FLIEGENDES FORSCHUNGSLABOR

Mit 50 neuen Technologien an Bord ist eine umgebaute Boeing 777 als „ecoDemonstrator“ rund um den Globus unterwegs. Viele der getesteten Innovationen sollen es später in die Serienproduktion schaffen, um den Flugbetrieb nachhaltiger, sicherer und bequemer zu machen.
Über 17 Jahre hat die Boeing 777-200 mit der Registrierung N772ET schon auf dem Buckel. In ihrem früheren Leben war sie im Linienverkehr für Air China unterwegs. Doch jetzt ist sie mit High-tech-Komponenten ausgerüstet, um als „ecoDemonstrator“ neue Technologien vor allem für den Umweltschutz nicht nur ausführlich zu testen, sondern auch öffentlich vorzuführen. Mit an Bord: Entwicklungsingenieure von Boeing und vielen Partnerfirmen, die an diesem Projekt beteiligt sind. So machen aktuell über ein Dutzend Forschungs- und Industriepartner an den Tests auf dem fliegenden Prüfstand mit, darunter auch mehrere in Deutschland ansässige Technologieunternehmen, Universitäten und Forschungsinstitute sowie die Fraport AG.

Im November 2019 landete der Flieger für zwei Tage in Frankfurt. „Wir freuen uns, Gastgeber für den ‚ecoDemonstrator“ am Flughafen Frankfurt zu sein“, betonte Dr. Pierre Dominique Prümm, Vorstand Aviation und Infrastruktur der Fraport AG. „Die Technologieprojekte, die hier gemeinsam mit Partnern aus Industrie, Universitäten und Forschungsinstituten präsentiert werden, sind beispielhaft dafür, wie die Branche zusammenarbeitet, um künftige Herausforderungen an die Luftfahrt gemeinsam anzugehen.“

Über 1000 Gäste, Branchenvertreter, Schüler, Studierende und Mitarbeiter der Fraport AG nutzten die Gelegenheit, sich über die 50 Projekte an Bord des fliegenden Prüfstandes zu informieren. Die Forschungsvorhaben decken unterschiedlichste Arbeitsbereiche der Luftfahrt ab: Ein neuartiges digitales Kommunikationssystem beispielsweise, das Flugsicherung, Piloten und das Airline Operations Center verbindet, war bereits während des Fluges von Seattle, dem Boeing-Hauptsitz, nach Frankfurt im Einsatz. Es verbessert die Sicherheit durch die Verringerung von Frequenzengpässen für die Kommunikation, gleichzeitig erhöht es die Effizienz durch die Optimierung der Flugrouten im Hinblick auf den Treibstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen.

Eine „Electronic Flight Bag Application“ stellt den Piloten mithilfe digitaler Kommunikationstechniken Informationen für mögliche Umroutungen zur Verfügung, wenn die Wetterbedingungen eine entsprechende Entscheidung erfordern.

„WIR FREUEN UNS, GASTGEBER FÜR DEN ECODEMONSTRATOR AM FLUGHAFEN FRANKFURT ZU SEIN. DIE TECHNOLOGIE­PROJEKTE, DIE HIER GEMEINSAM MIT PARTNERN AUS INDUSTRIE, UNIVERSITÄTEN UND FORSCHUNGSINSTITUTEN PRÄSENTIERT WERDEN, SIN BEISPIELHAFT DAFÜR, WIE DIE BRANCHE ZUSAMMENARBEITET, UM KÜNFTIGE HERAUSFORDERUNGEN AN DIE LUFTFAHRT GEMEINSAM ANZUGEHEN.“

DR. PIERRE DOMINIQUE PRÜMM, VORSTAND AVIATION UND INFRASTRUKTUR DER FRAPORT AG

Ein weiteres Beispiel, mit dem der „ecoDemonstrator“ nach Frankfurt kam, ist die „Shape Memory Alloy“-Technologie, die gemeinsam von Boeing und der NASA entwickelt wird. Sie ermöglicht die Bewegung von Wirbelgeneratoren auf den Tragflächen in Abhängigkeit von der Temperatur. Die schmalen, Wirbel erzeugenden Rippen stellen sich unter dem Einfluss der bei Start und Landung höheren Temperaturen auf und verbessern das aerodynamische Verhalten des Flugzeugs. Bei den in Reiseflughöhe kälteren Temperaturen schmiegen sie sich zur Verringerung des Luftwiderstands an die Tragfläche an. Für die Aluminium-Strukturen des Flugzeugs wird zudem ein chromatfreier Korrosionsschutz getestet, um die Gefahr der Gesundheitsbelastung in der Produktion zu reduzieren.

