Projekt "Sauberer Himmel"

30. September 2008, 20:09
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Steigende Treibstoffpreise und die hohe Kohlendioxid-Emission von Flugzeugen zwingen die Luftfahrtindustrie, leichtere Flugzeuge zu bauen

Branchengrößen haben mit der EU deshalb die Technologieinitiative "Clean Sky" ins Leben gerufen.

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Grüner und leiser müssen die Flugzeuge werden - und das möglichst schnell. Kein kleines Ziel hat die Advisory Council For Aeronautics Research in Europe (Acare), die europäische Technologieplattform für Luftfahrt und Luftverkehr, damit ihrer Branche vorgegeben. Im Vergleich zum Jahr 2000 sollen bis 2020 die Kohlendioxid-Emissionen pro Passagierkilometer und die Lärmbelastung halbiert und der Stickoxid-Ausstoß um 80 Prozent gesenkt werden - und das bei einem von heute vier auf dann rund zwei Liter gedrückten Kerosinverbrauch pro 100 Passagierkilometer. Ganz freiwillig hat man diesen Pfad übrigens nicht beschritten: Denn auch wenn der Ölpreis seit Juli dieses Jahres wieder leicht gefallen ist - seit 1998 haben sich die Kosten für den Jet-Treibstoff mehr als verzehnfacht.

Konzepte für neue umweltfreundlichere Luftfahrttechnologien sind daher sehr gefragt. Mit vielen altbewährten Technologien sei man bereits an die Grenzen des Machbaren gestoßen, bestätigt Andreas Geisler von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG. Damit die Luftfahrt den Herausforderungen der Zukunft entgegentreten kann, müsse das ganze Flugzeug neu durchgedacht, Rumpf, Flügel und Triebwerke im Prinzip neu erfunden werden.

Offene Rotorblätter

Nur: Ganz allein will die Luftfahrtindustrie diese Aufgabe nicht lösen. Neben dem zum Thema bereits laufenden nationalen Luftfahrtprogramm "Take off" des Infrastrukturministeriums riefen Anfang dieses Jahres die Branchengrößen Airbus, Dassault, Saab und Rolls-Royce gemeinsam mit der EU die Technologieinitiative "Clean-Sky" ins Leben. Insgesamt 1,6 Milliarden Euro - die eine Hälfte davon EU-finanziert, die andere von der Luftfahrtindustrie selbst - sollen von diesem Oktober an bis 2017 in die Entwicklung neuer umweltgerechterer Technologien fließen.

Das Programm gliedert sich in sechs Forschungsbereiche. Ein Großteil des Geldes wird in die Entwicklung umweltverträglicherer Triebwerke eingesetzt. Die Projektleiter Rolls-Royce und der französische Rüstungs- und Luftfahrtkonzern Safran wollen vor allem Turbinen mit offenliegenden Rotorblättern, Open-Rotor-Konzept genannt, vorantreiben. Diese neue Triebwerkstechnologie kombiniert die Vorteile von Düsen und Propellertriebwerk und soll den Kraftstoffverbrauch um rund ein Viertel senken - allerdings müsste man mit diesen Turbinen etwas langsamer fliegen als heutzutage und sie sind noch deutlich lauter als heutige Antriebe. - Eine Alternative könnten Triebwerke mit Extragetriebe sein - hier sollen mithilfe eines zusätzlichen Getriebes die Drehzahlen der einzelnen Turbinenstufen besser angepasst und die Turbine damit wirtschaftlicher betrieben werden können.

Bisher mussten etwa der schnelldrehende Hochdruckverdichter nach der Brennkammer und die langsamdrehenden riesigen Schaufeln an der Front der Turbine auf nur einer Welle verbaut werden - so konnte nur eine Kompromissdrehzahl eingestellt werden. US-Hersteller Pratt&Whitney und die deutsche MTU Aero Engines testen die gemeinsam entwickelte Technologie gerade an einem Airbus A340.

Vor allem auch eine insgesamt deutliche Gewichtsreduzierung der Flugzeuge würde helfen, die hochgesteckten "Clean Sky"-Ziele zu erreichen. Das sei eine gute Chance auf Fördergelder für österreichische Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die in den Bereichen Leichtbau, Strukturbau oder Werkstoffe, aber auch Elektronik tätig sind, so Geisler.

Weniger Treibstoff

"In Faserverbundwerkstoffen für den Flugzeugbau steckt noch enorm viel Potenzial", sagt Elisabeth Ladstätter, Leiterin der Forschungsabteilung Werkstoffe beim österreichischen Zulieferer FACC (Interview). So liegt der Kohlefaseranteil beim neuen Boeing 787 Dreamliner bereits bei über 50 Prozent. Bei dem künftigen Airbus-Flieger A350 sollen bereits 60 Prozent Kohlefaser eingesetzt werden. Rund 30 Prozent Treibstoff weniger prognostiziert Airbus ab dem prognostizierten A350-Start im Jahr 2013. Um solch hohe Faserverbundanteile zu realisieren, müsse der Leichtbauwerkstoff künftig neuen Anforderungen angepasst werden, erklärt Ladstätter ihre Forschungsaufgabe.

Das Unternehmen Böhler Schmiedetechnik arbeitet derzeit an der neuen Werkstoffgruppe Titanaluminide, die künftig für leichtere und haltbarere Triebwerke sorgen soll. "Der Werkstoff soll die Nickelbasislegierungen ersetzen, die bisher für die Triebwerksschaufeln im Niederdruckverdichter eingesetzt werden", sagt Sascha Kremmer, Produktmanager bei Böhler. Bei gleicher Festigkeit könnte das Gewicht so um die Hälfte reduziert werden. (Denis Dilba/DER STANDARD, Printausgabe, 1.10.2008)

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    Der Traum von CO2-freien Flugzeugabgasen wird ein Traum bleiben. Forscher arbeiten aber an der Verbesserung des Ist-Zustands.

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