Unsicherheiten abgeleitet werden müssen. Darüber hinaus ist EO-Domänenwissen aus mehreren Jahrzehnten vorhanden und sollte nicht erst von einem Algorithmus erlernt werden. Zudem stehen in der Erdbeobachtung meist nicht genügend große Trainingsdatensätze zur Verfügung, um tiefe neuronale Netzwerke ohne Gefahr von „Overfitting“ zu trainieren. Es herrscht deshalb erheblicher Forschungsbedarf.

  Die aktuellen und zukünftigen einschlägigen deutschen und europäischen Satellitenmissionen werden mit diesem Leitthema durch ein ihnen dediziertes Forschungsprogramm flankiert. Die Ergebnisse finden Eingang in Klimaforschung, der Erforschung der Physik der festen Erde, der Vorhersage von Naturgefahren, der Erfassung und Kartierung der weltweiten Urbanisierung einschließlich urbanem Risikomanagement und Stadtplanung.

• Aerospace Communications and Navigation

  Sowohl die Luftfahrt als auch die Raumfahrt hängen aus unterschiedlichen Gründen entscheidend von ihrer Kommunikationsfähigkeit ab. In der Luftfahrt stehen die Sicherheit und Effizienz des Luftverkehrs im Vordergrund. Bei unbemannten Flugzeugen führt der Verlust des Datenlinks in aller Regel zum unverzüglichen Abbruch der Mission. Entsprechend werden neue robuste Systeme benötigt, die durchgängig mehrfach redundant konzipiert sind. Unbemannte Plattformen sind zugleich potentielle Träger für die Versorgung von schlecht erschlossenen Gebieten und der Schaffung von Ersatz- und Zusatzkapazitäten in Katastrophengebieten und bei Großveranstaltungen.

  Im erdnahen Raum muss sich die Satellitenkommunikation der Herausforderung stark gewachsener Datenraten bis hin zu Tbits/s stellen. Für die Schaffung von raumgestützten Transportnetzen scheinen optische Übertragungsverfahren vielversprechend zu sein. Jedoch wird der klassische Radiofrequenzbereich auf Dauer seine Bedeutung auf Grund der Wolken behalten. Bei dieser Übertragungsform werden sich Digitalisierung und ein gewisser Prozessierungsgrad durchsetzen. In der Exploration gilt es schließlich, Daten aus enormen Distanzen zu empfangen. Auch hier steht die optische Kommunikation aufgrund der kürzeren Wellenlänge und damit kleineren Sendeapertur im Zentrum des Interesses. Übertragungseffizienzen von mehreren Bits pro Photon müssen angestrebt werden. Dies erfordert robuste Synchronisations- und Fehlerschutzverfahren.

  Ein eminent wichtiger Bereich ist die Satellitennavigation. Die technische Entwicklung in den letzten Jahren verläuft atemberaubend und besonders die Nutzung der Navigationsdaten, u.a. mit einem Smartphone, ist heute in vielen Anwendungsbereichen nicht mehr wegzudenken. Europa hat sich mit dem Satellitensystem Galileo auf eigene Beine gestellt und muss sich gegenüber ausländischer Konkurrenz mit exzellenter Forschung bei der Weiterentwicklung der Systeme behaupten. Weltweit werden 2020 vier globale und zwei regionale Navigationssysteme mit mehr als 120 Satelliten für den Nutzer verfügbar sein. Darüber hinaus wird es mehr als acht sog. „Satellite-based Augmentation Systems (SBAS)“ geben. Das sind Ergänzungssysteme mit geostationären Satelliten und Bodenstationen, die die Integrität der Satellitennavigation für die Sicherheit der Luftfahrt sicherstellen.

  In den nächsten Jahren wird die Sicherheit in der Satellitennavigation die große Herausforderung sein. Interferenzen, Jamming und Spoofing der Satellitensignale sind zu erkennen, zu lokalisieren und schließlich meistmöglich zu eliminieren. Auf europäischer Ebene wird die 2. Generation von Galileo zu definieren sein.

  Hinzu kommen bei Kommunikation und Navigation neue Satellitensysteme: Iridium NEXT (75 Sat.) für die Navigation weltweit, insbesondere für die Polregionen, OneWeb (648 Sat.) und SpaceX Starlink (> 4000 Sat.), letztere zunächst für schnelles Internet weltweit vorgesehen. Jedoch haben die Systeme wahrscheinlich auch ein Potential für Navigation. In der terrestrischen Kommunikation hat man begonnen, das 5G System mit vielen neuen Diensten zu implementieren. Es wird also interessant sein, wie im Kontext so vieler Möglichkeiten methodisch der Massenmarkt sich bildet.

