Weniger Flugzeugemissionen beginnen lange vor dem Start
Während die Umweltbelastung durch die Luftfahrt typischerweise im Zusammenhang mit Flugzeugemissionen diskutiert wird, endet das Thema damit nicht. Real erzeugt dieser Sektor eine beträchtliche Menge an Abfall in Form von ausgemusterten Flugzeuge, abgelaufenen Materialien und entsorgten Teilen. Aber das müsste nicht so sein. Schätzungen zufolge können bis zu 90 % des Gesamtgewichts eines Flugzeugs wiederverwendet oder recycelt werden. Die Arbeit des EU-finanzierten Projekts GENEX(öffnet in neuem Fenster) trägt dazu bei, dass dies auch tatsächlich geschehen wird. „Die Reduzierung der Emissionen im Luftverkehr beginnt mit der Entwicklung effizienterer und langlebigerer Teile und Komponenten. Genau das hat sich das Team des Projekts GENEX zum Ziel gesetzt“, sagt Andrea Calvo Echenique, Forscherin am Technologischen Institut Aragonien(öffnet in neuem Fenster) (ITA), dem koordinierenden Partner des Projekts.
Digitale Zwillinge für langlebigere Flugzeugkomponenten
Im Rahmen des Projekts, das fünfzehn Partner aus Wissenschaft und Luftfahrt(öffnet in neuem Fenster) vereint, steht die Erfüllung realer Anforderungen dieses Industriezweigs im Mittelpunkt. „Unter der Anleitung eines Beirats aus Luftfahrtfachleuten konnten wir rasch irrelevante oder nicht zertifizierbare Technologien aussortieren und uns stattdessen auf jene konzentrieren, die dem Sektor am meisten von Nutzen sind“, erklärt Calvo Echenique. Einen Schwerpunkt bildete dabei die fortgeschrittene und effiziente Fertigung von Verbundwerkstoffen einschließlich des Einsatzes recycelbarer Harze und automatisierter Faserplatzierungsverfahren außerhalb des Autoklaven. Was diese Verbundwerkstoffe aber wirklich auszeichnet, ist nicht die Tatsache, dass sie wiederverwendet werden können, sondern dass sie mit digitalen Sensoren ausgestattet sind, die den Zustand der Flugzeugstrukturen überwachen können, in denen sie verbaut sind. „Die von diesen Sensoren erfassten Daten werden in einen digitalen Zwilling einer Struktur umgewandelt, den wir dann beispielsweise nutzen können, um Schäden zu überwachen, zu erkennen und zu lokalisieren sowie die Lebensdauer eines Bauteils zu modellieren und vorausschauende Wartung durchzuführen“, fügt Calvo Echenique hinzu. „Endergebnis ist eine Komponente mit längerer Lebensdauer.“
Digital unterstützte Flugzeugreparaturprozesse
Während der Einsatz digitaler Technologien zur Verlängerung der Komponentenlebensdauer bereits dazu beiträgt, den Umweltfußabdruck des Luftverkehrs zu verkleinern, ging das Projektteam noch einen Schritt weiter. Es entwickelte auch noch digital unterstützte Reparaturprozesse und -werkzeuge. „Neben unseren Lösungen für die Fertigung und zur Überwachung des Zustands von Strukturen ist die Digitalisierung von Reparaturprozessen meiner Meinung nach eines der herausragendsten Projektergebnisse“, berichtet Calvo Echenique. Zu den projekteigenen digitalen Reparaturlösungen zählen virtuell unterstütztes Flämmen, Laser-Kontaminationserkennung und -reinigung sowie digital unterstützte Heißklebeverfahren. „Digitalisierte Reparaturprozesse verbessern die Ergebnisse, ermöglichen schnellere und zuverlässigere Reparaturen sowie reduzieren somit Ausfallzeiten und erhöhen die Lufttüchtigkeit eines Flugzeugs“, merkt Calvo Echenique an. Die Lösungen erhielten zudem aus dem gesamten Luft- und Raumfahrtsektor große Anerkennung, wobei sich viele Interessengruppen begeistert davon zeigten, sie auf höhere technologische Reifegrade zu bringen.
Gesamt-CO2-Fußabdruck eines Flugzeugs verkleinern
GENEX lieferte eine Reihe miteinander verbundener Prozesse vom Komponentendesign bis zum Lebensdauerende, die alle zu einem effizienteren und nachhaltigeren Luft- und Raumfahrtsektor beitragen. „Durch die Entwicklung nachhaltiger Materialien, energiearmer Fertigungsprozesse und digitaler Technologien zur Verlängerung der Komponentenlebensdauer trägt die Arbeit von GENEX dazu bei, den CO2-Fußabdruck eines Flugzeugs zu verkleinern“, fasst Calvo Echenique zusammen. „Damit bringen wir Europa seinem Ziel, der erste klimaneutrale Kontinent zu werden, einen Schritt näher.“ Viele der Projektpartner arbeiten weiterhin über neue Horizont Europa-Projekte zusammen, darunter TOSCA und CompSTLar.
