Junior Research Project - Modelling Lifetime Heretrogeneity to Support Life Cycle Option Planning of Future Aircraft Systems

Ausgangssituation und Problemstellung

Zukünftige Flugzeugsysteme stehen durch neue Technologien wie elektrische Antriebe und Energiespeicher vor tiefgreifenden architektonischen Veränderungen. Während bisherige Systeme auf gut erforschten Lebensdauermodellen und Ausfallraten basieren, sind die Lebensdauer-Eigenschaften dieser neuen Subsysteme bislang kaum bekannt und unterscheiden sich grundlegend. Dies führt zu einer neuen Lebensdauerheterogenität innerhalb des Gesamtsystems, was Planung, Wartung und Wiederverwendung erheblich erschwert. Bestehende Architektur- und Wartungskonzepte greifen hier nicht mehr ausreichend. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, Lebensdauerhetergenitäten frühzeitig zu modellieren und zu berücksichtigen – etwa im Hinblick auf Instandhaltung, Nachrüstung, Wiederverwendung und Recycling. Diese Aspekte werden zu einem zentralen Kriterium für nachhaltiges Design künftiger Flugzeugsysteme.

Projektziele

Das Projekt zielt darauf ab, die Lebensdauerheterogenität (lifetime heterogeneity) als zentrales Bewertungskriterium in der Entwicklung zukünftiger Flugzeugsysteme zu etablieren. Hierfür sollen Methoden entwickelt werden, um die unterschiedlichen Lebensdauereigenschaften von Komponenten und Subsystemen systematisch zu erfassen, zu modellieren und in der Architekturplanung zu berücksichtigen. Ziel ist es, auf dieser Grundlage Lebenszyklusoptionen – wie Wartung, Aufarbeitung, Wiederverwendung oder Recycling – gezielt auszuwählen und zu bewerten. Damit wird ein Beitrag zur nachhaltigen Systementwicklung geleistet. Zudem wird die Übertragbarkeit bestehender Methoden aus der Automobil- und Robotikforschung auf die Luftfahrt erprobt und erweitert.

Lösungsansatz

Das Junior Research Project kombiniert Ansätze aus der Systemarchitektur, Lebenszyklusplanung und Zuverlässigkeitstechnik, um die Auswirkungen neuer Technologien wie elektrischer Antriebe und Energiespeichersysteme auf die Systemlebensdauer zu analysieren. Der methodische Fokus liegt auf der modellbasierten Erfassung und Bewertung technologischer Unterschiede, Degradationsverhalten und funktionaler Abhängigkeiten von Subsystemen. Die entstehende Lebensdauervielfalt wird als zentrales Merkmal für Architekturentscheidungen und Lebenszyklusstrategien modelliert. Zum Einsatz kommen Methoden des strukturellen Komplexitätsmanagements, der Änderungsanalyse und des Release Engineerings. Die Zusammenarbeit mit Projekten aus den SE²A-Teilbereichen zu Energieversorgung, elektrischen Antrieben und Gesamtentwurf sichert die Verknüpfung verschiedener Systemebenen. Ziel ist es, belastbare Modelle zur Bewertung von Instandhaltung, Nachrüstung und nachhaltiger Wiederverwendung bereitzustellen. Die Ergebnisse dienen sowohl der Weiterentwicklung ingenieurwissenschaftlicher Methoden als auch der strategischen Planung langlebiger, nachhaltiger Flugzeugsysteme.