Luftfahrttechnologien

Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit - Herausforderungen für die deutsche Luftfahrtindustrie

Wesentliches Zukunftsthema für die ganze Branche ist die Transformation hin zur klimaneutralen Luftfahrt.

Um ein gemeinsames Zeichen des Aufbruchs zu setzen, wurde ein Gemeinsames Papier der Bundesregierung zur Klimaneutralen Luftfahrt erarbeitet. Das Papier wurde am 21. Juni 2022 gemeinsam mit dem Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) der Öffentlichkeit vorgestellt. Er ist Auftakt zu einem strukturierten Stakeholderprozess unter Leitung der Koordinatorin der Bundesregierung für die Deutsche Luft- und Raumfahrt, der Industrie, Luftverkehr, Forschung, Gewerkschaften und Zivilgesellschaft zusammenbringt, um konkrete Aktionen zu vereinbaren und die Fortschritte auf dem Weg zur Klimaneutralität nachzuhalten.
Klimaneutrale Luftfahrt ist bis 2050 realisierbar – als Kombination von Technologiepfaden:

• Durch weitere Optimierungen (Leichtbau, Digitalisierung, Aerodynamik, neue Materialien) kann der Energiebedarf eines Flugzeugs bis 2050 um 50% gesenkt werden. Dies spart direkt CO2 ein und ist Grundvoraussetzung dafür, alternative Treibstoffe und disruptive Antriebskonzepte überhaupt marktgängig zu ermöglichen.
• Beimischung (Drop-In) oder 100%ige Vertankung von regenerativ erzeugtem Kerosin (Sustainable Aviation Fuels – SAF) bzw. Kerosin aus grünem Wasserstoff (Power to Liquid) bietet einen wirksamen Pfad zur Emissionsreduktion bis nahe Null, v.a. bei Bestandsflotten und dort, wo energieeffizientere Alternativen nicht einsetzbar sind.
• Aus heutiger Sicht ist SAF/PTL die einzige realistische Alternative zur Dekarbonisierung der Langstrecke und ein vergleichsweise schnell wirksamer Hebel zur Emissionsreduktion in der Kurzstrecke. Die limitierte Verfügbarkeit und der in der Anfangsphase hohe Preis sind jedoch wesentliche Hemmnisse für einen breiten Einsatz von SAF/PTL im Luftverkehr in den nächsten Jahren.
• Für die Kurzstrecke sowie für den Wachstumsmarkt Urban Air Mobility kann der direkte Einsatz von Wasserstoff (H2) den Luftverkehr vollständig dekarbonisieren. Die Demonstration eines H2-betriebenen Regionalflugzeuges ist bis 2030 realistisch und ein zentrales Ziel in der Luftfahrtforschung des BMWK.

Nicht nur steigende umweltpolitische Anforderungen an den Luftverkehr der Zukunft, sondern auch der zunehmende internationale Wettbewerb stellen die deutsche Luftfahrtindustrie vor neue Herausforderungen. Neben den etablierten Luftfahrtnationen drängen zunehmend Wettbewerber aus aufstrebenden Luftfahrtnationen wie China, Indien oder Brasilien auf den Markt. Wie überall auf der Welt wird auch in diesen Ländern die Luftfahrtindustrie als strategische Branche betrachtet, die besondere Unterstützung seitens der Regierungen genießt.

Deutsche Unternehmen können in diesem Wettbewerbsumfeld langfristig nur bestehen, wenn sie die Technologieführerschaft in ihren Kernfeldern verteidigen und stetig ausbauen. Um der Konkurrenz dauerhaft technologisch einen Schritt voraus zu sein, muss die deutsche Luftfahrtindustrie ihre Innovationszyklen drastisch verkürzen. Nur wenn der Weg von der Idee zum marktfähigen Produkt deutlich reduziert wird, können der technologische Vorsprung zu Wettbewerbern aufrechterhalten und damit die Wettbewerbsnachteile, z.B. durch ungünstige Wechselkurse oder Kostenstrukturen, aufgefangen werden.

