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2 Innovative Lösungsansätze Innovative solutions Flightpath 2050: Beiträge von Technologien für die Flugzeugkabine und den Betrieb am Boden Flightpath 2050: Contributions of cabin-related and ground operation technologies Im Angesicht der ambitionierten „Flightpath 2050“-Ziele der Europäischen Kommission rücken neben alternativen Antrieben oder einer effizienteren Aerodynamik auch Verbesserungen der Flugzeugstruktur und -kabine sowie Einsparungen durch verbesserte Bodenabfertigung immer stärker in den Fokus der Wissenschaftler. Um zu bewerten, welchen Einfluss verschiedene Verbesserungen in den beiden letztgenannten Bereichen auf die Emission von Kohlendioxid (CO 2 ) haben können, hat das Bauhaus Luftfahrt mehrere Sensitivitätsstudien mit einem Kurz- bis Mittelstreckenflugzeug durchgeführt. Die Passagiersitze machen mehr als 50 Prozent des Gesamtgewichts einer Flugzeugkabine aus. Selbst durch die Umrüstung auf moderne Leichtbausitze lassen sich lediglich CO 2 -Einsparungen von etwa einem Prozent realisieren. Langfristig gesehen werden solche marginalen Einsparungen aber von den stetig steigenden Körpermaßen und -gewichten der Passagiere wieder mehr als aufgezehrt. Im Jahr 2010 waren amerikanische Männer und Frauen im Durchschnitt 18 beziehungsweise 19 Prozent schwerer als im Jahr 1960. Diese Veränderung des menschlichen Körpers führt demnach zu einem erhöhten Bedürfnis nach Freiraum, der von den Fluggesellschaften mit breiteren Sitzen und mehr Beinfreiheit beantwortet werden kann. Wenn sich dieser Trend fortsetzt, würde dies zu einer um 2,8 Prozent höheren CO 2 -Emission im Jahr 2050 führen. Um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten, geht der Trend schon heute in Richtung größerer Rumpfquerschnitte, um Platz für geräumigere Kabinen zu schaffen. Deren zusätzliches Volumen kann nicht nur der Bein- und Ellbogenfreiheit der Passagiere zu Gute kommen, sondern durch neuartige Kabinenkonzepte im Einklang mit reduzierten Küchen- und Toilettenflächen auch dazu genutzt werden, eine höhere Anzahl an Sitzplätzen einzubauen. Nur so lässt sich der aerodynamisch und strukturell bedingte Nach- > In view of the European Commission’s ambitious “Flightpath 2050” emissions reduction targets, airframe-related contributions, such as structural changes of the cabin and fuselage design, as well as saving potentials in line with improved ground operation processes are constantly gaining importance in research at Bauhaus Luftfahrt. In order to estimate the impact improvements may have on overall carbon dioxide (CO 2 ) emissions, the researchers have carried out several separate sensitivity studies for a short- to mediumhaul aircraft. Passenger seats account for over 50 per cent of the total cab in outfitting weight. Even the installation of modern lightweight seats provides CO 2 savings of just one per cent, a small advantage that in the longer term could easily be outweighed by the constant growth of the passengers’ average body height and weight. In 2010, an average American man was 18 per cent heavier and a woman 19 per cent heavier compared to 1960. These changes in the human body result in an increased demand for individual space, which can be answered by airlines with wider seats and increased legroom. If these trends continue, this would lead to 2.8 per cent higher CO 2 emissions by the year 2050. To keep up with this development, recent trends show increasing cross-section sizes that allow more spacious cabins. The additional volume however is rarely used to increase seat width or legroom for passengers. Instead, new seating concepts aim at the installation of additional seats, often in line with a reduced number of lavatories and galleys or a reduced seat pitch. In this way, the structural and aerodynamic penalties of larger fuselage diameters of around 1.8 per cent can hence be turned into an advantage in the CO 2 emission per passenger. In the analysis of Bauhaus Luftfahrt, such a passenger packing density enhancement represents the potential to reduce CO 2 emissions per passenger by up to six per > cent. 62 Bauhaus Luftfahrt Neue Wege.
2 Innovative Lösungsansätze Innovative solutions CO 2 emissions reduction per passenger kilometre on mission level, 500 nm off-design [%] 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 10 15 20 25 30 Dispatch towing Electric taxiing Taxi-out time [minutes] Zwei Alternativen für einen emissionsärmeren Rollvorgang von und zur Startbeziehungsweise Landebahn: Das Bauhaus Luftfahrt untersuchte die CO 2 -Einsparpotenziale bei der Zuhilfenahme von Hochgeschwindigkeits-Flugzeugschleppern und beim elektrischen Rollen mittels ins Fahrwerk integrierter Elektromotoren. Abhängig von der Dauer des Rollvorgangs ließen sich mit beiden Strategien spürbare CO 2 -Einsparungen realisieren. Two alternatives for lower-emission aircraft taxiing to and from the runway: Bauhaus Luftfahrt compared the CO 2 reduction potentials of procedures like dispatch towing with high-speed tow trucks or electric taxiing using electric motors integrated into the landing gear. Depending on the taxi time, both strategies could lead to significant CO 2 reductions. Bauhaus Luftfahrt Neue Wege. 63
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Über das Bauhaus Luftfahrt About B
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Seite 16 und 17: Neue Wege in der Luftfahrt - drei F
Seite 18 und 19: 1 Treiber der Luftfahrt Drivers of
Seite 40 und 41: 2 Innovative Lösungsansätze Innov
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Seite 84 und 85: 3 Methoden und Prozesse Methods and
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