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Verbundwerkstoffe heben ab

Um größere Einsparungen bei den Betriebskosten ziviler Transportflugzeuge zu erreichen, sind erhebliche Verbesserungen an der strukturellen Effizienz des Flugwerks vonnöten. Europäische Flugwerkhersteller untersuchen vielversprechende Rumpfwerke aus Verbundwerkstoffen, um eine umfassende Validierung neuer Konstruktions-, Fertigungs- und Prüftechnologien zu erreichen.

Industrielle Technologien

Verbundwerkstoffe werden seit vielen Jahren in den Konstruktionen von Zivil- und Militärflugzeugen eingesetzt, und zwar hauptsächlich in nicht kritischen Bereichen, wie Böden und Blenden, aber auch in Steuerflächen, vorwiegend in Wabenbauweise. Der der Validierung von Eigenschaften eigene Nachteil verbot ihren breiten Einsatz, der, umgerechnet auf Reichweite, Nutzlast und Treibstoff, beträchtliche Gewichtseinsparungen bieten würde. Dank der Forschungsarbeiten, die von europäischen Luft- und Raumfahrt- sowie Materialforschungsinstituten im Rahmen des APRICOS-Programms durchgeführt wurden, ist ein gewaltiger Durchbruch im Gange, und es wird nicht mehr lange dauern, bis komplette Rumpfwerke überwiegend aus Verbundwerkstoffen hergestellt werden. Mit dem Ziel, eine 30%ige Einsparung der Lebenszykluskosten gegenüber konventionellen Metallflugzeugen nachzuweisen, konzentrierte sich das Programm auf die für die Entwicklung von Rumpfwerkkonstruktionen aus Verbundwerkstoffen notwendigen Technologien. Neben Methoden für das Beanspruchungs- und Schlagverhalten wurden Spezifikationen erarbeitet und ein Zertifizierungsansatz mit Konstruktionsanforderungen festgelegt. Es wurden innovative Verbundtechnologien in den Bereichen Weich- und Schichtharz-Infusionen sowie für das Harz-Pressspritzformen entwickelt, die anfangs auf der Ebene von Unterbaugruppen eingesetzt wurden und sich schließlich in einer kompletten Konstruktionsbaugruppe unter realen industriellen Bedingungen bewährten. Eine Kostenanalyse bestätigte, dass Rumpfwerke aus Verbundwerkstoffen realisierbar sind, erhebliche Einsparungen der Lebenszykluskosten bieten sowie weitere Forschungsarbeiten rechtfertigen, die auf großangelegte und umfangreiche Tests ausgerichtet sind, um das Ziel eines einsatzbereiten Rumpfwerks aus Verbundwerkstoffen zu erreichen.

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