Ein besseres Fahrwerksystem
Wenn man mit dem Flugzeug fliegt, merkt man normalerweise, wann die Landung beginnt: Man hört – und spürt – wie das Fahrwerk ausgefahren wird. Das liegt daran, dass das Fahrwerk der meisten mittelgroßen Flugzeuge (z. B. A320) aus vielen beweglichen Teilen besteht, die alle direkt unter dem Flügel des Fahrzeugs angebracht sind. Dieser Aufbau ist nicht nur schwer und ineffizient, sondern auch anfällig für eine Vielzahl mechanischer Probleme. Um diese Beschränkungen zu überwinden, haben Forscher im EU-finanzierten Projekt ITEMB den Hauptfahrwerkraum mit hochmodernen Verbundmaterialien neu entworfen. „ITEMB hat ein neues Szenario erdacht, und zwar auf Basis eines integrierten Landesystems, das aus Verbundmaterialien besteht und innerhalb des Flugzeugrumpfes positioniert ist“, erklärt Projektkoordinator Sergio Cotecchia. Das Ergebnis ist ein Fahrwerksystem, das zu mehr Nachhaltigkeit in der Luftfahrt beiträgt. ITEMB unterstützt zudem das europäische Programm Clean Sky, mit dem der ökologische Fußabdruck von Luftfahrzeugen durch weniger schädliche Emissionen und weniger Lärm verbessert werden soll. Ein großes Ganzes statt Einzelteile Cotecchia zufolge reduziert der Einsatz von Verbundmaterialien Gewicht und Kosten dieses Strukturbauteils im Fahrwerk. Doch um diese Werkstoffe einsetzen zu können, müssen die Ingenieure zunächst von traditionellen Designparadigmen für Metallbauteile Abstand nehmen und „in Verbunden“ denken. „Wir haben eine Verbundstruktur für den Fahrwerkraum entwickelt, mit der die Montagekosten sinken, weil das ganze Design, die Konstruktion und die Wartung des Flugzeugs optimiert und integriert werden“, erklärt er. Der Hauptfahrwerkraum besteht bei ITEMB aus nur zwei Komponenten: dem horizontalen Dach und dem Kabinendruckschott. „Wir haben physikalisch gezeigt, dass es möglich ist, so eine komplexe Struktur wie das Hauptfahrwerk aus nur zwei großen einteiligen Komponenten zu bauen“, fügt Pietro Cerreta, der technische Leiter des Projekts hinzu. „Unsere innovative ‚Tasche-an-Tasche‘-Technologie eignet sich ideal für Verbundmaterialien und hat die Anzahl der verwendeten Verbindungen und Einzelteile um über 95 % gesenkt.“ Weniger Gewicht, höhere Effizienz Das Blockdesign von ITEMB erleichtert die Montage und Reparatur des Fahrwerks signifikant. Da die Effizienz derart steigt, können Flugzeughersteller die Flugzeuge auch schneller zusammenbauen – bis zu 60 Stück pro Monat. Weniger Teile bedeuten weniger Abfall und geringere Produktionskosten. Durch den Einsatz von Verbundmaterialien können zum Beispiel an den Druckschotten 21 % des Gewichts eingespart werden. Dadurch sinkt das Gewicht der Fahrwerksstruktur deutlich und die Effizienz des Flugzeugs insgesamt steigt. „ITEMB zeigt, dass ein einteiliges Design, das keine speziellen oder teuren Materialien benötigt, für Hersteller eine kostengünstige Alternative ist“, so Cotecchia. „Zusammengenommen haben diese Erfolge zur Wettbewerbsfähigkeit Europas in der Herstellung von Flugzeugstrukturen beigetragen.“ Das ITEMB-Verfahren kann auch für den Einsatz in anderen Flugzeugteilen angepasst werden, sodass noch mehr Effizienz möglich ist. Das Designprinzip des Projekts wird bereits für die Entwicklung eines Flügels in einem neuen unbemannten zivilen Fluggerät genutzt. Zum einen arbeiten die Forscher an der Übertragung der Lieferkette aus dem Projekt auf den Markt und suchen nach Erstkunden, prüfen aber zum anderen gleichzeitig die Möglichkeit, das ITEMB-System patentieren zu lassen.
Schlüsselbegriffe
ITEMB, Luftfahrt, Clean Sky, Fahrwerk, Verbundmaterialien, Nachhaltigkeit
