Visionen für eine klimaneutrale Luftfahrt
Der AERO-PARK 1 am zukünftigen Forschungsflughafen Aachen-Merzbrück
Der Wandel der Luftfahrt gepaart mit den Möglichkeiten des Strukturwandels im Rheinischen Revier bietet für die Technologieregion Aachen eine einmalige Chance, die nationale Position als Innovator für die Luftfahrt weiter zu stärken. Als Teil des Wirtschaftsökosystems Aviation Rheinisches Revier wird am zukünftigen Forschungsflughafen Aachen-Merzbrück der AERO-PARK 1 zum Innovationzentrum für Luftfahrt entwickelt.
Radikaler Wandel der Luftfahrtbranche
Die Luftfahrtbranche steht vor einem radikalen Wandel. Mit dem European Green Deal treten Klimaschutz, Nachhaltigkeit und Ökologie in den Fokus der Wirtschaft. Für die Luftfahrtbranche bedeutet dies, die Emission deutlich zu reduzieren und die Klimaneutralität des Luftverkehrs anzustreben. Die bereits im Flight Path 2050 festgeschriebene Selbstverpflichtung der Luftfahrtindustrie für leise, effiziente und saubere Flugzeuge, wird mit dem European Green Deal um das klare Ziel der klimaneutralen Luftfahrt bis 2050 geschärft.
Gleichzeitig wird eine weitere starke Zunahme des globalen Flugverkehrs um das Doppelte sowie eine Verdreifachung des zugehörigen Wartungsgeschäfts in den nächsten 15 Jahren prognostiziert. Zusätzlich rücken durch neue Urban-Mobility Konzepte weitere Themen in den Fokus, die sich mit der Herstellung und dem Betrieb von bemannten und unbemannten Kleinfluggeräten beschäftigen.
Innovationsbedarf und Innovationstreiber
Die enormen Herausforderungen bestehen zum einen darin, den hohen Innovationsbedarf zu neuen Antrieben, ob Brennstoffzelle, Batterie oder moderne hybride Triebwerkskonzepte, sowie dem Leichtbau und neuen Flugzeugarchitekturen für die klimaneutrale Luftfahrt zu meistern. Zum anderen gilt es, bei der prognostizierten Zunahme des Luftverkehrs die Qualität und Verfügbarkeit der Komponenten, Produkte und Systeme für die ambitionierten Klimaziele sicher zu stellen.
Staaten wie England, Frankreich und Spanien reagieren auf den hohen Innovationsbedarf und das Wachstum mit der Bündelung von Kompetenzen in Technologiezentren. Diese industrienahen Technologiezentren sind alternativlos, wenn Deutschland nicht den Anschluss verlieren möchte. Sonst werden die zweifelsfrei verfügbaren Innovationen aus der Forschung sonst nur in absoluten Ausnahmen in die Wertschöpfung überführt. Arbeitsplätze werden somit nicht geschaffen oder gehen gar verloren. Das liegt vor allem an den enorm hohen Anforderungen der Luftfahrt an die Entwicklungsprozesse und die damit verbundene Nachweisführung, der die Hochschulen kaum gerecht werden können. Dafür braucht es professionelle Entwicklungszentren. Das ist nicht vergleichbar mit Entwicklungsprozessen in anderen Branchen. Das Land Nordrhein-Westfalen (NRW) hat mit dem AERO-PARK 1 die Möglichkeit, sich als starker Innovationstreiber für die klimaneutrale Luftfahrt zu positionieren. NRW und die Städteregion Aachen verfügen auf dem Gebiet der Luftfahrt über eine ausgeprägte Forschungs- und Entwicklungs-Landschaft sowie eine starke Luftfahrtzulieferindustrie in Schlüsselpositionen. Dies ist eine hervorragende Ausgangslage, um sich als zentraler Innovator für Werkstoffe, Prozesse und Produkte gepaart mit den entstehenden Digitalisierungskompetenzen für den Zukunftsmarkt Luftfahrt zu etablieren.
