Sep 21 2007
Technologien der Boeing 787: Kohlefaserverbundwerkstoffe
Die Boeing B787 wird das erste Muster eine neuen Flugzeuggeneration sein, deren tragende Teile, die Zelle, komplett aus Kohlefaserverbundwerkstoffen [Englisch: composite] besteht. Es entspricht dem damaligen Umstieg von “Holzflugzeugen” auf Aluminiumflugzeuge. Zwar gibt es bereits heute einige Flugzeuge, die nur aus composite - Materialien bestehen, jedoch können weder Boeing noch Airbus große Erfahrungen beim Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen als tragende Struktur in Verkehrsflugzeugen vorweisen. Aber es existieren bereits einige Kenntnisse über den Einsatz von composite - Materialien als Triebwerkseinlässe oder Seitenruder.
In der Luftfahrttechnik ist man recht konservativ, wenn es um die Beibehaltung von bewährten Prinzipien geht.
Boeing hat sich also als erstes an den composite-Rumpf gewagt. In erster Linie erhofft man sich eine neue Dimension des Gewichtsparens. In der Luftfahrt ist jedes Gramm weniger wertvoll und senkt die Betriebskosten (Treibstoffverbrauch).
Diesem enormen Vorteil stehen einige Herausforderungen gegenüber:
- Wie reagiert dass Material bei Schäden. Anders als Metalle haben composite - Materialien die unangenehme Eigenschaft ohne vorherige Anzeichen zu brechen. Was passiert z.B. bei Vogelschlägen?
- Hält es den Dauerbelastungen stand (Start, Reiseflug, Landung)?
- Wie reagiert das Material auf Temperatursprünge von + 50°C am Boden in Dubai und -50°C in Reiseflughöhe?
- Wie schützt man das Flugzeug gegen Blitzeinschläge. Im Gegensatz zu Metallen sind Kohlefaserverbundwerkstoffe nicht stromleitend, können also keinen Faradayschen Käfig ausbilden, der die Flugzeuginsassen & Elektronik schützen würde.
- Wie reagiert das Material auf UV-Strahlung in großer Höhe?
- Bilden sich bei einem Flugzeugbrand giftige Gase,….
Bereits im 1.Halbjahr 2008 möchte Boeing seinen ersten Dreamliner an den Erstkunden ANA (All Nippon Airways) ausliefern. Bis dahin bleibt also nicht nur weniger Zeit als sonst üblich, sondern es muss auch ein wirklich komplett neuer Flugzeugtyp seine Feuertaufe bestehen. Boeing hat sich also einen ehrgeizigen Zeitplan für die Zulassung gesteckt. Bei einem Projekt mit solcher Größenordnung sind Verspätungen aber fast vorprogrammiert. Der Erstflug der Boeing B787-8 soll zum jetzigen Zeitpunkt im November/Dezember stattfinden. Trotzdem bleibt der Zulassungsprozess rekordverdächtig.
