Funktionsbegabte Flugzeugkomposite
Verbundwerkstoffe, die eine Kombination verschiedener Materialien in sich vereinen, ermöglichen den Ingenieuren eine Optimierung mehrerer Eigenschaften, indem man die Stärken der einzelnen Bestandteile ausnutzt. So ergeben sich mögliche Platz-, Gewichts- und Kosteneinsparungen bei verbesserter Leistung. Zwei wichtige Leistungskriterien sind minimierte Schwingungen und Schallemissionen. Schwingungen können kritische Flugzeugkomponenten beeinträchtigen und möglicherweise Risse verursachen oder ein Versagen auslösen. Auch die Elektronik und die Instrumente sowie die Flugzeugzelle selbst können beeinträchtigt werden, so dass die Schwingungsminderung bei jedem multifunktionalen Bauteil eine zentrale Zielstellung ist. Gesenkte akustische Emissionen sind eine Grundsäule der ehrgeizigen europäischen Forschungsinitiative Clean Sky zur Eindämmung der Auswirkungen des Luftverkehrs. An dem Projekt COMPASS arbeitende EU-finanzierte Wissenschaftler untersuchten die Möglichkeiten der Einbindung vibroakustischer Dämpfungsmaterialien in kohlenstofffaserverstärkte Kunststofflaminate für eine multifunktionale Lösung. Die Wissenschaftler wählten zu Untersuchungs- und Optimierungszwecken verschiedene Dämpfungsmaterialien und Herstellungsverfahren aus. Obgleich Schwingungen und Lärm die Hauptziele waren, mussten die Reduzierungen hier jeweils ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften zustande kommen. Ferner beurteilte das Team die Leistung der Materialien in Hinsicht auf Erosion, Blitzschutz und Abdichtung gegen eindringende Feuchtigkeit. Nach der Ermittlung der optimalen Materialien und Bearbeitungsverfahren im Labormaßstab veränderten die Forscher die Größenordnung und stellten mehrere Technologiedemonstratoren vor. Mit Blick auf die zukünftige Industrialisierung ergriff das Team im Lauf der letzten Phase die Gelegenheit, um seine Industrialisierungsstrategie vorzubereiten. Eine kommerzielle Umsetzung der multifunktionalen COMPASS-Materialien für Flugzeuge verspricht eine Menge entscheidender Vorteile für die Flugzeugindustrie, die Fluggäste und die Umwelt. Mit der Technologie wird man die Produktionskosten und das Gewicht der Bauteile reduzieren können, wodurch letztlich Kraftstoffverbrauch, Emissionen und Betriebskosten gesenkt werden. Mit besserer Schwingungs- und Akustikleistung der Flugzeuge wird man Wartungskosten senken und die Sicherheit sowie den Komfort der Passagiere verbessern können. Insgesamt werden diese Konzepte die EU-Wirtschaft und deren Position im Luftfahrtsektor stärken können.