Hohes Maß an Interdisziplinarität
Die Entwicklung von Produkten der Luftfahrt und insbesondere von Luftfahrzeugen erfordert ein hohes Maß an Interdisziplinarität der Akteur*innen über die gesamte Entwicklungs- und Wertschöpfungskette. Dabei sind ebenso die Zulassungsbehörden einzubeziehen. Um die Interdisziplinarität und die Gesamtsystemkompetenz zu gewährleisten, werden in einem ersten Aufsatz folgende Themengebiete rund um den AERO-PARK 1 in Aachen-Merzbrück aufgegriffen:
- Luftfahrtproduktion
- Luftfahrtsimulatoren
- Technologien für kleine Luftfahrzeuge
- Luftgestützte Mobilität (UAM)
- Unmanned Aerial Systems (UAS)
- Test und Zertifizierung
Zu den geplanten Ansiedlungen im AERO-PARK 1 gehören:
- Production Launch Center PLCA (Access, Fraunhofer Gesellschaft, RWTH Aachen)
- AERO.SCIENCE (FH Aachen)
- Innovationszentrum für Kleinflugzeug-Technologien – INK (DLR)
- Aviation Innovation Center (AGIT)
Das Production Launch Center Aviation – PLCA
Produktionstechnik für die Luftfahrt aus Aachen ist weltweit anerkannt. Der Forschungsflugplatz Aachen-Merzbrück im direkten Umfeld der produktionstechnischen Institute der RWTH Aachen, der freien Forschungseinrichtung Access sowie dem IPT der Fraunhofer Gesellschaft bieten ein enormes Potenzial und sind international ohne Beispiel. Die Forschungseinrichtung Access e.V., das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie sowie das Werkzeugmaschinenlabor der RWTH (WZL) decken dabei gemeinsam die gesamte produktionstechnische Wertschöpfungskette von der Materialherstellung bis zum fertigen Produkt ab. Sie arbeiten bereits seit vielen Jahren Hand in Hand mit der Industrie an neuen Schlüsseltechnologien und entwickeln diese sukzessive hin zu höheren Reifegraden. Diese Kompetenzen werden bereits heute innerhalb der sehr erfolgreichen Partnernetzwerke ICTM (International Center for Turbomachinery Manufacturing) sowie dem Access Partnernetzwerk SKY genutzt. Aachen ist ein internationaler Anlaufpunkt für die großen ‚Player‘ der Branche.
Umfassende Anforderungen an Klima- und Lärmschutz sowie einhergehende, innovative Mobilitätskonzepte machen neue serienstabile Fertigungsprozesse der effizienten Komponenten von Morgen erforderlich. Faktoren wie Bauteilkomplexität, Kosten-, Ressourcen- und Umweltschonung unterliegen dabei extremen Herausforderungen. Die notwendigen technologischen Entwicklungen erfordern ein grundlegendes konzeptionelles Umdenken, damit das enorme, derzeit ungenutzte technologische Potential aus der Forschung nutzbar wird. Die Entwicklung und Industrialisierung automatisierter, skalierbarer, kostenoptimierter, ressourcenschonender, schneller und digitalisierter Produktionsprozesse für Bauteile und Werkstoffe für die klimaneutrale Luftfahrt von heute und morgen steht im Fokus des PLCA. Schwerpunktmäßig steht die extrem schnelle und hochqualitative Umsetzung von Konzepten und Entwürfen in prototypische Bauteile im Fokus und zwar anforderungsgerecht für Luftfahrt-OEM (prüfstandtauglich und mit den erforderlichen Nachweisen nach Luftfahrtstandard). Dies ist immer der erste Schritt hin zu einem Fertigungsprozess, insbesondere auch um Fertigbarkeit nachzuweisen und Bauteile in einem frühen Entwicklungsstatus fertigungsgerecht anzupassen.
Umfassende Kompetenzen in der Produktionstechnologie
Die Aachener Forschungseinrichtungen der Produktionstechnik Access e.V., Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie besitzen ein umfassendes Kompetenzprofil und können gemeinsam den gesamten produktionstechnologischen Lebenszyklus und der Qualitätssicherung bis zum fertigen Produkt abbilden. Weiterhin unterstützen die Einrichtungen seit vielen Jahren die Industrie bei Fragestellungen der Prozessvalidierung und -qualifizierung sowie arbeiten gemeinsam mit den Behörden (EASA und FAA, Federal Aviation Administration der USA) an neuen Standards zur Zertifizierung von Bauteilen und Systemen für den sicheren Betrieb im Luftraum. Bereits jetzt gibt es hier enge Kooperationen mit Einrichtungen und lokal ansässigen Unternehmen, die in diese Aktivitäten eingebunden sind. Das Production Launch Center Aviation ist damit ein kooperativer Zusammenschluss einzelner Entwicklungszentren und Kompetenzen zur ganzheitlichen Betrachtung von Fertigungsketten und Qualitätssicherungsprozessen.