• Aviation Management

  Der Flughafen als ein zentraler Baustein eines reibungslos funktionierenden Luftverkehrssystems steht vor großen Herausforderungen in Bezug auf ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit sowie veränderte ordnungspolitische Rahmenbedingungen. Für entstehende neue Lösungsansätze und Architekturen am Flughafen wird deshalb die Herstellung einer zuverlässigen Bewertungsfähigkeit immer wichtiger. Beispielsweise ist im erweiterten Flughafenkontext die Bewertung neuer Ansätze im Übergang vom Boden- zum Lufttransport von großer Bedeutung, um so Effizienz, Kosteneinsparungen und hohe Servicequalität sicherzustellen.

  Die Forscher im Leitthema „Aviation Management“ nähern sich der Vielfalt der Fragestellungen auf drei Ebenen: Auf der strategischen Ebene werden für die robustere Entscheidungsvorbereitung in dynamischen und unsicheren Märkten universelle Szenarien entwickelt, die relevante systeminterne und externe Faktoren abbilden. Auf der operationellen Ebene werden land- und luftseitige Prozesse unterschiedlicher Akteure im Lufttransportsystem analysiert, wie z.B. die Abfertigung von Passagieren und Fracht. Auf der Technologie-Ebene werden neue Technologien vor dem Hintergrund der identifizierten zukünftigen technischen, wirtschaftlichen und strategischen Rahmenbedingungen bewertet. Die entwickelten Lösungskonzepte sollen dabei die Ergebnisse der Szenarioanalyse sowie die Komplexität der Wirkungszusammenhänge innerhalb des Luftverkehrssystems berücksichtigen.

• Green Aerospace

  Das Leitthema Green Aerospace umfasst alle Maßnahmen an den Flugsystemen und deren Betrieb, welche zu einer signifikanten Reduktion schädlicher Umwelteinwirkungen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Wirtschaftlichkeit dienen („Ökoeffizienz“). Infolgedessen unterliegen primär die Luft- aber auch die Raumfahrt gegenwärtig bedeutenden technologischen Veränderungen. Die weitere Reduktion der Treibhausgas-, Lärm- und Schadstoffemissionen sowie auch eine Abkehr von konventionellen Energieträgern bzw. Treibstoffen sollen den „ökologischen Fußabdruck“ signifikant verringern. Mit dem Leitthema Green Aerospace wird diesem Trend auf den Gebieten Antriebe, Energie, Strukturen, Fertigung sowie Betrieb und den Interaktionen auf Systemeben Rechnung getragen.

  So hat sich die Luftfahrt entsprechende ambitionierte Ziele gesteckt. Dazu soll sie ab 2020 trotz einer erheblichen Zunahme des Luftverkehrsaufkommens um jährlich etwa 5% CO2-neutral wachsen und bis zum Jahr 2050 die Emissionen auf 50% des Niveaus von 2005 sinken. Hierzu sind neben weiteren technologischen Entwicklungen der Triebwerke und der Neukonzeption des Flugbetriebs – etwa durch die Wahl klimaoptimierter Flugrouten – auch die Entwicklung alternativer Kraftstoffe und anderer Energieträger – z.B. der elektrischen – erforderlich.

  Die aerodynamischen Eigenschaften von Flugzeugen und deren Masse sind durch neue Technologien, z.B. in Richtung Laminarflügel und spezieller Hochauftriebshilfen, sowie durch neu Bauweisen und Werkstoffe weiter zu optimieren. Die Prozessketten in der Entwicklung, der Fertigung sowie in Betrieb und Wartung sind u.a. auch mit weiterer Digitalisierung noch effizienter und ressourcenschonender zu gestalten. Letzteres schließt auch weiterhin die Beachtung biologischer Kriterien bei Fertigungsmitteln und Materialen mit ein. Bei all diesen Ansätzen sind auch die Möglichkeiten und Konsequenzen auf der Systemebene einschließlich der Interaktionen und Wirkungen zwischen den verschiedenen Subsystemen zu behandeln. So erlauben Winglets eine Reduktion von aerodynamischen Widerstandsanteilen und der erzeugten Wirbelschleppen, was eine höhere Ab- und Anflugdichte in Flughafennähe ermöglicht. Alternative Flugzeugkonfigurationen, wie „blended wing-bodies“, C-Wings oder Prandtl-Konfigurationen sind neben ihrer Ökoeffizienz auch hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit und den Konsequenzen im operationellen Betrieb zu bewerten.

