Luft- und Raumfahrttechnik

Untersuchung eines Windtunnelmodells des F-35 Lightning II Joint Strike Fighter. (2006)

Die Luft- und Raumfahrttechnik, Teil der Ingenieurwissenschaften und Verkehrstechnik, befasst sich mit Forschung und Entwicklung, Erprobung, Betrieb und Wartung von Fluggeräten, wie z. B. Flugzeugen, Hubschraubern sowie Raumfahrzeugen und Raumsonden. Diese Systeme und ihre Komponenten werden unter technischen, wissenschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten weiterentwickelt.

Die Luft- und Raumfahrttechnik bildet die technologische Grundlage für die Produkte der Luft- und Raumfahrtindustrie, die sowohl im zivilen als auch im militärischen Bereich zum Einsatz kommen.

Lehrinhalte

Die akademische Lehre umfasst eine Vielzahl zeitgenössischer Ingenieurfächer sowie luft- und raumfahrttechnikspezifische Module. Neben den Grundlagen des klassischen Maschinenbaus wie Mathematik (u. a. Vektoranalysis), Physik (u. a. Mechanik), Chemie, Elektrotechnik, Regelungstechnik, Werkstoffkunde u. a. gehören die folgenden Lehrinhalte zum Studium der Luft- und Raumfahrttechnik:

• Antriebsarten: Propeller, Raketen, Turbojet, Turbomaschinen
• Aerodynamik
• Astrodynamik, ggfs. Astronomie (Himmelsmechanik)
• Astronautik (Raumfahrttechnik)
• Computerphysik, Modellierung und Simulation (FEM, CFD etc.)
• Flugzeugbau
• ggfs. Flug- und Raumfahrtmedizin
• Kommunikationstechnik, Hochfrequenztechnik, Radartechnik
• Luftfahrtantriebe bzw. Raumfahrtantriebe
• Luftfahrtmechanik bzw. Raumflugmechanik
• Luftfahrzeugbau bzw. Raumfahrzeugbau
• Raketentechnik
• Satellitentechnik
• Strömungsmechanik, Fluiddynamik und Gasdynamik
• Systems Engineering
• Thermodynamik / Thermochemie / Verbrennung
• Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• ggfs. Wiedereintritt (Plasmaphysik, Gasdynamik)

Daneben werden vielfach weitere Wahlpflichtfächer, ggfs. auch aus dem nichttechnischen Bereich, z. B. Projektmanagement verlangt.

Subsysteme, Integration und Missionsprofile

Im Systems Engineering wird die optimale Integration von Komponenten und Teilsystemen angestrebt. Das umfasst etwa den leichtbauorientierten strukturellen Aufbau von Fluggeräten, eine aerodynamisch optimale Form sowie Triebwerke und deren Untersysteme. Darüber hinaus gehören Energieversorgung, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (Avionik), Datenübertragung und Kommunikation sowie die Grundausrüstung zur Gewährleistung von Funktion und Sicherheit dazu.

Wie bei anderen Technologien auch spielt das Testen der Geräte eine wichtige Rolle. Otto Lilienthal wusste das bereits: „Eine Flugmaschine zu erfinden heißt gar nichts, sie zu bauen nicht viel, sie zu testen ist alles.“

Die Einsatz- und Nutzlastkonfiguration variiert je nach Systemtyp und Missionsaufgabe. Je nach Einsatzprofil kommen zusätzliche Anforderungen hinzu, zum Beispiel an die thermische Auslegung oder an die Widerstandsfähigkeit gegenüber Weltraumbedingungen (Vakuum, Strahlung, Temperaturzyklen).

Studienmöglichkeiten

Deutschland

Universitäten

Grundlegende Studiengänge (Bachelor):

• TU München: Aerospace (B.Sc.)
• Universität der Bundeswehr München: Luft- und Raumfahrttechnik (B.Sc.)
• Universität Stuttgart: Luft- und Raumfahrttechnik (B.Sc.)
• Universität Würzburg: Luft- und Raumfahrtinformatik (B.Sc.)

Weiterführende Studiengänge (Master):

• RWTH Aachen: Luft- und Raumfahrttechnik (M.Sc.)
• TU Berlin: Luft- und Raumfahrttechnik (M.Sc.)
• TU Braunschweig: Luft- und Raumfahrttechnik (M.Sc.)
• TU Darmstadt: Aerospace Engineering (M.Sc.)
• TU Dresden: Luft- und Raumfahrttechnik (Diplom)
• TU München: Aerospace (M.Sc.)
• TU Hamburg: Flugzeug-Systemtechnik (M.Sc.)
• Universität der Bundeswehr München: Luft- und Raumfahrttechnik (M.Sc.)
• Universität Stuttgart: Luft- und Raumfahrttechnik (M.Sc.)
• Universität Würzburg: Space Science and Technology, Luft- und Raumfahrtinformatik (M.Sc.)

Fachhochschulen

Grundständige Studiengänge (Bachelor):

• FH Aachen: Luft- und Raumfahrttechnik (B.Eng.)
• Hochschule Bremen: Luft- und Raumfahrttechnik (B.Eng.)
• Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg: Flugzeugbau (B.Sc.)
• Technische Hochschule Ingolstadt: Luftfahrttechnik (B.Eng.)
• Hochschule für angewandte Wissenschaften München: Luft- und Raumfahrttechnik (B.Sc.)
• Hochschule Osnabrück: Aircraft and Flight Engineering (B.Sc.)
• DHBW Ravensburg: Luft- und Raumfahrttechnik (B.Eng)
• Hochschule RheinMain: Elektro- und Luftfahrttechnik (B.Eng.)

