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Treiber der Luftfahrt
Drivers of aviation
Nachhaltige Leichtbaumate
rialien für die Luftfahrt:
Erneuerbare Faserverbundwerkstoffe
Sustainable lightweight
materials for aviation:
Renewable fibre composites
Leichtbau ist eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg eines
Flugzeugkonzeptes, da ein geringes Gewicht den Kraftstoffverbrauch
reduziert und sich somit positiv auf die Betriebskosten
auswirkt. Um den steigenden Bedarf an Leichtbaumaterialien aus
Faserverbundwerkstoffen zu decken, werden große Mengen von
Aus gangschemikalien wie Acrylnitril und Epoxid­Harzen benötigt,
die derzeit noch überwiegend aus fossilen Rohstoffen gewonnen
werden.
Auf der Suche nach einer nachhaltigen Alternative hat das
Bauhaus Luftfahrt im Jahr 2013 unter anderem Naturfasern sowie
Lignin­ und Zellulose­basierte Karbonfasern untersucht, wie sie im
Automobilbau diskutiert werden. Die Bewertung dieser Werkstoffe
hat jedoch gezeigt, dass ihre Anwendung in lasttragenden Strukturkomponenten
aufgrund mangelnder Zuverlässigkeit und geringer
mechanischer Belastbarkeit kaum in Frage kommt.
Um erneuerbare Faserverbundwerkstoffe mit uneingeschränkter
Tauglichkeit für die Luftfahrt identifizieren zu können,
hat das Bauhaus Luftfahrt die sogenannte „loom­in“­Fähigkeit als
neues Kriterium erkannt und definiert. Analog zu „drop­in“ ­fähigen
Kraftstoffen haben „loom­in“­fähige Fasern die gleichen Ei genschaften
wie ihre konventionell hergestellten Alternativen und
könnten somit identisch eingesetzt oder weiterverarbeitet werden.
Als ein erstes Beispiel dafür hat das Bauhaus Luftfahrt bereits Karbonfasern
aus nachhaltig hergestelltem Acrylnitril identifizieren
können. Weitere neuartige Produktionspfade sollen folgen, um
auch ihre Produkte hinsichtlich der Eignung für die Luftfahrt zu
bewerten.
Lightweight design is an essential requirement for the success of
an aircraft concept, as a lower weight reduces fuel burn and leads
to an improved operating cost base. To cope with the increasing
demand for lightweight fibre composite materials, large amounts
of required precursor chemicals like acrylonitrile and epoxy­resin
are required. Today, these are predominantly extracted from fossil
feedstock.
Looking for a renewable solution, Bauhaus Luftfahrt in 2013
conducted research on natural fibres as well as lignin­ and cellulose­based
carbon fibres, which are already discussed for automotive
applications. However, an assessment of these materials
showed that an application in load­bearing components barely
comes into consideration due to their lack of reliability and their
low mechanical resilience.
To identify renewable fibre composites with uncompromised
suitability for aeronautic applications, Bauhaus Luftfahrt has identified
and defined the so­called “loom­in”capability as a new attribute.
In analogy to the “drop­in” capability of alternative fuels,
“loom­in”­capable fibres have similar properties as their fossil predecessors
and could therefore be used or processed in an identical
way. As a first example of such a “loom­in” solution, the researchers
have identified a carbon fibre produced from sustainable acrylonitrile.
In order to assess even more alternative fibre composites in
regard to their suitability for aviation, Bauhaus Luftfahrt will conduct
analyses on further renewable production pathways in the
future.
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Bauhaus Luftfahrt Neue Wege.