Die industrieeigenen Ausgaben für Forschung und Entwicklung liegen auf sehr hohem Niveau. Sie umfassen ein Volumen von 3 Mrd. Euro; diese Zahl entspricht einem Anteil von 7 Prozent des Branchenumsatzes (Stand 2023). Damit zählt die Luftfahrtindustrie zu den forschungsintensivsten Branchen der deutschen Volkswirtschaft, denn die bestehenden Schwierigkeiten können nur mit verstärktem F&E-Aufwand überwunden werden. Die Luftfahrtindustrie hat besondere Herausforderungen zu meistern, denn Produktlebenszyklen von über 50 Jahren und hohe Sicherheits- und Zertifizierungsanforderungen führen dazu, dass technologische Innovationen nur mit langen Vorlaufzeiten eingeführt werden können. Gleichzeitig können selbst bei einem hohen Marktanteil nur relativ geringe Stückzahlen im Vergleich zu anderen Branchen am Weltmarkt abgesetzt werden. Geringe Stückzahlen und lange Vorlaufzeiten lassen klassische Instrumente zur Vorfinanzierung risikobehafteter Technologievorhaben an ihre Grenzen stoßen und verhindern, dass insbesondere kapitalschwächere kleinere, aber zunehmend auch Großunternehmen ausreichend in innovative Technologien investieren.

Seit dem Jahr 1995 unterstützt die Bundesregierung die deutsche Luftfahrtindustrie mit einem eigenständigen Luftfahrtforschungsprogramm Klima (kurz: LuFo Klima). Mit dem LuFo Klima -Programm werden die Fördermittel langjährig und damit für die Industrie und Forschung planbar zur Verfügung gestellt. Dabei werden Technologien gefördert, die sich für eine Anwendung im zivilen kommerziellen Markt eignen. Ziel ist eine klimaneutrale, umweltverträgliche, leistungsfähige, sicherere und passagierfreundliche Luftfahrt, in dem die deutsche Luftfahrtindustrie dauerhaft und wesentlich zur Wertschöpfung in Deutschland beiträgt und sich zusammen mit ihren europäischen Partnern als Vorreiterin eines zukunftsorientierten und nachhaltigen Luftverkehrssystem etabliert.

Die Technologie heutiger Luftfahrzeuge zeichnet sich durch hohe Komplexität und einen hohen Entwicklungsstand aus. Sie ist mit sehr langen Forschungs-, Entwicklungs- und Produktzyklen verbunden. Deshalb müssen heute Technologien erforscht werden, die in zehn bis zwanzig Jahren zum Einsatz kommen können.

Die hohe Forschungs- und Entwicklungsintensität und die strategische Rolle der Luftfahrtindustrie für die Gesamtwirtschaft gehen einher mit besonderen Wettbewerbs- und Marktbedingungen. Die gezielte Projektförderung in industriegeführten Forschungsverbünden, zusammen mit den Forschungsaktivitäten der Hochschulen und Forschungseinrichtungen sowie einer Reihe bedeutender Großversuchsanlagen und Flugversuchsträger, bilden die tragenden Säulen einer leistungsfähigen nationalen Forschungsinfrastruktur. Ihr Erhalt und Ausbau ist notwendig, damit deutsche Unternehmen gemeinsam mit ihren europäischen Partnern ihre Technologiekompetenz sichern und technologisch auf Augenhöhe im internationalen Wettbewerb bestehen können.

Gleichzeitig sollen im Luftfahrtforschungsprogramm Klima Technologien entwickelt werden, welche die Basis für das klimaneutrale Luftfahrtsystem der Zukunft bilden. Nur ein integrierter Forschungsansatz über die klassischen Einzeldisziplinen hinweg, wie er in den Forschungsnetzwerken gelebt wird, bietet die Chance, die ehrgeizigen Klimaschutzziele und damit eine umweltfreundliche Luftfahrt zu erreichen sowie gleichzeitig die technologische Wettbewerbsfähigkeit zu sichern.

Im April 2024 startete mit Veröffentlichung des Ersten von drei Programmaufrufen das siebte nationale zivile Luftfahrtforschungsprogramm Klima (LuFo VII).

Um eine klimaneutrale Luftfahrt im Jahr 2050 zu ermöglichen, müssen neue Luftfahrzeuge bis spätestens 2035 in Dienst (Entry into Service (EIS)) gestellt werden, viele einzelne Technologien sogar deutlich früher. Um den EIS 2035 zu ermöglichen, müssen die Technologien ca. 2028 die Technologiereife erreicht haben, um anschließend in die Produktentwicklung übergehen zu können. Eine solche Technologiereife erfordert sowohl umfangreiche Bodentests unter nahezu realistischen Randbedingungen in einer Laborumgebung, als auch Flugtests der neu entwickelten, klimafreundlichen Technologien.

