Kostengünstigere Flugzeugverdichter aus Kunststoff
Das Projekt THERMOPLASTIC SCROLL (Manufacturing and optimization of a PEEK scroll by fusible core injection moulding) wurde initiiert, um eine Einlasspirale (inlet scroll) unter Einsatz von Thermoplasten zu konstruieren, zu bauen und zu testen, ohne die Funktionsfähigkeit der Schnecke aufs Spiel zu setzen. Ziel war die Senkung des Bauteilgewichts um 50 %, der Herstellungskosten um 30 % und die Kürzung der Durchlaufzeit um 50 %. Überdies muss diese Spirale auch bei hohen Umgebungstemperaturen und in einer Umgebung mit hoher mechanischer Materialermüdung funktionieren. Dieses Programm hat unter Beweis gestellt, dass es möglich ist, eine Einlassspirale für ein Single-Aisle-Flugzeug (Schmalrumpfflugzeug; mit nur einem Mittelgang) herzustellen. Beispiellos ist die Nutzung von Polyetheretherketon (PEEK) mit Kohlenstofffaserverstärkung unter Nutzung von Schmelzkerntechnologie mit Spritzguss zu diesem Zweck. Außerdem gestattet die Schmelzkerntechnologie die weitere Integration. Es gelang, ein zweiteiliges Produkt in ein Produkt aus einem Stück umzuwandeln. Mit der Abkehr vom Aluminium hin zum PEEK-Material wurde eine Gewichtsersparnis von 48 %erreicht. Auf Grundlage eines typischen Single-Aisle-Flugzeugs mit 150 Sitzplätzen (z. B. Airbus 320 oder Boeing 737) waren merkliche Einsparungen im Treibstoffverbrauch zu verzeichnen. Auch eine Reduktion von 174 Gramm Kohlendioxidemission pro Flug ist nachweisbar. Die zu erwartende Einmalpreis wird im Vergleich zur Aluminiumausführung 30 % geringer ausfallen. Werden die weniger aufwändigen Montagearbeiten mit einberechnet, sind noch höhere Einsparungen zu erwarten. Die Gewinnschwelle für die einmaligen Kosten einschließlich der Herstellung der Werkzeuge ist bei 250 Einheiten zu erwarten. Das bedeutet, dass ein Return on Investment nach sechs Monaten Betrieb erreicht werden wird. Es sind weitere Verbesserungen vorgesehen. In der Form kann das Wärmemanagement verbessert werden, und die scharfen Ecken im schmelzbaren Kern können modifiziert werden. Die Resultate des Programms werden erhebliche Auswirkungen auf die Luftmanagementsysteme von Single-Aisle-Flugzeugen haben. Die umweltfreundliche Einlassspirale im Luftmanagementsystem wird zweifellos die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Luftfahrtindustrie verbessern.
Schlüsselbegriffe
Flugzeugverdichter, Einlasschnecke, Einlassspirale, thermoplastisch, Peek, PEEK, Schmelzkerntechnik, Spritzguss, CO02-Emission
