| Forschungsprojekt: | ,,i-LUM'' - innovative Luftgestützte Urbane Mobilität |
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| Forschungsbereich: | Automation, Energietechnik, Luftfahrt-MRO, Luftgestützte Mobilität, Mobile Sensorik | |
| Gefördert durch: | Stadt Hamburg - Landesforschungsförderung (LFF) | |
| In Zusammenarbeit mit: |
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| Beginn des Projekts: | Oktober 2020 | |
| Ende des Projekts: | Dezember 2023 |
| Das Projekt |
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,,iLUM'' ist ein Vorhaben im Rahmen der Initiative Hamburg X. Die Zielsetzung dieses Vorhabens ist die Entwicklung, Erarbeitung und Bewertung der Umsetzbarkeit von Konzepten zur innovativen luftgestützten urbanen Mobilität für die Metropolregion Hamburg. Dabei soll die Machbarkeit von innovativen Konzepten für zukünftige Szenarien (2040/2050) erarbeitet und bewertet werden. Konkret werden die folgenden Einzelaspekte adressiert:
- Entwicklung von konkreten Gesamtkonzepten für die luftgestützte Mobilität in Hamburg unter Berücksichtigung verschiedener Szenarien und Ableitung von Anforderungen an Vehikel, Infrastruktur und Betrieb
- Detaillierte wissenschaftliche Untersuchung der notwendigen ,,Enabler"-Technologien für das Vehikel sowie der infrastrukturellen und betrieblichen Aspekte,
- Evaluierung des Nutzwertes ausgewählter Konzepte für die Stadt, ihre Einwohner und Besucher.
Eine besondere Rolle spielen die Ergebnisse von Akzeptanzstudien und Evaluierungen zum Nutzerverhalten innerhalb dieser neuen urbanen Mobilität in Hamburg. Aus diesen Ergebnissen können Konstruktionsmerkmale abgeleitet werden. So kann ein Konzept entwicklet werden, dass die Stadt Hamburg logistisch entlasten kann.
| Die Forschung am IFPT |
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Es sollen bord- und bodenseitige Führungs- und Informationssysteme sowie Betriebsinfrastrukturen entwickelt werden. Das IFPT entwickelt hierzu Konzepte zu einer automatischen und bodengebundenen MRO. Diese soll bspw. Schäden am Luftfahrzeug erkennen und reparieren können oder das Luftfahrzeug hinsichtlich Antriebsart und Logistik beladen können.
Die Herausforderungen in der Entwicklung dieser automatischen bodengebundenen MRO liegen in der Flexibilität der MRO-Prozesse und -Systeme, da die Bauteile und Schäden sehr vielfältig sein können.
| Die Infrastruktur |
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Die zu entwickelnde Infrastruktur umfasst alle bodenseitig notwendigen Elemente, um die Vehikel von der Landung bis zum nächsten Start zu warten, zu reparieren und mit Beladung hinsichtlich Antrieb, Logistik und Personen zu versorgen. Dabei liegt ein Hauptaugenmerk auf der Einhaltung der entsprechenden Sicherheitsanforderungen.
Die Infrastruktur soll auf sogenannten Vertiports platziert werden. Vertiports dienen als Verkehrsquellen und -senken und müssen hinsichtlich ihrer Mobilitätskapazität modelliert werden. Die Infrastruktur sollte eine schnelle Reaktion und ein flexibles Eingehen ermöglichen, wobei eine ständige technologische Weiterentwicklung erforderlich ist. Die MRO-Abläufe sollten kurze Durchlaufzeiten aufweisen und über den Lebenszyklus des Vehikels dokumentiert werden.
Im Projekt werden unter anderem die folgenden Fragen adressiert:
- Wie soll die bodengebundene MRO-Infrastruktur konzeptioniert werden?
- Wie sollen Anlagen - stationär oder mobil - für die Inspektion von Schäden und Verschleiß aussehen?
- Wie können festgestellte Schäden repariert werden?
- Welcher Grad der Automatisierung und softwaretechnischen Intelligenz ist für die angestrebte hochautomatisierte MRO erforderlich?
- Ist eine Zustandsüberwachung der Flotte sinnvoll und wie kann diese umgesetzt werden?
