Weiterentwicklung einer funktionsintegrativen und ressourcenschonenden Leichtbaustruktur für die Luftfahrt (InteReSt-II); Teilvorhaben: Materialauswahl, Untersuchung relevanter Luftfahrt-Umwelt-Einflüsse und projektbegleitende Ökobilanzierung

Abstract

Ziel des Projekts „InteReSt-II“ war die Weiterentwicklung einer hybriden Helikoptertür für einen Ultraleichthubschrauber. Dafür wurden Carbonfasern und Flachsfasern in einer duroplastischen Matrix kombiniert. Um den Bioanteil der lackierten Hubschraubertür zu erhöhen, wurden (teil-)biobasierte Lacke ausgewählt und in Ihren Eigenschaften mit etablierten Flugzeuglacken verglichen. Insgesamt wurden 14 Lacksysteme für die Untersuchungen am IfBB ausgewählt. Ziel war es, den Einfluss luftfahrtspezifischer Umwelteinflüsse auf die optischen und mechanischen Eigenschaften von Flachsfaserkompositen (FFK) und Lacksystemen zu bewerten. Die Proben wurden bis zu 28 Tage den Umweltbedingungen ausgesetzt und wurde festgestellt, dass Wasser und UV-Licht die optischen und mechanischen Eigenschaften von FFK negativ beeinflussen, die Komposite jedoch resistent gegen Auslagerung in Hydrauliköl und Kerosin sind. Es konnten außerdem zwei teilbiobasierte Autointerieurlacke bestimmt werden, die im Vergleich zu den fossilen Flugzeuglacken gleich gut abschnitten. Die biologische Herkunft der Flachsfasern begünstigt außerdem in besonderem Maß die Degradation durch mikrobielles Wachstum. Daher untersuchte das IfBB zusätzlich das Pilzwachstum auf verschiedenen FFK -Substraten und Lacken. Die begleitende Ökobilanzierung zur optimierten Helikoptertür verglich fünf Szenarien, unter anderem wurde die Carbonfaserntür mit der optimierten InteReSt-II Hybridtür verglichen. Für die InteReSt-II-Tür zeigen sich 42,8 % Einsparungen von CO2-eq während der Herstellung. Jedoch ist diese schwerer als die Carbonfasertür, was sich in der Nutzungsphase negativ auswirkt. Die optimierte Hybridtür ist jedoch auch auf eine Vielzahl von möglichen Lastfällen ausgelegt und daher nicht direkt mit der ursprünglichen, nicht optimierten Carbonfasertür vergleichbar. Es darf weiterer Studien, um das CO2-Einsparpotential durch den Einsatz von Naturfaser-Hybridwerkstoffen in der Luftfahrt abschließend zu bewerten.