Daher wurde im Luftfahrtforschungsprogramm wurde mit der Maßnahme „UpLift H2 Aviation“ eine Forschungsplattform bestehend aus Bodenprüfständen und fliegendem Versuchsträger (D328) geschaffen. Um die Technologievalidierung und -entwicklung zu beschleunigen, wird der Branche ab LuFo VII die Testumgebung UpLift zur Verfügung gestellt und steht abweichend von der bisherigen Programmstruktur in zusätzlichen, jährlichen Programmaufrufen zur Beteiligung offen.

Bevor eine Technologie in realer Umgebung, im Flug, erprobt wird, muss sie zunächst am Boden validiert sein. Nur so kann eine sichere Inbetriebnahme am Flieger gewährleistet werden. Damit dient die Testlandschaft zur Erforschung und Entwicklung der notwendigen Sicherheitskonzepte und -systeme sowie der Wege und Methoden zur Qualifizierung und luftrechtlichen Zulassung der Systeme.

In Deutschland ist bereits eine breite Forschungsinfrastruktur vorhanden. Die in UpLift geförderten Testanlagen stellen eine Erweiterung und ein Zusatzangebot dar, um alle Komponenten für das klimaneutrale Fliegen am Boden abzudecken und die Kerntechnologien für das Klimaneutrale Fliegen zu beschleunigen. Zusammen mit der Branche wurden Fähigkeitslücken identifiziert, welche durch das UpLift-Vorhaben geschlossen werden konnten. Die Teststände sind an verschiedenen Standorten in Deutschland verfügbar, und lassen sich grob in drei Bereiche unterteilen:

1. Elektrisches Fliegen
2. Wasserstoff/Kryogene Techniken
3. Charakterisierung und Zertifizierung von LH2-Tanks und Materialien

Die Nutzung und Beteiligung am UpLift steht explizit allen Teilnehmenden des Luftfahrtforschungsprogramm zur Verfügung. Insbesondere die Beteiligung von KMU mit nur begrenzter, eigener Testinfrastruktur wird begrüßt.

Eine Übersicht und Kontaktmöglichkeiten zu den Testständen sind unter folgendem Link:

https://www.uplift-h2-aviation.de/ verfügbar.

Themenschwerpunkte des Luftfahrtforschungsprogramms VII

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unterstützt mit dem ersten Aufruf des siebten nationalen zivilen Luftfahrtforschungsprogramms Klima ("LuFo Klima VII- 1") Forschungs- und Entwicklungsprojekte zum Gesamtsystem Luftfahrzeug.
Zentrales Ziel des Programmaufrufs LuFo KLima VII-1 – genannt LuFo Klima – ist die signifikante Reduzierung von Klimawirkungen der Luftfahrt durch luftfahrtindizierte Treibahausgase und Nicht-CO₂-Effekte. Um die Anforderungen und die Ziele des Pariser Klimaabkommens und des Green Deals der EU-Kommission zu erfüllen sowie die gesellschaftliche Akzeptanz zu stärken, sind intensive Anstrengungen hin zu einer emissionsfreien und klimaneutralen Luftfahrt und zur weiteren Reduzierung des Material- und Ressourcenverbrauchs in der Produktion notwendig. Die erwartete Zunahme des Luftverkehrsaufkommens und die Einbindung neuer unbemannter Fluggeräte in den Luftraum wird zukünftig nur durch effizientere, emissionsfreie und klimaneutrale Lufttransport- und Produktionssysteme bedient werden können.

Der Weg hin zur klimaneutralen Luftfahrt bedeutet den vollständigen Verzicht auf fossilbasierte Energieträger wie Kerosin bei Luftfahrzeugen. Einerseits müssen Energieträger so sparsam wie möglich verwendet und andererseits Technologien für die ökonomisch und ökologisch bestmögliche Nutzung der alternativen Energieträger entwickelt werden. Die Luftfahrtbranche steht damit vor einem erheblichen Transformationsprozess, bei dem das neue Forschungsprogramm Unterstützung leisten soll.

Bereits im vorangegangenen Luftfahrtforschungsprogramm LuFo Klima VI wurden die Grundlagen für die neue Ausrichtung gelegt, an die LuFo Klima VII ansetzt. Bei dem Ziel Klimaneutralität wachsen die technologischen Herausforderungen mit zunehmender Flugzeuggröße exponentiell an. Für die Erreichbarkeit der Förderpolitischen Zielsetzung, bis 2045 Klimaneutralität bei Flugzeugen zu erreichen, bedeutet das, dass die Entwicklungsgeschwindigkeit beschleunigt werden muss. In diesem Punkt wird der Demonstration neuer Technologieansätze nun eine höhere Bedeutung zukommen. Darauf aufbauend schließt der Aufruf insbesondere die Entwicklung von Technologien für zukünftige klimaneutrale Mittelstreckenflüge als Gegenstand der industriellen Forschung mit ein. Dabei bedarf es teils radikaler Konzeptanpassungen, um klimaneutrales Fliegen in allen relevanten Flugzeugklassen zu ermöglichen.

