In modernen Verkehrsflugzeugen kommen hochwertige Verbundwerkstoffe zum Einsatz, um hervorragende Flugleistungen und ausreichende Sicherheit zu gewährleisten. Doch welche Materialien wurden im Rückblick auf die gesamte Geschichte der Luftfahrtentwicklung in den ursprünglichen Flugzeugen verwendet? Um den Anforderungen für Langzeitflüge und ausreichende Belastung gerecht zu werden, muss das für die Herstellung des Flugzeugs verwendete Material leicht und robust sein. Gleichzeitig muss es sich leicht verarbeiten lassen und viele Anforderungen wie hohe Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfüllen. Die Wahl der richtigen Materialien für die Luftfahrt scheint keine leichte Aufgabe zu sein.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Materialwissenschaft in der Luftfahrtindustrie kommen immer mehr Verbundwerkstoffe zum Einsatz. Dabei werden zwei oder mehr Verbundwerkstoffe verwendet, um die Vorteile verschiedener Materialien zu kombinieren und gleichzeitig ihre jeweiligen Nachteile auszugleichen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Legierungen bestehen die in Flugzeugen verwendeten Verbundwerkstoffe der letzten Jahre meist aus einer leichteren Harzmatrix, die mit Kohlefaser- oder Glasfaserkomponenten gemischt ist. Im Vergleich zu Legierungen lassen sie sich einfacher umformen und verarbeiten, und die Festigkeit verschiedener Teile lässt sich anhand der Konstruktionszeichnungen bestimmen. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie günstiger als Metalle sind. Das Passagierflugzeug Boeing 787, das auf dem internationalen Markt der Zivilluftfahrt viel Anerkennung findet, verwendet in großem Umfang Verbundwerkstoffe.
Verbundwerkstoffe werden in der Luftfahrt-Materialwissenschaft zweifellos die wichtigste Forschungsrichtung der Zukunft sein. Durch die Kombination mehrerer Materialien entsteht ein Ergebnis von eins plus eins größer als zwei. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien bieten sie mehr Möglichkeiten. Zukünftige Passagierflugzeuge sowie modernere Raketen, Flugkörper, Raumfahrzeuge und andere Raumfahrzeuge stellen höhere Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit und Innovation der Materialien. Diese Aufgabe können dann nur noch Verbundwerkstoffe erfüllen. Traditionelle Materialien werden jedoch sicherlich nicht so schnell der Vergangenheit angehören, da sie gegenüber Verbundwerkstoffen Vorteile bieten. Auch wenn die Hälfte der aktuellen Passagierflugzeuge aus Verbundwerkstoffen besteht, werden für den Rest weiterhin herkömmliche Materialien benötigt.
Beitragszeit: 28. Mai 2021
