MIMOSA计划

2026-03-06

项目缩写释义

MIMOSA——多尺度系统导向燃料电池驱动区域飞机设计

(德文原名:Multiskaliger systemorientierter Entwurf von brennstoffzellenbetriebenen Regionalflugzeugen)

项目目标
开发面向多尺度、系统导向飞机设计的原型仿真环境
提升飞机概念开发阶段的建模效率
设计整体效率更高的燃料电池及电动推进系统

项目联盟
PACE航空航天工程与信息技术有限公司
AVL Deutschland GmbH
柏林工业大学
德意志飞机有限公司

项目简介
背景与动因

欧洲航空研究与创新咨询委员会(ACARE)提出了明确目标:到2050年实现航空业气候中和与二氧化碳净零排放。实现这一愿景需要变革性的推进技术,氢基燃料电池系统预计将发挥核心作用。
为在开发初期做出科学决策,飞机设计师亟需具备新的能力,以便在进入昂贵的详细设计阶段之前,对非常规概念进行有效评估。

在此背景下,由德国联邦航空研究计划(LuFo VII)资助的MIMOSA项目应运而生。该项目通过开发集成的多尺度数字仿真环境,将初步飞机设计与高保真燃料电池及热管理建模紧密衔接,从而在设计自由度最高、决策影响最大的阶段,实现对系统方案的稳健评估。

项目概览

MIMOSA汇聚了多个领域的领先技术力量:
PACE:负责整机与系统仿真
AVL:专注于高精度燃料电池与热管理建模
柏林工业大学:承担飞机设计相关研究
德意志飞机:以OEM身份参与需求定义与验证,并将成果应用于真实飞机设计流程

项目将飞机及机载系统初步设计平台Desmo与高精度燃料电池及热管理仿真工具AVL CRUISE™ M相连接,实现对新型推进概念的一致性与多尺度评估。

采用可再生氢能的燃料电池驱动区域飞机,有潜力实现高达100%的二氧化碳减排,同时在噪声与局部排放方面也具有显著优势,整体推进效率预计可提升5%。

项目特色与目标

该项目由PACE牵头,重点研究如何将高精度燃料电池仿真工具(如AVL CRUISE™ M)与Desmo初步设计平台集成,充分利用组件级与飞机级建模之间的协同效应。

通过定制化的数字接口,项目实现了结构化数据交换,能够满足多尺度仿真所需的精度要求,确保燃料电池堆、热子系统等关键部件与整机行为实现无缝衔接。

通过打通从部件到整机的全尺度设计闭环,MIMOSA使工程师能够高效收敛设计空间,避免早期阶段陷入非优配置,并对多种系统架构进行评估,从而筛选出性能最优、效率最高的设计方案。

这一综合方法将为以下方面提供有力支撑:
更快速、更科学的设计决策
更优化的燃料电池推进架构
为零碳区域航空转型奠定坚实基础

德意志飞机在项目中的角色

总体定位

德意志飞机在MIMOSA项目中承担关键角色,确保所开发的仿真环境与建模理念能够切实契合商用飞机制造商的真实需求、约束条件及工作流程。作为OEM合作伙伴,德意志飞机致力于保障项目成果具备实际相关性、可应用性与现实可行性。

工作范围

HAP 1 —— 需求定义与概念建模

1.在项目初期阶段,德意志飞机承担以下工作:
制定多尺度软件环境的详细需求
参与建模与仿真框架的概念设计
与柏林工业大学合作,开展常规及先进参考飞机的建模工作

2.提供关键的OEM输入信息,涵盖:
飞机级需求
运营场景
评估标准
参考机构型
校准数据
推进系统架构

上述工作确保软件解决方案能够真正贴合实际飞机设计需求与运营要求。

HAP 2 —— 系统集成、测试与评估

在项目第二阶段,德意志飞机重点开展:
对所有开发的系统接口进行测试与评估
验证建模概念与仿真工作流程
运用OEM专业经验,参与定义并完善各软件包之间的接口

这一验证环节旨在确保所有工具能够无缝集成到真实的飞机开发环境之中。

HAP 3 —— 应用场景与未来用例

德意志飞机与柏林工业大学共同推进:
面向燃料电池驱动区域飞机的相关应用场景开发
相应评估标准的制定

此项工作确保MIMOSA项目成果能够真正应用于下一代低排放飞机的实际决策过程。 

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