Die Ausrichtung von LuFo Klima basiert dabei auf drei Säulen:

1. Alternative klimaneutrale Antriebstechnologien (energieträgeroffen)
2. Reduktion des Energiebedarfs, sowie
3. Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit, Ressourceneffizienz, Senkung des ökologischen Fußabdrucks und Verbesserung der gesellschaftlichen Akzeptanz

Im Förderschwerpunkt LuFo Klima VII geht es im Kern um Technologien, durch die unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten beste Ausnutzung von Energieträgern realisiert wird – explizit fokussiert in der Förderbekanntmachung „LuFo Klima VII-1“. Der zweite Förderschwerpunkt LuFo Klima VII – explizit fokussiert in dieser Förderbekanntmachung „LuFo Klima VII-1 KTF“ – widmet sich speziell den Technologien für die alternativen Energieträger auf Basis von Wasserstoff.

Im Einklang mit den europäischen Zielen sollen in einem Zwischenschritt bis 2035 Technologien entwickelt werden, die einen um bis zu 30 % reduzierten Kraftstoffverbrauch und damit eine um über 80 % reduzierte Ausstoß von Emissionen (Treibhausgas- sowie Nicht-CO2-Effekte) für die Mittelstrecke ermöglichen. Bis 2045 ist die Verfügbarkeit von klimaneutralen Technologien für die Mittelstrecke erforderlich. Um dies zu erreichen, werden grundsätzlich folgende primäre Zielgrößen angestrebt: Einsatz von nachhaltigen Kraftstoffen, Reduktion des Energiebedarfs um bis zu 50 % (signifikante Gewichtsreduktion und Erhöhung der aerodynamischen Effizienz) sowie die signifikante Reduzierung der Entwicklung-, Fertigungs- und Betriebskosten um bis zu 30 %. Gleichzeitig soll eine Reduzierung des wahrgenommenen Lärms erreicht werden, sodass die Anzahl der lärmbetroffenen Menschen halbiert wird.

Der Fokus auf klimaneutrale Technologien in der Luftfahrt bedeutet einen Paradigmenwechsel, dem die Ausrichtung von LuFo Klima angemessen Rechnung trägt. Daher soll technologieoffen z.B. batterie-/hybrid-elektrische- oder Wasserstofftechnologien für unterschiedliche Anwendungshorizonte untersucht werden. Forschung zur Herstellung von SAF-Kraftstoffen ist nicht Gegenstand des Luftfahrtforschungsprogramms.

LuFo-Projekte tragen zudem dazu bei, Synergien mit weiteren europäischen und internationalen Förderprogrammen für die Luftfahrtforschung nutzbar zu machen. Nur durch eine gemeinsame und zugleich komplementäre Vorgehensweise innerhalb Europas kann die gewaltige Herausforderung, den Luftverkehr klimaneutral zu gestalten, bewältigt werden. Entsprechend erhalten abgestimmte Kooperationen mit weiteren europäischen und internationalen Förderprogrammen ein dezidiertes Budget. Weiterhin fokussiert LuFo VII-1 die Förderung von innovativen KMU zu deren weiteren Etablierung als Gesamtsystem- oder Komponentenhersteller sowie der festen Verankerung von KMU in die Zulieferketten der globalen Luftfahrtindustrie, beispielsweise als Anbieter von innovativen Systemen und Ausrüstungen. Um ihre globale Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern, müssen sich die Zulieferer den sich wandelnden Anforderungen ihrer Kunden stellen. Mit zunehmender Präsenz weiterer internationaler und nationaler Wettbewerber, insbesondere im Segment der Regional- und Kurzstreckenflugzeuge, eröffnen sich für die deutsche Zulieferindustrie weltweit neue Möglichkeiten. LuFo VII-1 wird deshalb verstärkt eigenständige Anstrengungen von KMU in Forschung und Entwicklung fördern, um damit deren Wettbewerbsfähigkeit zu stärken.

