In the pursuit of environmentally friendly aviation, intensive research is being conducted on the development of low-emission architectures. Comprehensive investigations of various architectural variants are required for this purpose. These variants are generated using MATLAB System Composer. However, a challenge arises as direct discussion of these models is not currently possible, leading to manual reconstruction of the architectures.To automate this manual process, various visualization tools and their interaction with MATLAB are to be explored. In addition to Inkscape, other tools such as Simscape, Microsoft Visio, or the Architecture Views function of System Composer will be analyzed. Subsequently, a tool will be selected to interact with MATLAB.

Tasks:

• Analysis of visualization tools such as Inkscape, Simscape, Microsoft Visio, and System Composer Architecture Views with icons
• Evaluation and selection of a tool
• Automated visualization of hydrogen propulsion system architectures
• Creation of an icon library
• Documentation and presentation of the results

To achieve sustainable aviation, among other things, green hydrogen (H2) is being investigated as energy source in combination with fuel cells for a regional concept aircraft during the aircraft conceptual design phase. Using fuel cells and high-voltage electric power supply networks (HVDC) on-board commercial aircraft are part of current research.
For such novel systems hardly any existing knowledge is available. Coupled with the vast combinatorial design space, this requires the application of efficient design space exploration and optimization techniques. An optimization algorithm proposes architecture variants, which are then evaluated. Results are fed back to the optimizer for the next iteration loop.
The aim of this thesis is to assess a collaborative system architecture optimization approach. Furthermore, a focus is on extending current evaluation metrics focusing on new criteria such as eco-balance.

Tasks:

• Develop Electric Power Supply System (ATA 24) architecture for regional aircraft
• Establish interface between optimizer (DLR) and evaluation methods (TUHH)
• Develop new evaluation metrics for systems architectures like eco-balance
• Create method to handle large optimization problems

Innovative Flugzeugkonzepte integrieren neuartige Systemtechnologien, wie elektrische Antriebe und Brennstoffzellensysteme, welche bisher noch nicht in Verkehrsflugzeugen zum Einsatz kommen. Die geringe Erfahrung und steigende Systemkomplexität machen umfangreiche Systemtests notwendig. Prüfstände sind typischerweise teuer & aufwändig. Virtuelle Systemtests sind ein ergänzender Ansatz zur frühzeitigen Absicherung, welcher am Institut für Flugzeug-Systemtechnik verfolgt wird. Doch auch detaillierte Systemmodelle sind durch hohe Rechenzeiten begrenzt nutzbar. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher ein Ansatz zur Erzeugung von datenbasierten Ersatzmodellen (sog. Surrogates) für Modellkomponenten eines Brennstoffzellenantriebs erarbeitet und untersucht werden, um umfangreiche virtuelle Testkampagnen mit ausreichender Genauigkeit zu ermöglichen.

Aufgaben:

• Einarbeitung in den Anwendungsfall (Antriebs-POD mit Brennstoffzellensystem)
• Rechenbedarf-Analyse für aktuelle POD-Modellelemente
• Modell- und Sensitivitätsstudien für Komponenten
• Auswahl KI-basierter Ansätze für Ersatzkomponenten
• Umsetzung und Bewertung anhand von ausgewählten Modell-Komponenten in Matlab/Simulink

Die zunehmende Digitalisierung und der Einsatz einer Vielzahl von Sensoren verursacht in der Luftfahrt teils sehr große Mengen an Daten, die u.a. mithilfe von Big-Data-Tools und KI vorteilhaft genutzt werden können. Getrieben durch die Entwicklung immer leistungsstärkerer Hardware und Software können heutzutage für unterschiedliche Fachgebiete maßgeschneiderte Datenplattformen entwickelt werden, die die effiziente Speicherung, Verarbeitung und Visualisierung großer Datenmengen ermöglichen. Am Institut für Flugzeug-Systemtechnik soll daher eine institutseigene Datenplattform aufgebaut werden, sodass die durch z.B. Prüfstandtests, virtuelle Systemtests oder in aktuellen Industrieprojekten entstandenen großen Datenmengen möglichst gewinnbringend genutzt werden können. Für diese FST-Datenplattform soll im Rahmen einer studentischen Arbeit das Framework zur Verarbeitung der Daten entwickelt werden.

Aufgaben

• Einarbeitung sowie Marktrecherche
• Analyse, Bewertung und Auswahl geeigneter Datenverarbeitungs-Tools
• Implementierung des Datenverarbeitungs-Frameworks
• Bewertung des Frameworks anhand geeigneter Anforderungen
• Technologiedemonstration anhand von Minimalbeispielen