Fantasie braucht Ideen. Und Forschung vor allem eins, Visionen.

Genau daran arbeiten die Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt.

Das DLR Stuttgart beschäftigt 600 Mitarbeiter in sechs Forschungsinstituten. Der Traum vom Fliede. Er wird immer wieder neu erfunden. Zum Beispiel mit kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen.

Härter als Stahl und leichter als Aluminium. DLR-Ingenieure am Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung entwickeln solche CFK-Bauteile für die Luft- und Raumfahrt. Das DLR Forschungsflugzeug Antares DLR H2 ist das erste bemannte startfähige Flugzeug mit Brennstoffzellenantrieb.

Ohne Abgase. Das Institut für Technische Thermodynamik setzt auf die Brennstoffzelle in der Luftfahrt. Der Start in eine Zukunft des neuen Fluges.

Fällt ein Triebwerk während des Fluges aus, muss es auch unter erschwerten Bedingungen wieder zünden können. Das Institut für Verbrennungstechnik untersucht das Zündverhalten von verschiedenen Treibstoffen. Biosprit im Flugzeugtank. Designertreibstoffe für weniger Emissionen und Unabhängigkeit vom Erdöl.

Neue Wege auch in den Weltraum. Für den kritischen Moment des Wiedereintritts in die Erdatmosphäre haben die Wissenschaftler des Instituts für Bauweisen- und Konstruktionsforschung

eine faserkeramische Frontstruktur für die Expert-Weltraumkapsel entwickelt. Die Nasenkappe besteht aus 27 Lagen mit über 400 Einzelsegmenten.

Große Ofenanlagen ermöglichen die Fertigung solcher Bauteile. Ein Computertomograph untersucht diese am Ende dreidimensional für einen sicheren Einsatz. Vorbereitungen zum Einsetzen von hitzefesten Auskleidungen.

Mit Ecken und Kanten ins All. Mit Chefex 2 testet das DLR erstmals eine aktive Kühlung des Hitzeschildes für eine sichere Rückkehr zur Erde. In Göttingen im Windkanal mit Stoßwellen von 12.000 Stundenkilometern getestet.

In Stuttgart konzipiert hergestellt und integriert. In Oberpfaffenhofen auf die Rakete montiert. Für Chefex 2 kooperiert fast das ganze DLR. Laser eignen sich aufgrund ihrer hohen Präzision gut für den Antrieb bei Missionen im Weltraum. Mit Hilfe des Laserantriebs kann zum Beispiel die Lage von Satelliten

oder Satelliten schwärmen im Orbit geregelt und ihre Position stabilisiert werden. Mit leistungsstarken, kompakten Pulsleserquellen entwickelt das Institut für Technische Physik neue Laserantriebe.

Bevor Laseroptiken im Weltraum eingesetzt werden, überprüft und qualifiziert das Institut für Technische Physik diese auf der Erde. Mehrere Vakuumversuchsanlagen simulieren Weltraumbedingungen für die sogenannten Zerstörschwellentests. In einer beim Institut für Bauweisen und Konstruktionsforschung entwickelten Raketenbrennkammer besteht

die Innenwand aus einer Faserkeramik, eingebettet in einen extrem druckfesten Karbonmantel. Raketenstarts erfordern besonderes Material. Das DLR arbeitet daran, diese Hochleistungsstrukturen leicht und kostengünstig zu gestalten.

Gefahr für Satelliten. Ein laserbasiertes System soll Weltraumschrott präziser erfassen und damit Schäden an Satellitensystemen verhindern.

Dieser Schrott hat seit Beginn der Raumfahrt extrem zugenommen. Am Institut für Technische Physik arbeiten die Wissenschaftler deshalb daran, diesen Weltraummüll zu überwachen.

Wie wirkt ein Laser über weite Entfernungen? Das Institut unterstützt die konventionellen Laboruntersuchungen mit einer Laserfreistrahlstrecke am DLR-Standort Lampolzhausen. So können Lasersysteme je nach Anwendungsbereich optimal angepasst werden.

Im Scheibenleserlabor des DLR Stuttgart arbeiten Wissenschaftler daran, die Strahlqualität von Hochleistungsscheibenlasern noch weiter zu verbessern. Das laseraktive Medium besteht hier aus einer sehr dünnen Kristallscheibe, nur weniger 100 Mikrometer dick.

Diese wird rückseitig gekühlt. Solche Systeme eignen sich auch zur Wirkung über weite Entfernungen und werden in der Luft- und Raumfahrt, aber auch in der industriellen Produktion eingesetzt.

Wie fahren wir morgen? Rund zwei Drittel der Energie des Kraftstoffs, der im Automotor verbrannt wird, gehen ungenutzt als Wärme verloren. Im Institut für Fahrzeugkonzepte verwandeln Forscher die Wärme im Abgas mit einem thermoelektrischen

Generator in elektrische Energie und leisten damit einen Beitrag zur Stromversorgung der Bordelektronik. Versuchsfahrt auf einem Allradrollenprüfstand. Dieser klimatisierte Teststand simuliert unterschiedlichste Bedingungen.

Die funktionelle Vielfalt des Prüfstandes ist weltweit einzigartig. Sogar Wasserstoffverbrauchsmessungen sind möglich. Der Freikolben Lineargenerator.