Es werden die folgenden Programmlinien fokussiert:

1. Disruptive Technologien klimaneutrale Luftfahrt
   -Technologisch sollen in der Programmlinie insbesondere folgende Themen (nicht abschließende Aufzählung) adressiert werden:
   -Betrachtung der Gesamtsystemarchitektur, Aerodynamik, Kombinationen Zelle/Antrieb, Systemeffizienz, Flugführung und -sicherheit für das Gesamtsystem Flugzeug/Luftverkehr
   -Entwicklung von neuen Auslegungsverfahren, basierend auf Methoden der künstlichen Intelligenz sowie auf hoch performanten Rechnersystemen wie Quantencomputern und HPC-Clustern
2. Industrielle Forschung
   Im Rahmen dieser anwendungsorientierten Programmlinie fördert das BMWK alle luftfahrtrelevanten Technologien der industriellen Froschung mit einem Anwendungshorizont von 2035 bis 2045
3. Industrielle Forschung - KMU
   Im Rahmen dieser anwendungsorientierten Programmlinie fördert das BMWK innovative KMU und Start-Ups der Luftfahrtbranche.
   KMU (Kleine und Mittlere Unternehmen) haben in dieser Programmlinie die Möglichkeit „Verbundvorhaben“, gemeinsam mit Wissenschaftseinrichtungen, durchzuführen. Förderfähig sind Themen aus dem Bereich der „Industriellen Forschung“. Der Verbundführer muss ein KMU sein.
4. Experimentelle Entwicklung
   Mit dieser Programmlinie soll gezielt die Lücke zwischen industrieller Forschung und Technologieentwicklung sowie der Produktentwicklung geschlossen werden. Gefördert werden können Projekte, die bereits in relevanter, simulierter beziehungsweise idealisierter Umgebung nachgewiesene Einzeltechnologien zu einem System oder einem relevanten Subsystem integrieren. Dieses sollte in einer operationellen Umgebung unter realen Bedingungen erfolgen. Förderfähig sind Themen aus dem Bereich der „Experimentellen Entwicklung“. Projekte können bis zu einem Punkt gefördert werden, an dem ein integriertes Technologiekonzept in Einsatzumgebung unter realen operationellen Bedingungen demonstriert wurde.

Folgende Fachdisziplinen sind in der Bekanntmachung „LuFo Klima VII-1 KTF“ förderfähig:

• H2/E-Gesamtsystem Entwicklung zur Integration von Wasserstoff, elektrischen sowie deren hybriden Antriebssystemen als Gesamtsystemintegration gegebenenfalls unter Nutzung der UpLift Maßnahmen. Themenschwerpunkte hierbei sind:
  – Infrastruktur des Gesamtsystems im Luftfahrzeug:
  -Wasserstoffinfrastruktur im Flugzeug
  -Kryogenes Pumpsystem, kryogenes Leitungssystem, Thermalsystem – Elektrische Subsysteme (Leitungssystem (Handling und Sicherheit), Batteriemanagement und Integration, BZ)
  -Brennstoffzelle und deren Subsysteme (Integration, Wärmehaushalt/Emission, Sicherheit)
  -Betrachtung und Reduzierung von Emissionen durch zusätzliche Subsysteme oder gezielte Konditionierungen (Beipiel Wasserdampfemissionen)
  – Sicherheits-/Zulassung: (H2/LH2 im Luftfahrzeug, Batterie/Speichersysteme im Luftfahrzeug)
  – Integration hybrider Konzepte: Hybride Subsysteme und deren Komponenten (unter anderem Dual-Fuel Konzepte, E-Motoren Integration etc.)
  
  
• H2/E-Antriebe
  Entwicklung und Validierung von elektrischen und wasserstoffbasierten Antriebssystemen gegebenenfalls unter Nutzung der UpLift Maßnahmen. Themenschwerpunkte hierbei sind:
  – Werkstoff-Alterungsprozesse, insbesondere H2-Einflüsse
  – BZ-Integration unter höhenrelevanten Bedingungen validieren
  – Komponententests der einzelnen BZ-Subkomponenten in separaten Tests validieren – Kühlkreislauf/Thermalmanagement der BZ: Parameterfelder erfahren und daraus Grenzparameter bestimmen
  – BZ-Hilfsaggregate auf Komponentenebene validieren
  – Energiemanagement hybrid-elektrischer Systeme (inklusive Kabinenverbraucher)
  
