Von der Natur abgeschaut: Haifischhaut für Flugzeuge

Je geringer der Reibungswiderstand eines Flugzeugs in der Luft, desto geringer ist auch sein Treibstoffverbrauch. Deshalb erforscht die Luftfahrtindustrie schon seit Jahren, wie die Oberflächen von Flugzeugen strömungsgünstiger gestaltet werden können.

Von der Natur abgeschaut: Haifischhaut für Flugzeuge

Je geringer der Reibungswiderstand eines Flugzeugs in der Luft, desto geringer ist auch sein Treibstoffverbrauch. Deshalb erforscht die Luftfahrtindustrie schon seit Jahren, wie die Oberflächen von Flugzeugen strömungsgünstiger gestaltet werden können.

Dabei lässt sie sich auch von der Natur inspirieren: zum Beispiel von Haifischhaut, denn diese weist einen besonderes geringen Strömungswiderstand auf. Einen Riesenfortschritt auf dem Gebiet bringt das Forschungsprojekt „FAMOS“, das Lufthansa Technik, der Flugzeugbauer Airbus und das Bremer Werk für Montagesysteme kürzlich in Hamburg erfolgreich abgeschlossen haben. Im Zuge des Projekts wurde ein Robotersystem entwickelt, das Haifischhautstrukturen – sogenannte Riblets – großflächig auf Flugzeuge aufträgt.

„FAMOS“ steht für „Führungssystem zur automatisierten Applikation multifunktionaler Oberflächenstrukturen“. Hinter dem sperrigen Namen verbergen sich entscheidende Vorteile für Fluglinien: „Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass wir mit Riblets den Reibungswiderstand der Luft um fünf bis acht Prozent reduzieren können. Dadurch würden Airline-Betreiber rund eineinhalb Prozent Treibstoff einsparen“, sagt Projektleiter Dr. Mathias Nolte von Lufthansa Technik. In der Folge sinken Betriebskosten und Umweltbelastung. Allein die Lufthansa-Flotte könnte mit der Innovation ihren Kerosinverbrauch um sechs Millionen Liter pro Jahr reduzieren und damit die CO2-Emissionen um 200.000 Tonnen senken.

Der „FAMOS“-Roboter reinigt, entlackt und beschichtet vollautomatisch.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Projekt baut auf früheren Forschungen auf. Damals wurden neue Lacke entwickelt und eine lange Haltbarkeit der treibstoffsparenden Beschichtung unter realen Bedingungen im Flugbetrieb bestätigt. Bisher gab es jedoch keine Lösung, wie die Haifischhaut in einem industriellen Verfahren auf große Oberflächen wie die Flügel, kosteneffizient und in hoher Qualität aufgetragen werden kann. Das ist jetzt geglückt. Ähnlich einem Stempel prägt der neu entwickelte Roboterarm die Haifischhaut in frisch aufgetragenen Speziallack. Der Lack wird dann mit UV-Licht ausgehärtet und bildet die etwa 0,1 Millimeter hohe, strömungsgünstige Struktur. Das Robotersystem übernimmt auch die vorherige Reinigung der Flugzeugoberfläche und entfernt alte Lackschichten.

ALLE FLUGZEUGTYPEN KÖNNEN MIT HAIFISCHHAUTSTRUKTUREN BESCHICHTET WERDEN

Die Beschichtung ist auf allen Flugzeugtypen möglich, „FAMOS“ konzentrierte sich jedoch auf Langstreckenflugzeuge wie Airbus A330, A340 und A350. Zunächst wurde die Haifischhaut auf Flügeloberseiten sowie den Ober- und Unterseiten des Höhenleitwerks aufgebracht. Bis die neue Beschichtungstechnologie von Airbus in der Flugzeugproduktion oder von Lufthansa Technik bei der Wartung eingesetzt werden kann, sollen weitere Anwendungsflächen, vor allem am Rumpf, erprobt werden.

Text von Gesine Oltmanns
Fotos: pixabay, ZAL/Michael Lindner

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Projekt baut auf früheren Forschungen auf. Damals wurden neue Lacke entwickelt und eine lange Haltbarkeit der treibstoffsparenden Beschichtung unter realen Bedingungen im Flugbetrieb bestätigt. Bisher gab es jedoch keine Lösung, wie die Haifischhaut in einem industriellen Verfahren auf große Oberflächen wie die Flügel, kosteneffizient und in hoher Qualität aufgetragen werden kann. Das ist jetzt geglückt. Ähnlich einem Stempel prägt der neu entwickelte Roboterarm die Haifischhaut in frisch aufgetragenen Speziallack. Der Lack wird dann mit UV-Licht ausgehärtet und bildet die etwa 0,1 Millimeter hohe, strömungsgünstige Struktur. Das Robotersystem übernimmt auch die vorherige Reinigung der Flugzeugoberfläche und entfernt alte Lackschichten.

Alle Flugzeugtypen können mit Haifischhautstrukturen beschichtet werden

Die Beschichtung ist auf allen Flugzeugtypen möglich, „FAMOS“ konzentrierte sich jedoch auf Langstreckenflugzeuge wie Airbus A330, A340 und A350. Zunächst wurde die Haifischhaut auf Flügeloberseiten sowie den Ober- und Unterseiten des Höhenleitwerks aufgebracht. Bis die neue Beschichtungstechnologie von Airbus in der Flugzeugproduktion oder von Lufthansa Technik bei der Wartung eingesetzt werden kann, sollen weitere Anwendungsflächen, vor allem am Rumpf, erprobt werden.

Der „FAMOS“-Roboter reinigt, entlackt und beschichtet vollautomatisch.

Text von Gesine Oltmanns
Fotos: pixabay, ZAL/Michael Lindner

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