  In der Raumfahrt, die sich in der Satellitentechnik derzeit noch im hohen Grade auf den toxischen Treibstoff Hydrazin stützt, beschleunigen jüngste EU-Gesetzgebungen die Herstellung und Nutzung alternativer Treibstoffe und Antriebssysteme. Es ist auch zu erwarten, dass zukünftig das Thema „Weltraumschrott“ noch drängender wird. In der Raketentechnik sind u.a. Untersuchungen in neue Triebwerktechnologien, insbesondere in deren Verbrennungstechnik und in den Brennkammern, erforderlich.

  In allen Fällen gilt, dass neben den positiven ökologischen Effekten durch diese Entwicklungen langfristig auch eine hohe Unabhängigkeit von den limitierten fossilen Rohstoffen erreicht und dies durch entsprechende technologische und systemorientierte Studien mit abgesichert wird.

• Cyber & Public Security

  In den letzten Jahren und Jahrzehnten fand eine beispiellos schnelle Entwicklung in der digitalen Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) statt: Die Digitalisierung erlaubt es, Datenströme nicht nur weltweit zu verteilen, sondern auch weltweit zu vernetzen (Internet) und dadurch Entscheidungsprozesse auf den unterschiedlichsten Ebenen auszulösen. Satelliten spielen dabei eine nicht mehr wegzudenkende Rolle.

  Parallel dazu hat sich die öffentliche Sicherheitslage in Staaten mit hohem industriellen Standard einem starken Wandel unterzogen, jetzt gehören Black-outs der Energieversorgung, Angriffe im Cyberspace, internationaler Terrorismus und auch die Folgen des Klimawandels wie Seuchen und Pandemien zu den Herausforderungen unserer Zeit. Wenngleich die schnelle Weiterentwicklung der Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) beispielsweise im Katastrophenfall große Chancen für eine effiziente Krisenkommunikation bietet, werden zugleich vernetzte, globalisierte Gesellschaften durch Störungen sowohl von innen wie von außen, etwa durch die Zunahme von Cyber-Attacken, immer verwundbarer.

  Der Trend zu vernetzten Geräten („Internet of Everything“) und die hohe Dichte kritischer Infrastrukturen (KRITIS), wie bei der Luft- und Raumfahrt, der Energie- und Wasserversorgung oder auch der Vernetzung im Gesundheitswesen, erhöhen das Gefahrenpotential immens. Vertrauen und Sicherheit sind daher Kernbegriffe im Diskurs über Chancen und Risiken der digitalen Gesellschaft. Zur frühzeitigen Detektion von Cyber-Attacken, Krisenerkennung, -prävention und -bewältigung ist ein ganzheitlicher Ansatz im Sinne von „System of Systems“ erforderlich. Für die Sicherheitssysteme der Zukunft werden integrierte Cyber-Security-Lösungen mit u.a. innovativen Kodierungsverfahren, nicht-umgehbaren Prüf- und Nachweisverfahren sowie Paradigmen wie „Security-by-Design“ und „Privacy-by-Design“ benötigt.

  Als Schlüsseltechnologie ist die IKT der Innovationstreiber für derartige Lösungen, die alle Bereiche moderner digitaler Gesellschaften durchdringt. Die Beherrschbarkeit der IKT wird durch das außerordentliche Wachstum der Anzahl der internetfähigen Geräte, durch die immens hohen Datenmengen („Big Data“) und durch die schnelle Entwicklung neuer, disruptiver Technologien (u.a. „Software-defined Everything“, „Blockchain“, künstliche Intelligenz) immer schwieriger. Ihre Beherrschung stellt eine entscheidende Voraussetzung für eine erfolgreiche Sicherheitsvorsorge und Krisenbewältigung dar.

  Munich Aerospace will versuchen, wichtige Beiträge für robuste und innovative Lösungen der angesprochenen Sicherheitsfragen mit Schwerpunktsetzung in der Luft-und Raumfahrt zu erarbeiten.

• Urban Air Mobility

  Rasche Verbesserungen in Technologiebereichen außerhalb der Luft- und Raumfahrt, wie elektrische Antriebs-, Sensor- und Kommunikationstechnologien sowie Datenwissenschaften, führen zu einer breiten Palette von Luftfahrzeugkonfigurationen und Betriebskonzepten, die den Anforderungen der städtischen Luftmobilität gerecht werden können.