  
• H2/E-Energiespeichersysteme
  Entwicklung und Validierung von elektrischen und wasserstoffbasierten Energiespeichersystemen gegebenenfalls unter Nutzung der UpLift Maßnahmen. Themenschwerpunkte hierbei sind:
  – Strukturintegrierte, tragende Tanksysteme für klimaneutrale Kraftstoffe
  – Tanksysteme mit höchster Energiedichte (cryo-compressed)
  – Leichte und robuste Isolationssysteme mit hoher Dämmwirkung
  – LH2 Speicherung: Sloshing etc., Grenzparameter bestimmen
  – Elektrische Energiespeichersysteme
  
  
• UpLift Flying Testbed
  Entwicklung und Validierung innovativer Antriebskomponenten und Systeme zur Beschleunigung der Entwicklung klimafreundlicher Technologien unter Nutzung des UpLift Flying Testbed. Themenschwerpunkte hierbei sind:
  – Wärmeübertrager und Integration
  – Validierung Kondensator/Wasserabscheider gegebenenfalls BZ-Komponenten
  – Kühlsystem und -integration, Wasserhandling, Steuerung und Avionik
  – H2-Direktverbrennung, H2-Speicherintegration, H2-Verteilsysteme
  – Werkstoff-Alterungsprozesse und Erprobung nachhaltiger Materialen

Die Bekanntmachung „LuFo Klima VII-1 KTF“ finden Sie hier:

https://www.bundesanzeiger.de/pub/publication/OcCGGs97r3dU8O6w4Yb/content/OcCGGs97r3dU8O6w4Yb/BAnz%20AT%2019.04.2024%20B2.pdf?inline

Folgende Fachdisziplinen sind in der Bekanntmachung „LuFo Klima VII-1“ förderfähig:

• Kabine/Systeme
  Gefördert werden können Themen, welche im besonderen Interesse für den Kabinen- und Cargo-Bereich von Fluggeräten sind. Themenschwerpunkte sind:
  – Passagierfreundliche Kabinenelemente mit Fokus auf Gewichts- und Energieeinsparungen und auf recyclebare beziehungsweise ressourcenschonende Materialien
  – Integrierte Lösungen von Systemen und Kabinenelementen
  – Entkoppelte Kabinen mit innovativen Energiesystemen
  – Innovative digitale Informations-, Kommunikations- und Managementsysteme – Fensterlose Kabine
  – Umweltfreundliche und effiziente Fertigungs-, Montage- und MRO-Verfahren
  – Predictive Health Management
  – Effiziente Frachtsysteme
  – Hygiene/Barrierefreiheit
  
  
• Zudem sind Themen aus dem Bereich moderner und effizienter Systeme sowie neue Systemarchitekturen von Fluggeräten Gegenstand der Förderung.
  Themenschwerpunkte hierbei sind:
  – Leistungsgewichtsoptimierte Systeme und Komponenten, gegebenenfalls mit Zustandsüberwachung
  – More/All Electric Aircraft
  – Effiziente Energiewandlung und -verteilung
  – Moderne Kommunikationswege und -architekturen auf standardisierter Basis
  – Generische Rechnerplattformen und intelligente Softwarelösungen
  – Assistenzsysteme im Cockpit zur Unterstützung von Sicherheit, Umwelteinfluss und Arbeitsbelastung
  – Wegbereitende Systemlösungen für aerodynamische Optimierungen/Lastminderungssysteme
  – Methoden- und Toolentwicklung um Entwicklungs- und Testaufwände zu reduzieren.
  
  
• Konventionelle Flugantriebe
  Gefördert werden können Themen aus den Bereichen der Reduzierung des Kraftstoffbedarfs sowie der Effizienzsteigerung in der Auslegung, Entwicklung und Überholung von Antriebssystemen. Themenschwerpunkte hierbei sind:
  – Verbesserung der numerischen Auslegungs- und Bewertungstools (Optimierung, skalenauflösende Simulation CFD/ FEM, ROM, Vorauslegungswerkzeuge, Multiphysics Simulation)
  – Nutzung von Big Data, virtuelles Triebwerk/digitaler Zwilling (Predictive Maintenance, KI-basierte Simulation, Design-Feedback)
  – Steigerung der Hybridisierungsgrade in Bezug auf Bleedless oder More Electric Engine
  – Neuartige Kühlkonzepte (intermittierend, Transpirationskühlung)
  – Dual-Fuel-Fähigkeit
  – Neue thermodynamische Kreisprozesse
  – Fortschrittliche Fertigungsverfahren (additive Fertigung, ECM, Automatisierung, Fügeverfahren, Reparaturverfahren etc.)
  – Qualifizierung leistungsfähiger Werkstoffe (keramische/metallische HTW, FKV) – Lärmarme Antriebskonzepte
  – Effiziente Propulsoren (Open Fan, CROR, BLI, eDP etc.)
  – Erhöhung der Leistungsdichte durch kompakte Kerntriebwerke sowie leichte und effiziente Niederdrucksysteme (Getriebe, NDT, VarNoz)
  – Emissionsarme Brennkammern (Magerbrennkammer)
  