Weiterführende Studiengänge (Master):

• FH Aachen: Aerospace Engineering (M.Sc.)
• Hochschule Bremen: Aerospace Technologies (M.Sc.)
• Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg: Flugzeugbau (M.Sc.)
• Technische Hochschule Ingolstadt: Luftfahrttechnik (M.Eng.)
• Ernst-Abbe-Hochschule Jena: Raumfahrtelektronik (M.Eng.)
• Hochschule für angewandte Wissenschaften München: Luft- und Raumfahrttechnik (M.Sc.)

Österreich

Höhere Technische Lehranstalten

Es gibt in Österreich zwei HTL mit der Fachrichtung Flugtechnik:

• HTBLA Eisenstadt
• HTL Kapfenberg

Universitäten

Der Masterstudiengang Space Science and Earth from Space beinhaltet die Vertiefungen Solar System Physics, Earth System from Space und Satellite Systems, die sich mit Weltraumtechnik und Wissenschaften beschäftigen.

• Technische Universität Graz
• Universität Graz

Einzelne Lehrveranstaltungen, wie z. B. Einführung in den Flugzeugbau, Entwerfen von Flugzeugen, Moderne Weltraumantriebe - Advanced Space Propulsion Systems, Dynamik und Steuerung von Raumfahrzeugen u. a. als Freies Wahlfach oder im Rahmen eines Techn. Physik-, Maschinenbau-, o. ä. Studiums:

• Technische Universität Wien

Hochschulen für angewandte Wissenschaften

Eigenständiger Bachelor- und Masterstudiengang Luftfahrt/Aviation (bis 2007: Diplomstudiengang mit Abschluss als „Diplomingenieur (FH) Luftfahrt/Aviation“):

• FH JOANNEUM Graz

Der Masterstudiengang Aerospace Engineering wird von der Fachhochschule Wiener Neustadt angeboten.

• FH Wiener Neustadt

Schweiz

Fachhochschulen

Grundständige Studiengänge (Bachelor):

• Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften: Aviatik (B.Sc.)

Niederlande

Technische Universitäten

• TU Delft

Hochschulen für angewandte Wissenschaften

• INHolland

Frankreich

• International Space University

Siehe auch

• 3D-Druck (Additive Manufacturing)
• Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
• Interkontinentalrakete (ICBM oder SLBM)
• Rechnergestützte Entwicklung (CAx, Digitaler Zwilling)
• Weltraumforschung

Literatur

Fachbücher (Technik)

• Siehe die Literaturangaben der o. g. Lehrgebiete, z. B. Astronautik
• Siehe die Lehrbücher der American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA).

• Brij N. Agrawal, Max F. Platzer (Hrsg.): Standard Handbook for Aerospace Engineers. McGraw-Hill Education and SAE International, New York, NY 2017, ISBN 978-1-259-58517-3 (englisch). 
• Ulrich Häp, Christina Pastor Brandt: Luftverkehrsanlagen: Planung, Konfiguration und Dimensionierung von Flugbetriebsflächen. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2022, ISBN 978-3-658-30033-3, doi:10.1007/978-3-658-30034-0. 
• Holger Flühr: Avionik und Flugsicherungstechnik: Einführung in Kommunikationstechnik, Navigation, Surveillance. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2022, ISBN 978-3-662-64822-3, doi:10.1007/978-3-662-64823-0. 
• Markus Dietz: Aerodynamik des Fliegens: Von den Grundlagen bis zur Flugzeugauslegung. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2024, ISBN 978-3-662-68233-3, doi:10.1007/978-3-662-68234-0. 

Fachbücher (Management, Policy etc.)

• Siehe Luftfahrtindustrie

Weitere Beiträge z. B. Geschichte

• Susan Echaore-McDavid: Career Opportunities in Aviation and the Aerospace Industry. Checkmark/Ferguson, New York 2005, ISBN 978-0-8160-4649-2 (englisch, archive.org). 
• Helmuth Trischler, Kai-Uwe Schrogl, Andrea Kuhn (Hrsg.): Ein Jahrhundert im Flug: Luft- und Raumfahrtforschung in Deutschland 1907-2007. Campus, Frankfurt am Main ; New York 2007, ISBN 978-3-593-38330-9. 
• Matthias Blazek: „Vor 75 Jahren begann in Trauen die Forschung in der Luft- und Raumfahrttechnik – Raketenpionier Eugen Sänger arbeitete in der Heide an der Entwicklung schubstarker Antriebe“. Sachsenspiegel 31, Cellesche Zeitung vom 4. August 2012

Klassiker

• M. J. Zucrow: Principles of Jet Propulsion and Gas Turbines. John Wiley & Sons, New York 1948 (englisch, archive.org). 
• H. Seifert (Hrsg.): Space Technology. John Wiley & Sons, New York 1959. 
• Howard S. Seifert, Brown Kenneth: Ballistic Missile and Space Vehicle Systems (= Engineering and Physical Science Extension Series). John Wiley & Sons, New York 1961 (englisch, archive.org). 
• Philip G. Hill, Carl R. Peterson: Mechanics and Thermodynamics of Propulsion (= Addison-Wesley Series in Aerospace Science). Addison-Wesley Publishing Company, New York 1965 (englisch, archive.org).