Neuartige Flugzeugbauweise nach Sandwichrezept
Bereits jetzt bestehen die Landeklappen und die Gepäckfächer in Flugzeugen aus Platten mit Sandwichaufbau. Diese haben zwei dünne Abdeckungen bzw. Deckschichten, die einen dicke, aber leichten Kern umschließen. Diese Außenhaut besteht im Allgemeinen aus Kohlefaserverbundwerkstoffen, während der Kern aus Polymerschaumstoffen oder Aramid-Wabenstrukturen gebildet ist. Kritischere Bauteile mit verbesserter Energieaufnahme können überdies Deckschichten und Kerne aus Aluminium aufweisen. Die Hauptaufgabe des Kerns ist jedoch immer, bei möglichst leichter und preiswerter Ausführung steif genug zu sein, um den Abstand zwischen den Außenhäuten zu überbrücken, welche die Last tragen. Je schwerer ein Flugzeug ist, desto mehr Treibstoff braucht es und daraus erklärt sich die enorme Wichtigkeit einer Gewichtsreduzierung. Die Einsparung von Gewicht durch den Einsatz neuartiger Werkstoffe mit einem Spitzenverhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht stand im Mittelpunkt des EU-finanzierten Celpact-Projekts ("Cellular structures for impact performance"). Dieses Projekt arbeitete an der Entwicklung neue leichter Kerne aus Verbundwerkstoffen und Metallen, die mit verbesserten Eigenschaften aufwarten. Die Forschung bezog die Produktionsverfahren der nächsten Generation zur Herstellung von Komposithybrid- und metallischen Zellmaterialien und -Bauteilen ein. Zum Beispiel konnte das Projekt Kernstrukturen unter Einsatz einer revolutionären Technik - dem Selektiven Laserschmelzen - entwickeln. Bei diesem Verfahren nutzt man einen Laser, um pulverförmige Partikel zu schmelzen und so ein festes Material aus Edelstahl, Titan und Superlegierungen auf Nickelbasis zu bilden. Das Verfahren kann angewandt werden, um komplizierte Kernformen zu realisieren, die bisher äußerst schwierig zu fertigen waren. Die neuen Sandwichmaterialien ermöglichen die Herstellung leichterer Flugzeugteile für tragende Strukturen wie Rumpf und Tragflächen. Diese Gewichtsreduzierungen stehen für die Chance, in der durchschnittlich 30-jährigen Lebensdauer eines Flugzeugs sowohl den Kraftstoffverbrauch als auch die Kohlendioxidemissionen erheblich zu reduzieren.