Abgeschlossene Studentische Arbeiten:
| Art der Arbeit | Thema | Name | Jahr |
|---|---|---|---|
| Masterarbeit | Szenarienentwicklung und konzeptionelle Entwicklung eines Systems zur Zustandsanalyse, Wartung und Reparatur von Luftvehikeln für die urbane luftgestützte Mobilität | Franziska Roth | 2022 |
| Masterarbeit | Konzeptionierung von Vertiports hinsichtlich der bodengebundenen Infrastruktur für die urbane luftgestützte Mobilität | Piet Ansgar Scheffler | 2022 |
| Bachelorarbeit | Analyse von betrieblichen Umweltkosten-Trägern, deren Trends und Auswirkungen innerhalb der luftgestützten Mobilität in Metropolregionen | Rames Karbasi | 2022 |
| Bachelorarbeit | Entwicklung eines Mobilisierungssystems für Luftvehikel an Skyports in der innovativen luftgestützten Mobilität | Wojciech Von Zmuda Trzebiatowski | 2022 |
| Bachelorarbeit | Standortanalyse und Lärmemissionsbetrachtungen zur Befähigung einer Flotte in der innovativen luftgestützten Mobilität | Lucia Agullo Marti | 2022 |
| Bachelorarbeit | Strategien zur Energieversorgung von Vehikeln in der innovativen luftgestützten Mobilität | Tobenna Noah Ijeh | 2022 |
| Bachelorarbeit | Konzeptionelle Auslegung eines Informationsmodells zur Zustandsüberwachung in der innovativen luftgestützten Mobilität | Willem Babendererde | 2023 |
| Studienarbeit | Analyse und Erweiterung bestehender Topologien von bodengebundenen Infrastrukturen für die innovative urbane luftgestützte Mobilität | Arne Viebrock | 2023 |
| Masterarbeit | Optimierung von Topologien bodengebundener Infrastrukturen der innovativen urbanen luftgestützten Mobilität mittels ganzzahliger Programmierung | Arne Viebrock | 2023 |
Vorträge
2023
J. Eltgen (2023). Methodik zur ganzheitlichen Analyse bodengebundener Infrastruktur für Urban Air Mobility. 20.09.2023. DLRK Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2023. Stuttgart, Deutschland. 2023.
J. Eltgen (2023). Beitrag zur Infrastrutkurentwicklung innerhalb der innovativen urbanen luftgestützten Mobilität. 28.06.2023. i-LUM Doktorandenkolloquium 2023. Hamburg, Deutschland. 2023.
J. Eltgen (2023). MROPort for Airworthiness Checks in a Future-Proof Environment. 13.06.2023. AIAA Aviation 2023. San Diego, USA. 2023.
2022
J. Eltgen (2022). Technical Concepts for Inspecting UAVs for Damage. 05.09.2022. 33rd Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, Stockholm, Schweden.
J. Eltgen (2022). Wie Telepräsenz Skyports der AAM erweitern kann. Podiumsvortrag und -diskussion. Autonome Systeme - Support durch Telepresence, nextReality.Hamburg e.V., Hamburg. 05.10.2022.
J. Eltgen (2022). Urbane Mobilität neu denken. Vortrag. Hamburg. 06.12.2022.
Veröffentlichungen
2023
J. Eltgen, T.Schüppstuhl. MROPort for Airworthiness Checks in a Future-Proof Environment. AIAA Aviation 2023. San Diego, USA. DOI: https://doi.org/10.2514/6.2023-3576 . 2023.
J. Eltgen, T. Fraske, G. Mavraj, M. Swaid, D. Kloock-Schreiber, O. Röntgen, T. Schüppstuhl. Methodik zur ganzheitlichen Analyse bodengebundener Infrastruktur für Urban Air Mobility. DLRK 2023, Stuttgart, Germany. 2023.
2022
[accepted] D. Kloock-Schreiber, T. G. G. Grebner, J. Eltgen, V.Gollnick, A. Fay, T.Schüppstuhl. Overall System Architecture of UAM Systems and Air Taxis. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022. Dresden, Deutschland. 2022.
J. Eltgen, T. Schüppstuhl. Technical Concepts for inspectings UAVs for damage. ICAS 2022, Stockholm, Sweden. DOI: 10.15480/882.4760 2022.
2021
G. Mavraj, J. Eltgen, T. Fraske, M. Swaid, J. Berling, O. Röntgen, Y. Fu, D. Schulz. A Systematic Review of Ground-Based Infrastructure for the Innovative Urban Air Mobility. Transactions on Aerospace Research. DOI: https://doi.org/10.2478/tar-2022-0019 . 2021.
Ansprechpartnerin am Institut: Bei Interesse wenden Sie sich gerne an M.Sc. Jil Eltgen.
