位于斯图加特的德国宇航中心汽车概念研究所，位于布伦瑞克的纤维复合轻量化结构和自适应技术研究所，以及位于科隆的材料研究所在“下一代机车”的项目范围内设计出了一种尽可能轻的机车牵引车。通过有的放矢地采用轻量化结构等措施，科研人员预期，新一代轻量化机车车厢相对于以往的型号可减重30%以上。车厢--也就是机车的“车身”，是由外壁、底板、车顶和前围栏组成的。目前德国铁路机车的车厢主要是由铝和钢制成的，这会影响到机车的整体重量，另外，车厢重量和车厢设计方案还会对很多其它的零部件（如底盘或内饰）产生影响。
     更低的耗能以及新型机车设计方案

     由于存在行使阻力，有轨机动车的重量会直接影响能耗。无论是从能耗成本角度考虑，还是从环保角度考虑，都值得制造轻量化牵引车。在铁路交通领域，机车牵引车的寿命大约为30年，在这么长的时间内，任何节能措施都是非常关键的。
    在理想情况下，底盘之上的车厢看上去像个蜂巢。承载结构由带有凹形空心内腔的铝质结构组成。这种铝结构采用泡沫芯三明治板材制造，铝结构起着承载作用。由布伦瑞克的科学家们研发出来的乘客模块位于几个底盘区域之间。鉴于乘客模块主要为平面结构，在此使用了含泡沫形芯的碳纤维加强塑料的轻量化单元。
    采用更轻的车厢不仅可以实现节能，还可以实现新的机车设计方案。在新的设计方案中，轴和底盘数量会减少，但车厢会尽可能长。轴和底盘的数量由轴荷载允许值决定。在高速区机车车身最长大约为400米。研究人员认为，如果能成功降低车身重量，那么就可以用更少的或同样数量的轴承建造更长的火车车身。这意味着：每节车厢之间的过渡区域变得不是那么必要，这从空气动力学的角度来说对整辆机车是非常有益的，这样就再次节省了能耗，并为乘客赢得了更多的座位空间。
    两个步骤实现车厢轻量化
    研究人员在研究过程中专注400公里/小时之内高速行驶的机车。第一步是对不同的机车设计进行观察，并为单层、部分双层和全部双层的车厢创建计算模型。研究人员用计算机对这些模型进行布局优化。借助于数字计算方式，计算每个模型按照规定标准承受的负荷，并在规定范围内测定每个单元的刚度。
    一种能完美适应各种要求和负荷的支承结构-用于车厢的“铝制结构”就应运而生了，这种结构非常符合机车轻量化的需求。研究人员用实体车厢所必备的配件来配备这种最佳结构:从车厢内罩，座位一直到车厢载重量。他们调查了每种机车型号的重量、机车总长、可使用座位。这些参数揭示了哪些机车型号具有最大轻量化潜能。经过比较后，20米长的全双层车厢脱颖而出。
    以此为前提，科研人员在第二个步骤中对这个双层车厢模型进行了布局优化，以尽可能准确地查明，在最大荷载的情况下，各种力是怎样沿着这种支承结构中变化的。最后在调查结果的基础上，研究人员在计算机上完成了结构方案设计，设计兼顾了可生产性和经济效益因素。
    研究人员挑选出乘客模块和隔板的截面以及底盘之上的车厢区域作为第一个设计方案实现展示，因为这个截面必须耐受冲击、启动和刹车的高负荷。研究人员把这个界面作为展示样品进行了负荷试验，试验需要模拟特殊荷载情况例如调轨造成的火车相撞，并能够确定用计算机研发的铝制结构的特性。其它的工作重点则是通过空气动力学和行驶动力学的原理研究作用于铝制结构的运行荷载，以及制造和碰撞行为的因素。
    德国宇航局的研究人员相信，下一代机车研究项目成果有望成功应用于德国新一代高铁的制造中。