  Um Urban Air Mobility (UAM) als neuen Verkehrsmodus zu ermöglichen, müssen einige zentrale Forschungsfragen beantwortet werden:

  • Technologische Reife (Sicherheit, Zuverlässigkeit, Lärm, Emissionen, Betriebskosten)
  • Betriebsfähigkeit (Geschäftsmodell, Zuverlässigkeit, Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen Verkehrsträgern, Integration in das städtische Umfeld)
  • Regulatorische Unterstützung (Sicherheit, Luftraum- und Bodenkapazität, Unterstützung durch lokale Behörden)
  • Allgemeine Akzeptanz (Lärm, Emissionen, visuelle Akzeptanz, Betriebskosten, Infrastrukturausbau)
  • Weiterentwicklung notwendiger Schlüsseltechnologien (Flugregelung, Automatisierung und künstliche Intelligenz, Trajektorienführung, Sense and Avoid, HMI, Assistenzsysteme, Energie- und Antriebsysteme, Leichtbau)

  Die meisten dieser Fragen gehen weit über die klassischen Luftfahrtdisziplinen und das einzelne Flugzeug hinaus. Ein wesentliches Ziel dieser gemeinsamen Forschungsanstrengungen ist es daher, die fortschrittlichen Luftfahrzeugkonzepte zu ermöglichen, dabei Lärm und Energieverbrauch zu minimieren, Luftraumintegrationskonzepte zu entwickeln, die Vorteile von UAM in Städten auf der Ebene des Verkehrssystems zu verstehen und zu erschließen, sowie eine Akzeptanz für diese neuartigen Anwendungen in der Gesellschaft zu unterstützen. Mit dem Aufkommen von städtischen Initiativen und neuartigen Unternehmen, die in den Luftverkehrsmarkt drängen, ist eine enge Kooperation und ein intensiver Informationsaustausch auf regionaler, nationaler und internationaler Ebene beabsichtigt.

• Querschnittsthema Digitisation

  Ein effizienterer Flugbetrieb und effizientere Fluggeräte, schnellere Entwicklungszyklen, vernetzte und flexible Produktion und kostengünstigere Wartung sind nur einige Beispiele, die zeigen, welche Bedeutung die Digitalisierung in der Luft- und Raumfahrt im Bereich der Forschung und Technologie aber auch für neue Geschäftsmodelle haben wird.

  Im Bereich der Produktion eröffnet die Digitalisierung Chancen für eine weltweit vernetzte und flexible Industrieproduktion (Industrie 4.0). Es bieten sich bislang ungeahnte Möglichkeiten, Entwicklungszeiträume zu verkürzen und Kosten zu senken. In virtuellen Entwicklungsprozessen und mittels „digitaler Zwillinge“ entstehen Werkstoffe, Prozesse und Fluggeräte zuerst im Computer und können frühzeitig optimiert werden. Besondere Bedeutung wird hierbei dem 3d-Druck zukommen, denn viele Flugzeug-/Raumfahrtstrukturen lassen sich damit auf Basis topologischer Optimierungen schneller, leichter und eventuell sogar günstiger herstellen.

  Auch ermöglichen die digitalen Technologien zustandsabhängige Wartung. Sensoren etwa an Triebwerken oder Strukturbauteilen überwachen laufend wichtige Parameter und erkennen etwaigen Instandhaltungsbedarf. Schon während des Fluges sammeln die Systeme Daten und senden sie an die Techniker am Boden.

  Darüber hinaus besteht durch die Kombination von Informatik und Kommunikationstechnik die Möglichkeit der Vernetzung von Datenströmen, insbesondere durch den Einsatz von Satelliten, wodurch sich eine ungeahnte Erweiterung des Anwendungsbereichs der Digitalisierung erzielen lässt. So ist es möglich, Datenströme nicht nur weltweit zu verteilen, sondern auch weltweit zu vernetzen.

  Durch die neuartige Verbindung von Menschen, Maschinen und modernster Informations- und Kommunikationstechnologie entstehen dynamische und sich selbst organisierende, unternehmungsübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke. Die volkswirtschaftliche Bedeutung dieser Entwicklungen kann nicht hoch genug eingeschätzt werden, was auch durch die Förderpolitik der bayerischen Staatsregierung und des Bundes zum Ausdruck gebracht wird.

  Munich Aerospace erkennt die Digitalisierung als eine Querschnittsdisziplin über alle modernen Forschungsbereiche und wird deshalb in der Luft- und Raumfahrttechnik mit den von seinen Mitgliedern eingebrachten Institutionen und Know-how auf diesen Gebieten die technisch- wissenschaftliche Entwicklung mitgestalten.