Aber auch ein erhöhter Passagierkomfort steht im Fokus der Testreihen: Vernetzte Kabinentechnik mit intelligenten Bordküchen-, Sitz- und Bordtoiletten-Systemen werden im „ecoDemonstrator“ evaluiert. Die von den Systemen übermittelten Echtzeitinformationen melden der Crew Funktionsstörungen von Einrichtungsgegenständen oder die Lagerorte für Speisen und Getränke. Über einen längeren Zeitraum hinweg können diese Systeme Predictive Analytics-Lösungen unterstützen und somit zur Effizienz und Verlässlichkeit des Flugbetriebs beitragen. So können beispielsweise die Vorratsplanung für das Catering verbessert werden oder Kabinenausstattungen ausgetauscht werden, bevor Defekte auftreten.

Seit knapp acht Jahren setzt Boeing bereits auf die fliegenden Forschungslabore. „Die Boeing 777 ist der jüngste Teilnehmer unseres „ecoDemonstrator“-Programms“, berichtet Mike Sinnett. Er ist Vice President of Product Strategy and Future Airplane Development bei Boeing Commercial Airplanes. „Mit dem Einsatz der 777 als fliegendem Prüfstand können wir schneller lernen, Innovationen zügiger umsetzen und deren Nutzen mit höherer Genauigkeit bestimmen.“

Bislang haben neben der aktuellen „Triple Seven“ fünf weitere Flugzeuge – eine 737-800, ein 787-8 Dreamliner, eine 757, eine Embraer E170 und ein 777-Frachter – weit über 100 Technologien getestet. Mehr als ein Drittel davon konnten nach der Testphase von Boeing oder einem der Programmpartner implementiert werden. Rund die Hälfte befindet sich noch in der Weiterentwicklung, während die Tests der übrigen Projekte nach Auswertung der in den Flugtests erlangten Erkenntnisse eingestellt wurden.

Zu den Technologien, die es bis zur Serienreife geschafft haben, zählen unter anderem iPad-Apps, die Piloten mit Echtzeitinformationen versorgen und die es ihnen ermöglichen, Kraftstoffverbrauch und Emissionen zu reduzieren. Weitere Beispiele sind benutzerdefinierte Anfluginformationen zur Reduzierung des Fluglärms sowie ein Kamerasystem an Bord der 777X, das den Piloten dabei helfen wird, Hindernisse am Boden zu meiden.

„DIE BOEING 777 IST DER JÜNGSTE TEILNEHMER UNSERES ECODEMONSTRATOR-PROGRAMMS, MIT DEM WIR PRÜFEN, WIE TECHNOLOGIEN DAS FLIEGEN SICHERER, EFFIZIENTER UND ANGENEHMER GESTALTEN KÖNNEN. MIT DEM EINSATZ DER 777 ALS FLIEGENDEN PRÜFSTAND KÖNNEN WIR SCHNELLER LERNEN, INNOVATIONEN ZÜGIGER UMSETZEN UND DEREN NUTZEN MIT HÖHERER GENAUIGKEIT BESTIMMEN.“

MIKE SINNETT, VICE PRESIDENT OF PRODUCT STRATEGY AND FUTURE AIRPLANE DEVELOPMENT BEI BOEING COMMERCIAL AIRPLANES

Nach der Stippvisite in Frankfurt kehrte der „ecoDemonstrator“ via Atlantic City nach Seattle zurück. Wie auf allen Flügen hatte der Zweistrahler dazu eine Beimischung von nachhaltigem Treibstoff an Bord, um die CO2-Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig die Einsatzbereitschaft dieses umweltfreundlicheren Kerosins nachzuweisen.
Text von Behrend Oldenburg
Fotos: Boeing, Fraport

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