Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Gemeinsam mit Airbus, EconCore und der Technischen Universität von Dänemark (DTU) arbeitet Fraunhofer an einer neuen Technologie für ein nachhaltigeres Seitenruder für Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge auf Basis von thermoplastischen Sandwich-Verbundwerkstoffen mit Wabenstruktur.
Die Faserverbund-Sandwichbauweise ist ein sehr effizientes Strukturkonzept für ultraleichte Strukturbauteile in modernen Verkehrsflugzeugen. Leistungsfähige Sandwichbauteile bestehen bisher aus duroplastischen Phenolharz-Wabenkonstruktionen und Epoxidharz-Faserverbundlaminaten. Aufgrund steigender Nachhaltigkeitsanforderungen sollen diese durch neue, nachhaltige Werkstoffe und Technologien ersetzt werden. Fortschritte in der Nachhaltigkeit müssen jedoch ohne Einbußen bei den Bauteileigenschaften erreicht werden. Dazu zählen Schadenstoleranz unter extremen Umgebungsbedingungen, hohe Zuverlässigkeit, mechanische Stabilität und strukturelle Integrität im normalen Betrieb und bei möglichen Beschädigungen. Gleichzeitig muss ein möglichst hoher Grad an Recyclingfähigkeit der thermoplastischen Bestandteile gewährleistet sein.
Gemeinsam werden Airbus, Fraunhofer, DTU und der Wabenkernentwickler EconCore eine neue Generation nachhaltigerer Seitenruderstrukturen auf Basis potenziell recycelbarer thermoplastischer Materialien entwickeln. Das Konsortium ist Teil des von Airbus geleiteten Projekts "FASTER H2 – Fuselage, Rear Fuselage and Empennage Technologies for H2 Integration", das vom EU-Forschungsprogramm »Clean Aviation« im Rahmen von Horizon Europe finanziert wird. Die vier Partner werden im Arbeitspaket »EcoRudder« zusammenarbeiten, das sich auf die Entwicklung einer neuen Generation von Seitenruderstrukturen für Verkehrsflugzeuge konzentriert. Ziel ist es, die Ruderstruktur neu zu gestalten und durch thermoplastische Materialien zu ersetzen, die nach der Außerbetriebnahme des Flugzeugs recycelt werden können.
Im Rahmen des Projekts werden neuartige, thermoplastische Sandwich-Waben-Bauteilstrukturen entwickelt und aufgebaut. Ihre Einsatztauglichkeit am Seitenruder wird untersucht und ein Recyclingkonzept für die Strukturkomponenten entwickelt. Neben umfangreichen Tests und Analysen, die sicherstellen sollen, dass die Komponenten allen Anforderungen für eine Zertifizierung als strukturelles Flugzeugbauteil entsprechen, wird auch eine detaillierte Lebenszyklusanalyse (LCA) durchgeführt. Letztere dient dazu, den reduzierten CO2-Fußabdruck des neuen thermoplastischen Wabenkern-Sandwich-Ruders zu bestätigen.