Kompositmaterialien für Innenausstattung von Flugzeugen
Setzt man Komposite für nahezu jedes sichtbare Teil ein, so bedeutet das leichtere Verkehrsflugzeuge und somit erhebliche Treibstoffeinsparungen. Das EU-finanzierte Projekt LIGHTBOX (Lightweight composite bus system housing for extreme environments) wurde initiiert, um die Anwendung von Kompositmaterialien bei Gehäusen für Avioniksysteme zu fördern. Egal, ob Luft-Boden-Kommunikationsgeräte oder In-flight-Entertainment, d. h. Geräte zur Unterhaltung der Flugzeugpassagiere während der Flugreise, diese elektronischen Systeme sind in einen Rahmen integriert, der sich üblicherweise im Flugzeug-Cockpit befindet. Die einzelnen Fächer in dem Rahmen haben Abmessungen, die üblichen technischen Vorgaben, etwa dem Arinc 600-Standard, entsprechen. So können Komponenten mit standardisierten Abmessungen untergebracht werden, und das Hinzufügen neuer Geräte im Falle der nachträglichen Umrüstung eines Flugzeugs wird erleichtert. Die LIGHTBOX-Partner überarbeiteten die Bauform des aktuellen Arinc 600-Gehäuse unter Einsatz von Kompositmaterialien. Der nächste Schritt bestand darin, verschiedene Fertigungsprozesse und -materialien zu bewerten, bevor die speziellen Lösungen vorgeschlagen werden. Mittels des Einsatzes von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff erreichte das LIGHTBOX-Team eine Gewichtseinsparung von 34 % gegenüber einem ähnlichen Aluminiumgehäuse. Der gebaute Kompositprototyp war leichter als bearbeitete Aluminiumgehäuse und wies überdies die gleichen oder sogar bessere mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften auf. Eine Reihe von Schwingungs-, EMB-EMK-Versuchen (elektromagnetische Beeinflussung/Kompatibilität)und Hochtemperaturtests wurden erfolgreich absolviert. Zudem konnte er zu günstigen Kosten hergestellt werden. Für den Prototyp wurden finanziell tragbare Materialien sowie autoklavfreie Verfahren (Out-of-Autoclave) verwendet. Auch Aspekte der Fertigbarkeit wurden im frühen Stadium berücksichtigt, um Produktionskosten ähnlich wie bei der heute üblichen Aluminiumausführung zu erreichen. Nach Schätzungen der LIGHTBOX-Partner kann schon ein einziges Gehäuse aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff eine Treibstoffersparnis von etwa 1320 Litern bzw. eine Kostenersparnis von ungefähr 660 EUR jährlich erbringen. Das LIGHTBOX-Gehäuse mit Anschlüssen für Avioniksysteme hat einen Technologie-Reifegrad von 5 erreicht. Dieser Wert ist eine Grenze, an der die neue Technik nicht länger ein Gegenstand der Forschung und von Versuchen ist. Die Projektpartner befinden sich jetzt in der Phase, in der sie sich für eine Beteiligung an der Förderung von Investitionen in eine reale Umsetzung und Vermarktung entscheiden können.
Schlüsselbegriffe
Kompositmaterialien, Verbundwerkstoffe, Passagierflugzeug, Treibstoffeinsparung, Avioniksystem, Luftfahrtelektroniksystem, kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, Infusion, finanziell tragbar, leicht
