Datenbasierte Bewertung nachhaltiger Flugkraftstoffe

TÄTIGKEIT: Wissenschaftliche Tätigkeit / Projektarbeit, Promotion

Ihre Mission:

Helfen Sie mit, die Luftfahrt nachhaltiger und klimaneutral zu gestalten. Wie? Ganz einfach: Werden Sie Teil des Teams für alternative Treibstoffe am Institut für Verbrennungstechnik und forschen Sie auf dem Gebiet nachhaltiger Flugkraftstoffe!

Trotz der Fortschritte bei elektrisch und mit Wasserstoff betriebenen Flugzeugen gibt es derzeit keine technologischen Alternativen zu flüssigen Treibstoffen, insbesondere für Mittel- und Langstreckenflüge. Daher liegt der Schwerpunkt zunehmend auf der Erforschung und Entwicklung nachhaltiger Kraftstoffe, um die Kohlenstoffemissionen zu verringern und eine nachhaltigere Zukunft zu fördern. Änderungen in der Zusammensetzung von Flugkraftstoff können verschiedene Aspekte der Flugzeugperformance beeinflussen, darunter die Treibstoffeffizienz und den Ausstoß von Schadstoffen wie Kohlendioxid, Stickoxiden und Feinstaub. So kann beispielsweise die Verwendung nachhaltiger Flugkraftstoffe, die aus erneuerbaren Quellen wie Altspeiseöl und landwirtschaftlichen Abfällen hergestellt werden, den CO2-Fußabdruck des Flugbetriebs erheblich verringern und gleichzeitig die Luftqualität verbessern. Die Zusammensetzung von Flugkraftstoff kann auch die Bildung von Kondensstreifen beeinflussen, die sich auf die Bewölkung und das Klima auswirken können. Schließlich können sich Änderungen in der Treibstoffzusammensetzung auch auf die Treibstoffkosten und den Flugbetrieb auswirken, wobei leistungsstarke Treibstoffe zu erheblichen Kosteneinsparungen führen können. Daher wird einerseits darauf gedrängt, so viele nachhaltige Kraftstoffe wie möglich zuzulassen, andererseits muss sichergestellt werden, dass die Verwendung neuer Kraftstoffe keine Risiken mit sich bringt.

Deshalb wird am DLR-Institut für Verbrennungstechnik intensiv an nachhaltigen Flugkraftstoffen (SAF) geforscht. Das Institut ist an einer Reihe von großen europäischen Forschungsprojekten beteiligt, sowohl im Bereich der Kraftstoffherstellung als auch der Kraftstoffnutzung. Ziel ist es, nachhaltige Kraftstoffe mit besonderem Augenmerk auf die Minimierung der Klimabelastung zu entwickeln, um eine lebenswerte Welt von morgen zu ermöglichen.

In den letzten Jahren wurden in internationalen Boden- und Flugmesskampagnen einzigartige Datensätze zu den Auswirkungen verschiedenster Kraftstoffe gesammelt. Auf dieser Basis entwickelt unser Team in der Abteilung Multiphase Flow and Alternative Fuels (MAT) datenbasierte Methoden (Big Data, Machine Learning, Digital Twin) und wendet diese an, um den Nutzen nachhaltiger Kraftstoffe zu maximieren. Als Teil der Abteilung arbeiten Sie in einem internationalen Team von etwa 12 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem In- und Ausland.

Ihre Aufgabe ist die datengestützte Bewertung und Optimierung nachhaltiger Flugkraftstoffe im Hinblick auf Flugleistung, Emissionen und Umweltauswirkungen.

Ihre Aufgaben:

• Training und Validierung von probabilistischen maschinellen Lernmodellen
• Bewertung der aktuellen Vorhersagefähigkeiten im Hinblick auf neue Treibstoffproduktionsrouten und den Einfluss der Verteilung der Trainingsdatensätze
• Identifizierung von Lücken in den Treibstoffdaten und Schließen dieser Lücken durch Definition von Datenpunkten für das Training der ML-Modelle in Zusammenarbeit mit der DLR-VT-Analytikabteilung
• Entwicklung von Ähnlichkeitsmetriken zur Identifizierung von Risiken und Einbußen bei der Genauigkeit, Präzision und Zuverlässigkeit der probabilistischen ML-Modelle, wenn diese auf neuartige Treibstoffproben angewendet werden
• Bewertung des Potenzials der Einbettung allgemeiner physikalischer Gesetze in die ML-Methodik
• kritische Analyse und Verbesserung der Methodik
• Aufgaben im Rahmen der Pflege der Treibstoffdatenbank
• Zugänglichmachung spezifischer Datensätze über webbasierte Dashboards
• Screening von Treibstoffprodukten im Hinblick auf aktuelle und zukünftige (100% SAF) Zulassungsstandards
• Analyse und Identifizierung vielversprechender Treibstoffkandidaten im Hinblick auf Mehrwerte, z.B. Minimierung der Emissionen und damit der Umweltbelastung
• Aufgaben im Rahmen von Forschungsprojekten
• Präsentation und Veröffentlichung von (wissenschaftlichen) Arbeitsergebnissen
• Es besteht die Möglichkeit, zu promovieren.

Ihre Qualifikation:

• abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master/ Diplom Uni) in einem ingenieurwissenschaftlichen Studiengang, z. B. Luft- und Raumfahrttechnik, Verfahrenstechnik oder Maschinenbau, oder Informatik oder Physik, oder andere für die Tätigkeit relevante Studiengänge
• kollaborativer Teamplayer
• anpassungsfähige, kreative, motivierte Person, die gerne lernt
• gute Beherrschung der englischen Sprache in Wort und Schrift
• gute Kenntnisse in Mathematik, d.h. Kalkül, lineare Algebra, Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik
• grundlegende Programmierkenntnisse in Python
• Grundkenntnisse der Datenbereinigung und -transformation (idealerweise mit Pandas) sowie der Datenvisualisierung (idealerweise mit Matplotlib und Plotly) sind wünschenswert
• Grundkenntnisse in der Softwareentwicklung im Team sind von Vorteil (idealerweise mit Git)
• gewünscht sind Grundkenntnisse in Algorithmen des maschinellen Lernens sind von Vorteil (idealerweise mit PyTorch)
• Grundkenntnisse in der Arbeit mit NoSQL-Datenbanken sind von Vorteil (idealerweise MongoDB)
• idealerweise Grundkenntnisse der deutschen Sprache

Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert.Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können.Vereinbarkeit von Privatleben, Familie und Beruf sowie Chancengleichheit von Personen aller Geschlechter (w/m/d) sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik.Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.