Er kann hoch effizient Strom erzeugen und kombiniert als Range Extender die Vorteile von Elektroautos und herkömmlichen Antriebskonzepten. Batterie oder Hybrid? Wasserstoff oder Biosprit? Das Ziel steht fest. Die Mobilität soll sicher, umweltfreundlich und finanzierbar sein. Doch wie genau entwickeln sich die Märkte für unterschiedliche Antriebskonzepte in den nächsten 25 Jahren?

Dieser Fragestellung gehen Forscher im Institut mit dem Simulationsmodell Vector 21 nach und berechnen damit die Zukunft der Elektromobilität.

Im DLR-Projekt Next Generation Train arbeiten Wissenschaftler aus mehreren Instituten an einem neuen Hochgeschwindigkeitszug. Bessere aerodynamische Eigenschaften, 25 Prozent mehr Geschwindigkeit und ein um die Hälfte geringerer spezifischer Energieverbrauch.

So lautet die Antwort des DLR auf die Herausforderungen des Schienenfahrzeugbaus der Zukunft. Eine glasfaserverstärkte Triebzugnase als Crash-Element schützt bei einem Auffahrunfall die dahinterliegende Fahrzeugstruktur. Vorbereitungen für einen Crashtest.

DLR-Fahrzeugingenieure testen PKW-Baugruppen unter realen Bedingungen. Ein tonnenschwerer Crash-Schlitten wird auf 64 Kilometer pro Stunde beschleunigt. Leichte Fahrzeuge verbrauchen weniger Kraftstoff. Das Auto wird deutlich sparsamer und zugleich sicherer.

Bei diesem Prototyp des EU-Projekts Super Light Car hat das Institut mit einem Vorderwagenkonzept aus Aluminium und Magnesium für 30 Prozent Gewichtseinsparung gesorgt.

Einblicke in das Herz einer Gasturbine. Um die Vorgänge in der Brennkammer besser zu verstehen, untersucht das Institut für Verbrennungstechnik die Flammeneigenschaften.

Große Fenster gewähren Einblicke in das Innere der Verbrennungskammer am HBKS in Stuttgart. Mit modernster Lasermesstechnik kann hier die Flamme bei hoher Temperatur und hohem Druck analysiert werden.

Ein Hochgeschwindigkeitslasermesssystem misst tausendmal schneller als bisherige Verfahren und zeigt, was mit der Flamme passiert. Im Mikrogasturbinenprüfstand können verschiedene Anlagenkonzepte unter realen technischen Bedingungen erforscht werden.

Die Wissenschaftler entwickeln daraus neue Brennkammersysteme für Mikrogasturbinen. Schadstoffarm, brennstoffflexibel und hocheffizient. Koppelt man eine Hochtemperaturbrennstoffzelle mit der Mikrogasturbine, können sehr hohe Wirkungsgrade erreicht werden.

Im SOFC-Prüfstand beim Institut für Technische Thermodynamik wird die Brennstoffzelle für diesen Einsatz getestet. Eine effiziente Wärmespeicherung kann einen wesentlichen Beitrag zur Einsparung fossiler Brennstoffe leisten. Thermochemische Wärmespeicher können von 100 bis 1000 Grad Celsius in der Industrie und in solarthermischen Kraftwerken eingesetzt werden.

Die DLR-Forscher entwickeln für jede Anwendung ein passendes Speichersystem.

Wie lässt sich Wärme am besten aufbewahren? Forscher erproben dafür unterschiedliche Speicherkonzepte, Betriebsweisen und Materialien wie Keramik oder Naturstein. HotRack ist ein 5 Meter hoher Feststoffspeicher für den Betrieb mit Heißluft bei unterschiedlichem Druck.

Eine weltweit einmalige Versuchsanlage. Denn ohne neuartige Energiespeicher wird der zukünftige Einsatz erneuerbarer Energien kaum realisierbar sein. Leistungsfähige und kostengünstige Batteriesysteme sind die Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit der Elektromobilität.

Um die Energieversorgung langfristig auf erneuerbare Energien umzustellen und die Elektromobilität auszubauen, forscht das DLR Stuttgart in seinem Batterielabor an der nächsten und übernächsten Generation von Lithiumbatterien.

DLR Solarforschung. Im Mittelpunkt stehen solarthermische Kraftwerke. Sie bündeln die Solarstrahlung mit Spiegeln auf die Spitze eines Turms. Ein weiteres Beispiel? Parabolrinnenkollektoren konzentrieren direkte Solarstrahlung und erhitzen ein Trägermedium. Sonnenkraftwerke in der Wüste sollen nahezu unbegrenzt Energie produzieren.

Laut dem Institut für Technische Thermodynamik reicht ein Quadratkilometer Wüste aus zur Stromversorgung von etwa 100.000 Haushalten pro Jahr. Wie viel Solarstrom wird importiert? Wo kann Windenergie am effizientesten genutzt werden?

Wie muss man die verschiedenen Energiequellen kombinieren, um die natürlichen Schwankungen der erneuerbaren Energien auszugleichen? DLR Forscher berechnen den zukünftigen Energiemix. Faszinationforschung. Das ist die Suche nach neuen Ideen und Maßstäben im DLR Stuttgart.