Selbstverständnis
Das allgemeine Selbstverständnis des Production Launch Centers spiegelt sich dabei in den folgen Punkten wider:
- Nachhaltige Produktionsansätze in die Serienproduktion von morgen bringen
- Das Production Launch Center Aviation ist eine Forschungs-, Entwicklungs- und Produktionsanlaufstätte, in der Produkte und Prozesse vom F&E-Status (~TRL 3-4) mit der Industrie in die Serienproduktion überführt und am Markt zugelassen/etabliert werden können („Launch-Effekt“). Dies sichert die verlustfreie Übertragung von F&E-Know-How in die Serienproduktion und damit skalierbare Wertschöpfung.
- Aufbau von hochinnovativen Serien-Pilotproduktionen auf Industrieniveau unter allen Gesichtspunkten einer energieeffizienten, ressourcenschonenden und CO2-neutralen „Green Factory“ von morgen. Hier gibt es auch direkte Verbindungen zu den Aktivitäten um die RWTH Initiative Low Carbon Industry.
- Exzellente Forschungs- und Entwicklungskompetenz zur Überwindung des Valley-of-Death zwischen Forschung und der effizienten, nachhaltigen Produktion innovativer Serienprodukte.
- Ein zentrales Management und Bündelung der F&E-Aktivitäten (Key-Accounting mit dezidierten Ansprechpartnern), Management von Cross-Industry-Innovationen sowie bei der Zusammenarbeit mit Zulieferern gemeinsame Interessensvertretung bei den internationalen OEM’s.
- Treiber und Vorbild für die Digitalisierung der produzierenden Industrie.
- Ein digital vernetztes Umfeld mit neuesten Kommunikationsstandards (wie etwa 5G) zum Betreiben eines hochmodernen F&E-Umfelds, in welchem Technologien wissensbasiert und modellgestützt in die Anwendung transferiert werden können.
- Nutzung von innovativen Rapid-Technologien und einer digitalen Infrastruktur zur maximalen Beschleunigung von Prototypenentwicklungs- und Anlaufprozessen für kleine Losgrößen („FastMake“). Weiter enge Kopplung mit digitaler Materialentwicklung, um fortwährend einen Entwicklungsvorsprung zu gewährleisten.
- Arbeitsplätze, Stärkung des Mittelstands und Qualifizierung von Menschen
- Skill- und Schulungsplattform für gemeinsames Ramp-Up mit Mitarbeiter*innen aus der Industrie für einen verlustfreien Technologietransfer vom Production Launch Center Aviation in vor- und nachgelagerte Industrieunternehmen und an die internationalen Kund*innen.
- Schaffung und Verstetigung von Arbeitsplätzen und somit die Unterbindung von Abwanderung von gut ausgebildeten Facharbeiter*innen und Expert*innen aus NRW.
- Anziehung von Expert*innen nach NRW auf attraktive Arbeitsplätze
- Stärkung der mittelständischen Zulieferer durch gemeinsame Entwicklung nachhaltiger Hochtechnologielösungen.
- Nutzung der engen Anbindung an das universitäre Umfeld und die Forschungseinrichtungen in NRW als Recruiting Instrument. Einbindung und Aufbau junger Mitarbeiter*innen für die Qualifikation im Unternehmen sowie von klassischen Lehrberufen im Sinne einer modernen „Ausbildung und Lehre“.
Am zukünftigen Forschungsflughafen Aachen-Merzbrück entsteht mit dem Aero-Park 1 ein hochmoderner Luftfahrtcluster. Dort werden in einem kompetenten Netzwerk Innovationen für die klimaneutrale Luftfahrt erforscht, entwickelt, produziert und getestet. Die Umsetzung der Innovationen in einer modernen Arbeitswelt, mit zukunftsweisender Energieerzeugung und -nutzung sowie die Anbindung an innovative Mobilitätskonzepte sind klare strukturelle Ziele des AERO-Park 1. Klimafreundliche Innovation für die Luftfahrt sollen dort sichtbar und für die Bevölkerung erlebbar werden.
Quelle: StädteRegion Aachen
– Autor: André Schievenbusch