  
• Strukturen und Bauweisen
  Beiträge zur Realisierung energieeffizienter und lärmreduzierter Luftfahrzeuge können im Bereich der Flugphysik insbesondere durch Aktivitäten im Rahmen der folgenden Themenschwerpunkte geleistet werden:
  – Passive und aktive Maßnahmen zur Widerstandsreduktion
  – Technologien für einen Laminarflügel im Bereich von Ma > 0,75
  – Technologien für die hybride Laminarhaltung auf dem Rumpf
  – Maßnahmen für Flügel mit sehr hoher Streckung (≈ 15)
  – Aktive Lastminderung zur besseren Ausnutzung des Leichtbaupotenzials
  – Multidisziplinärer Gesamtflugzeugentwurf für eine effiziente Entwicklung verbesserter Luftfahrzeuge
  
  
• Zudem sind Beiträge zur Realisierung einer emissionsarmen, effizienten und sicheren Luftfahrt im Bereich der Flugführung insbesondere durch Aktivitäten im Rahmen der folgenden Themenschwerpunkte Gegenstand der Förderung:
  – Komplexe Technologien zur Flugplanung und Flugdurchführung sowie ihrer effizienten Optimierung, auch hinsichtlich Emissionen sowie zur Vermeidung von flugzeuginduzierter Wolkenbildung
  – Sichere, robuste und energieeffiziente Navigation und Verkehrsführung bei allen Flug- und Wetterbedingungen
  – Leistungsfähige und vernetzte Assistenz-, Kommunikations- und Informationssysteme zur Effizienzsteigerung im Cockpit bei Gewährleistung des erforderlichen Sicherheitsniveaus
  – Technologieentwicklungen zur Ermöglichung des sicheren autonomen Betriebes von UAM und UAS
  – Technologien zur Drohnendetektion und -abwehr, zum Beispiel im flughafennahen Bereich, bei Vertiports oder im dynamischen Umfeld von anderen Fluggeräten
  
  
• Digitalisierung Entwicklung von digitalisierten Luftfahrt-Methoden und -Prozessen, die zur signifikanten Steigerung der Effizienz über den gesamten Produktlebenszyklus beitragen. Themenschwerpunkte hierbei sind:
  – Digitale Zwillinge der Systeme und des Gesamtsystems für alle Phasen des Produktlebenszyklus
  – Kosteneffiziente digitalisierte Engineering-, Fertigungs-, Betriebs- und End-of-Life- Prozesse als wesentlicher Enabler für klimaneutrale Flugzeuge
  – Digitalisierung des Fertigungssystems mit Simulationsmethoden, Digitale Prozesszwillinge, Industrie 4.0, Manufacturing-X
  – Kombinierte virtuelle und physikalische Prüfmethoden für den Struktur- /Systemnachweis bis hin zur virtuell gestützten Zulassung
  – Daten-/KI-gestützte Fertigungssystemoptimierung
  – Flexiblere, mobile Fertigungssysteme bis hin zu voll automatisierten Fertigungslinien (wo sinnvoll)
  – Nachvollziehbare KI-Methoden
  – Automatisierte Flugsteuerungen
  – Quantencomputing

Die Bekanntmachung „LuFo Klima VII-1“ finden Sie hier:

https://www.bundesanzeiger.de/pub/publication/wo9HEtVGx58dt1xtkMV/content/wo9HEtVGx58dt1xtkMV/BAnz%20AT%2019.04.2024%20B1.pdf?inline

Detailliertere Informationen sind der Bekanntmachung zu entnehmen.

Der derzeit mit der Abwicklung der Fördermaßnahme beauftragte Projektträger ist der Projektträger Luftfahrtforschung im DLR e.V. (PT-LF) . Informationen hierzu sind auf der Internetseite des Projektträgers Luftfahrtforschung und -Technologie (PT-LF) enthalten.

