Umweltfreundlichere, sicherere Leichtflugzeuge mit geringeren Betriebskosten
Leichtflugzeuge sind seit ihrer Einführung vor über 100 Jahren, als sie noch aus Holz und Leinen gebaut wurden, enorm weiterentwickelt worden. Auf diese ersten Versionen folgten Metallflugzeuge und dann der Einsatz von Verbundwerkstoffen. Trotz drei Generationen verbesserter Materialien erfolgte kein wirklicher systematischer Wandel bei der Flugzeugkonstruktion. Ein solcher neuer systematischer Ansatz und die neue Verwendung von Verbundwerkstoffen macht die vierte Generation der Flugzeuge aus. Das EU-finanzierte Projekt 4Gen Light Aircraft baute ein Leichtflugzeug der vierten Generation und hat sich dabei auf die Kohlefasertechnologie von OneShot berufen. OneShot wurde ursprünglich für den Bau von Yachten für Hochseeregatten entwickelt und ist eine neue, disruptive Technologie, die mehrere Verfahren, Bestandteile und Materialien in einem Einzelschritt-Produktionsverfahren kombiniert. Elixir Aircraft(öffnet in neuem Fenster) mit Sitz in Frankreich hat mit dieser neuen Technologie ein revolutionäres Zweisitzer-Leichtflugzeug gebaut. Traditionelle mechanische Montageverfahren wie Schrauben, Nieten oder Kleben kommen dabei nicht mehr zum Einsatz. Der Flügel wurde zum Beispiel ohne Rippen oder Holme konstruiert.
Neue Technologie für eine neue Generation
Das Unternehmen hat als erstes der Welt einen gesamten Flügel (ganze Spannweite) mit der OneShot-Technologie gefertigt. Auch beim Rumpf, dem Verdeck und der Bedienfläche (Querruder, Landeklappen und Seitenleitwerk) wurde die Technologie verwendet. Das reduziert die Montageanforderungen drastisch und ist der Hauptunterschied zu anderen Flugzeugen aus Verbundwerkstoffen. „Die vierte Generation der Flugzeuge besteht aus OneShot-Kohlefaserkomponenten – nichts anderem – und das verändert alles“, berichtet Cyril Champenois, ein Mitgründer von Elixir Aircraft. „Die Flugzeugzelle der Elixir besteht zum Beispiel nur aus neun Komponenten, verglichen mit den Tausenden Einzelteilen für ältere Flugzeuggenerationen“, ergänzt er. Diese bestehen aus Hunderten Komponenten, die in Formen gefertigt und dann aneinandergeklebt werden. „Mit OneShot nutzen wir die Vorteile der Verbundwerkstoffe, um alle in einem Schritt zu fertigen und die Mühe der Montage zu beseitigen“, merkt Champenois an. Das Ergebnis ist eine starke und dennoch extrem leichte Konstruktion mit geringeren Betriebskosten und Auswirkungen auf die Umwelt. Die Sicherheit wird durch die Einfachheit der Struktur und die Leistung durch das geringere Gewicht gesteigert.
Weg mit dem Alten
„Mit dem einfacheren Design kann weniger schiefgehen und es treten weniger Ausfälle ein. Das erhöht die Sicherheit und senkt die Wartungsanforderungen und Kosten“, kommentiert Champenois. Die Betriebskosten wergen auf 40 EUR/Std. (Treibstoff + Wartung) gesenkt und der Treibstoffverbrauch liegt bei nur 11,7 l/Std. im Vergleich zum durchschnittlichen Verbrauch von 38 l/Std. bei Flugzeugen vorheriger Generationen. „Elixir Aircraft bietet ein Flugzeug, das der Zertifizierungsnorm der Europäischen Agentur für Flugsicherheit CS-23(öffnet in neuem Fenster) entspricht und eine um 50 % bessere Treibstoffeffizienz erreicht als die meisten bisher zertifizierten Flugzeuge“, fügt Champenois hinzu. Das Ziel von 4Gen Light Aircraft ist es, die Flotten aus alternden Trainingsflugzeugen vorheriger Generationen, die von Flugschulen verwendet werden und wirtschaftlich wie umwelttechnisch untragbar geworden sind, zu modernisieren. „Wir verwenden Innovationen wie eine sicherere Struktur, einen explosionsgeschützten Treibstofftank, einen Flugzeugzellen-Fallschirm und ein einzigartiges System zur Selbstverzögerung, um Leben zu schützen, wo ältere Flugzeuge versagen. Darüber hinaus könnte ein Austausch der globalen Trainingsflotte mit Flugzeugen der vierten Generation bis zu 547 000 Tonnen CO2 pro Jahr einsparen“, meint Champenois. „Nach 50 Jahren schwerer Flugzeuge mit umweltschädlichen Triebwerken mit hohem Verbrauch muss die Leicht-Luftfahrt bei der Energiewende den Weg weisen“, schließt er.
