In der heutigen Zeit werden in den von uns allen genutzten Verkehrsflugzeugen hochwertige Verbundwerkstoffe eingesetzt, um optimale Flugleistung und hohe Sicherheit zu gewährleisten. Doch welche Materialien wurden in der Geschichte der Luftfahrtentwicklung verwendet? Um den Anforderungen von Langzeitflügen und hoher Belastbarkeit gerecht zu werden, muss das Material leicht und gleichzeitig robust sein. Es muss sich gut verarbeiten lassen und zahlreiche Anforderungen wie Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfüllen. Die Wahl der richtigen Werkstoffe für die Luftfahrt erweist sich daher als keine leichte Aufgabe.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Werkstoffwissenschaft in der Luftfahrt werden immer mehr Verbundwerkstoffe eingesetzt. Dabei werden zwei oder mehr Verbundwerkstoffe kombiniert, um die Vorteile verschiedener Materialien zu vereinen und gleichzeitig deren jeweilige Nachteile auszugleichen. Im Gegensatz zu traditionellen Legierungen bestehen die in Flugzeugen der letzten Jahre verwendeten Verbundwerkstoffe meist aus einer leichteren Harzmatrix, die mit Kohlenstoff- oder Glasfaserkomponenten vermischt ist. Verglichen mit Legierungen lassen sie sich einfacher verarbeiten und die Festigkeit verschiedener Bauteile kann anhand der Konstruktionszeichnungen festgelegt werden. Ein weiterer Vorteil ist ihr geringerer Preis im Vergleich zu Metallen. Das Passagierflugzeug Boeing 787, das auf dem internationalen Markt für zivile Luftfahrt hohes Ansehen genießt, verwendet Verbundwerkstoffe in großem Umfang.
Es besteht kein Zweifel, dass Verbundwerkstoffe zukünftig die zentrale Forschungsrichtung in der Luftfahrtmaterialwissenschaft darstellen werden. Die Kombination mehrerer Materialien führt zu Ergebnissen, die mehr als zwei ergeben. Im Vergleich zu traditionellen Werkstoffen bieten sie deutlich mehr Möglichkeiten. Zukünftige Passagierflugzeuge sowie hochentwickelte Raketen, Flugkörper und Raumfahrzeuge stellen höhere Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit und Innovationskraft der Materialien. Nur Verbundwerkstoffe können diesen Anforderungen gerecht werden. Traditionelle Werkstoffe werden jedoch nicht so schnell von der Bildfläche verschwinden, denn sie bieten Vorteile, die Verbundwerkstoffe nicht aufweisen. Selbst wenn 50 % der heutigen Passagierflugzeuge aus Verbundwerkstoffen bestehen, werden für den Rest weiterhin traditionelle Werkstoffe benötigt.
Veröffentlichungsdatum: 28. Mai 2021
