Der Aufstieg von Flugzeugzellen aus Verbundwerkstoffen

Moderne Flugzeuge sind nicht mehr auf Flugzeugzellen aus Aluminium beschränkt. Während viele von ihnen tatsächlich etwas Aluminium in ihrer jeweiligen Flugzeugzelle enthalten, verfügen viele Flugzeuge jetzt über eine Flugzeugzelle aus Verbundwerkstoffen.

Die Boeing 787 verfügt über eine Flugzeugzelle aus Verbundwerkstoff. Entsprechend der offizielle Boeing-Website, enthält die 787 mehr Verbundwerkstoffe in ihrer Flugzeugzelle – wie auch im Rest ihrer Primärstruktur – als alle anderen Boeing-Flugzeuge. Etwa die Hälfte des Gesamtgewichts der 787 entfällt auf ihre Verbundbauweise.

Was ist Komposit?

Der Begriff „Verbundwerkstoff“ bezieht sich auf ein leichtes, künstliches Material, das aus einzelnen Materialien besteht. Bestandteile sind polarisierende Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften. Wenn sie zusammengemischt werden, schaffen sie ein neues Material mit seinen eigenen einzigartigen Eigenschaften. Verbundwerkstoffe bestehen aus mehreren Bestandteilen wie Kohlenstoff und Kunststoff.

Vorteile von Flugzeugzellen aus Verbundwerkstoffen

Wenn man bedenkt, dass Aluminium ein leicht verfügbares Material ist, das traditionell zur Herstellung von Flugzeugzellen verwendet wird, fragen Sie sich vielleicht, warum große Verkehrsflugzeuge wie die 787 eine Flugzeugzelle aus Verbundwerkstoff haben. Der Hauptvorteil der Verwendung einer Flugzeugzelle aus Verbundwerkstoff ist das Gewicht. Verbundwerkstoffe wiegen weniger als die meisten herkömmlichen Flugzeugrahmenmaterialien, einschließlich Aluminium.

Boeing sagt, dass die in der 787 verwendete Flugzeugzelle aus Verbundwerkstoff im Vergleich zu Flugzeugzellen aus Aluminium eine Gewichtseinsparung von etwa 20 % bietet.

Dank ihrer leichten Eigenschaften fördern Flugzeugzellen aus Verbundwerkstoffen die Effizienz. Flugzeuge mit einer Flugzeugzelle aus Verbundwerkstoff wie die 787 sind treibstoffeffizienter als ihre Gegenstücke mit einer herkömmlichen Flugzeugzelle. Dies ermöglicht Kosteneinsparungsvorteile. Kommerzielle Fluggesellschaften können Treibstoffkosten sparen, indem sie Flugzeuge mit einer Flugzeugzelle aus Verbundwerkstoff wählen.

Die Flugzeugzelle der 787 besteht hauptsächlich aus Verbundwerkstoffen, enthält jedoch immer noch traditionelle Materialien in ihrer Konstruktion. Laut Boeing bestehen 14 % der Flugzeugzelle der 787 aus Titan.

Nicht auf Flugzeugrahmen beschränkt

Verbundwerkstoffe sind nicht auf Flugzeugzellen beschränkt. Andere Strukturteile von Flugzeugen sind oft aus Verbundmaterialien hergestellt. Die Flügel können zum Beispiel zusammengesetzt sein. Viele Flugzeuge verfügen über zusammengesetzte Flügel. Das Leitwerk eines Flugzeugs kann auch aus Verbundmaterialien bestehen.

Ob Flugzeugzelle, Flügel oder Leitwerk, Verbundwerkstoffe sind alle leicht. Aber lassen Sie sich von ihren leichten Eigenschaften nicht täuschen und denken, dass sie schwach sind. Verbundwerkstoffe wie kohlenstoffverstärkter Kunststoff sind unglaublich stark. Sie halten den rauen Umgebungen von Höhenflügen ohne Ausfall stand.

Fazit

Verbundwerkstoffe bestehen nicht aus einem einzigen Material. Obwohl es verschiedene Arten von Verbundwerkstoffen gibt, enthalten sie alle mehrere Bestandteile. Diese Materialien werden miteinander vermischt und beim Bau von Flugzeugzellen sowie anderen Teilen eines Flugzeugkörpers verwendet.

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• Quelle: https://monroeaerospace.com/blog/the-rise-of-composite-airframes/