Unter folgendem Link finden Interessierte ein Handbuch zur Skizzeneinreichung:

https://www.dlr.de/de/pt-lf/foerderprogramme/bundesebene/das-luftfahrtforschungsprogramm-des-bundes-lufo-klima/lufo-klima-vii/lufo_vii-1_handbuch-zur-skizzeneinreichung.pdf/@@download/file

Ab dem 1.1.2024 wird das bisherige Luftfahrzeugausrüsterprogramm unter neuem Namen - Luftfahrt-Entwicklungs-Darlehen - fortgesetzt. Für die neue Förderperiode bis 2028 soll das Programm insgesamt auf die politisch-strategischen Ziele der Bundesregierung (insbes. Voraussetzungen schaffen für eine klimaneutrale Luftfahrt) ausgerichtet werden. Ziel der Förderung ist es, den Transformationsprozess zu einer klimaneutralen, umweltverträglicheren, lärmminimierten, leistungsfähigeren, sichereren und passagierfreundlicheren Luftfahrt voranzutreiben. Hierzu dient auch die künftige Öffnung des Programms für weitere Antragsteller (z.B. Systemhersteller, sog. OEM), um Transformationspotenziale auch bei diesen besser als bisher nutzen zu können.

Die langfristigen Innovations- und Entwicklungszyklen stellen die deutsche Luftfahrtindustrie vor große Herausforderungen beim Thema Finanzierung. Mit dem Luftfahrt-Enzwicklungs-Darlehen fördert das BMWK anteilig Forschungs- und Technologievorhaben von Unternehmen der zivilen, kommerziellen Luftfahrt am Standort Deutschland durch Darlehen zur Begrenzung von Entwicklungsrisiken. Das BMWK hat die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) beauftragt, diese Teilfinanzierung der Entwicklungskosten durch verzinsliche, teilweise bedingt rückzahlbare Darlehen zu gewähren.

Damit ergänzt dieses Darlehensprogramm im Bereich der experimentellen Entwicklung für Luftfahrzeugausrüster die anderen Förderinstrumente des Bundes wie das Luftfahrtforschungsprogramm und fördert nachhaltig die eigenständigen Entwicklungskompetenzen der deutschen Luftfahrtindustrie.

Die Bekanntmachung des Luftfahrzeugausrüsterprogramms vom 25. April 2024 finden Sie hier.

Weitere Informationen sind im folgenden Dokument zusammengestellt.

Die deutsche Luftfahrtforschung arbeitet traditionell eng mit anderen europäischen Partnern zusammen. Dies stellt die effiziente Nutzung der vorhandenen Wissensbasis und Ressourcen sicher. Dadurch wird eine weitere Stärkung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit der europäischen und deutschen Luftfahrtforschung und -Industrie erzielt.

• Deutsch-französische Kooperation: Im Bereich Hubschrauber und Transportflugzeuge gibt es ein gemeinsames deutsch-französisches Forschungsprogramm. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeitet dabei zusammen mit seiner französischen Schwesterorganisation ONERA weiter erfolgreich an der Verbesserung numerischer Methoden zur Simulation von kompletten Flugzeugen und Hubschraubern. Damit können Luftfahrzeuge der nächsten Generation aerodynamisch leistungsfähiger, sparsamer und umweltfreundlicher ausgelegt werden.
• Das europäische Kooperationsnetzwerk AirTN zur Koordinierung nationaler Forschungsprogramme ist im Jahr 2015 um weitere Partner auf insgesamt 27 Mitglieder erweitert worden. Unter deutscher Führung werden derzeit europaweit Themen für mögliche grenzüberschreitende Forschungsprojekte identifiziert.

Durch die Einbindung des Luftfahrtforschungsprogramms der Bundesregierung in die europäischen Luftfahrtforschungsaktivitäten der EU-Kommission findet eine inhaltliche Abstimmung der europäischen und nationalen Forschungsaktivitäten statt. Ziel ist die Vermeidung von Doppelförderung und der effiziente Einsatz der kappen F&E-Ressourcen.

Darüber hinaus werden im nationalen Luftfahrtforschungsprogramm technologische Vorarbeiten für die europäische Technologieinitiative "Clean Aviation“ geleistet. In dieser europäischen Forschungspartnerschaft mit einem Volumen von 4,1 Mrd. Euro über 7 Jahre sollen Technologiebeiträge aus den verschiedenen nationalen Luftfahrtforschungsprogrammen der Mitgliedstaaten zusammengeführt werden. Ziel ist es, einen entscheidenden, technologischen Schritt zur Erreichung der Klimaschutzziele zu machen. Im Rahmen dieser Private-Public-Partnership werden sich die privaten Mitglieder mit 2,4 Mrd. Euro an den Gesamtkosten beteiligen.