Antrittsvorlesung von Prof. Dr. Sebastian Heimbs 22. März 2023 | 17:00 Uhr - 18:00 Uhr

Luftfahrt der Zukunft mit Wasserstoff und Batterien? Aber sicher! Forschung für die Sicherheit der Flugzeuge von morgen bei Crash- und Impactbelastungen

Eine nachhaltige und klimaneutrale Luftfahrt von morgen im Rahmen ambitionierter Klimaschutzziele der EU ist aktuell Gegenstand der Forschung zahlloser Hochschulen und Forschungszentren. Gerade das emissionsfreie Fliegen mittels batterieelektrischer Antriebe oder durch flüssigen Wasserstoff steht hierbei typischerweise im Mittelpunkt. Nahezu täglich erscheinen weltweit neue Luftfahrzeugkonzepte mit unterschiedlichen Anordnungen der Wasserstofftanks oder Batterien für Anwendungen von fliegenden Kurzstrecken-Lufttaxis bis hin zu Langstreckenflugzeugen. Diese Studien sind oft disruptiv, das heißt verlassen die ausgetretenen Pfade des röhrenartigen Flugzeugrumpfs mit konventioneller Flügel- und Triebwerksanordnung. Ein Großteil dieser innovativen Forschungskonzepte lassen die Anforderungen an die Sicherheit außen vor und schmälern so stark die praktische Relevanz. Und zwar insbesondere bei einer Notlandung oder unvorhersehbaren Gefahrensituationen durch auftreffende Projektile. Die behördliche Luftfahrtzulassung eines Luftfahrzeugs zum Personentransport vom Flugtaxi bis zum Langstreckenflugzeug erfordert den Nachweis der Sicherheit, der strukturellen Integrität und der möglichen Evakuierung bei definierten Crashlastfällen einschließlich der sicheren Notlandung bei Impactlastfällen durch Vögel, Reifenteile, Triebwerksteile oder andere Projektile. Wasserstofftanks und Batterien unter Flugzeugcrash- und Impactbelastungen sowie deren Schutz und Sicherheit eröffnen völlig neue Fragestellungen und Herausforderungen und einen immensen Forschungsbedarf. Erst die Lösung dieser Fragestellungen wird eine zulassungsfähige, klimaneutrale Luftfahrt von morgen ermöglichen.

Die TU Braunschweig positioniert sich als Pionier und richtungsgebend in diesem neuen Forschungsfeld. Die Antrittsvorlesung widmet sich diesem Thema und zeigt die bedeutsamen Unterschiede zu konventionellen Flugzeugen mit Kerosintanks auf. Sie ordnet das Thema in die Gesamtforschungsstrategie des Instituts für Flugzeugbau und Leichtbau ein und geht auf technologische Ansätze und Lösungen für diese Herausforderungen von der Entwicklung neuer Crashenergieabsorberkonzepte über neue effiziente, KI-basierte Berechnungs- und Optimierungsmethoden bis hin zur Technologiedemonstration mittels skalierter Crashversuche ein. In diesem Zusammenhang werden auch neue Forschungsgroßgeräte zur kurzzeitdynamischen mechanischen Charakterisierung von Werkstoffen und Fügestellen, für Crashtests und für Hochgeschwindigkeitsbeschusstests durch Vogelschlag oder andere sicherheitsgefährdende Projektile vorgestellt.

Zur Person
Sebastian Heimbs studierte Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der Technischen Universität Kaiserslautern mit einem Auslandssemester in Schweden. Er promovierte mit Auszeichnung an der TU Kaiserslautern im Themenbereich der Material- und Schädigungsmodellierung von Faserverbund-Sandwichstrukturen unter kurzzeitdynamischer Crashbelastung. Seit 2004 arbeitete er im Luft- und Raumfahrtkonzern Airbus (ehemals EADS), zunächst in der Konzernforschung in Hamburg, später in Ottobrunn bei München. Er wirkte in vielen nationalen und internationalen Forschungsprojekten zu Leichtbaustrukturen in der Luftfahrt als Forscher und Projektleiter. Im Jahr 2012 übernahm er die Leitung der transdivisionalen R&T Gruppe „Structures Engineering & Integration“ und wurde kurze Zeit später zum konzernweiten Experten für dynamische Struktursimulationen ernannt. In 2017 übernahm er die Leitung des transnationalen Centers für dynamische Strukturanalysen der Airbus Zivilflugzeugsparte in Hamburg, welches unter anderem mit den Crashsicherheitskonzepten für die Zulassung sämtlicher Flugzeugprogramme wie aktuell des Airbus A350 oder A321XLR betraut war. 2021 erhielt er den Ruf an die Technische Universität Braunschweig als Professor für Flugzeugkonstruktion. Heute leitet er das Institut für Flugzeugbau und Leichtbau (IFL) und beschäftigt sich in Grundlagen- sowie anwendungsnaher Forschung und Lehre mit Themen der Leichtbauwerkstoffe, multiphysikalischer Simulation und neuen Strukturbauweisen mitsamt der Technologiedemonstration am Boden und in der Luft für die nachhaltige und sichere Luftfahrt von morgen.

Referent*in

Prof. Dr.-Ing. Sebastian Heimbs, Institut für Flugzeugbau und Leichtbau

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