Für viele technische Neuerungen fungiert die Natur als Ideengeber, das gilt besonders für die Luftfahrtindustrie. Wissenschaftler entwickeln Flugzeugteile anhand von Vogelknochen, bilden die extrem leistungsstarke Struktur der Seerose nach und nehmen sich für die Entwicklung einer möglichst reibungsarmen Oberfläche Haifischhaut als Vorbild.

Herausforderung: Das Auftragen einer ´Haifischhaut`-Struktur auf große Oberflächen

Treibstoffverbrauch ist in der Luftfahrt ein entscheidender Kostenfaktor, je leichter und strömungsförmiger ein Flugzeug ist, desto weniger Kerosin verbraucht es. Schon seit mehreren Jahren setzt sich deshalb die Luftfahrtindustrie intensiv mit strömungswiderstandsreduzierenden Oberflächen auseinander. Haifischhaut ist da das ideale Vorbild, da sie optimal für hohe Geschwindigkeiten und wenig Reibung ausgelegt ist. Schwierig gestaltete sich zunächst das Auftragen einer sogenannten „Riblet-Struktur“, die ihre Eigenschaften von der Hautbeschaffenheit von Haien ableitet, auf große Oberflächen wie Flugzeug-Tragflächen.

Lösung: Führungssystem zur Beschichtung von multifunktionalen Oberflächen mittels Roboterarmen

Im „FAMOS“-Projekt haben die Luftfahrt-Unternehmen Lufthansa Technik und Airbus gemeinsam ein Führungssystem entwickelt, um die multifunktionalen Oberflächen von Verkehrsflugzeugen mittels Roboterarmen mit der Riblet-Struktur zu beschichten. FAMOS steht entsprechend für „Führungssystem zur automatisierten Applikation multifunktionaler Oberflächenstrukturen“ und erlaubt die Lackierung und Beschichtung großer Flächen kosteneffizient und in hoher Qualität. Bei der Methode wird ein von Airbus und Lacklieferanten entwickelter Speziallack in Form der Riblet-Struktur automatisiert auf die Oberfläche geprägt und durch UV-Licht gehärtet. Auch eine vorherige Reinigung und Abtragung alter Lackierung ist möglich. Zunächst soll die Struktur auf den Flügeloberseiten sowie auf den Ober- und Unterseiten des Höhenleitwerks appliziert werden. Weitere Anwendungsflächen, vor allem am Rumpf, sollen folgen.

Durch den Einsatz der Riblet-Struktur kann der Treibstoffverbrauch eines Verkehrsflugzeugs um etwa ein Prozent gesenkt werden. Das entspricht einer jährlichen Kerosinersparnis in Höhe von 55 Millionen Euro und einer Einsparung von mehr als 200.000 Tonnen CO2 allein bezogen auf die Flotte der Lufthansa.

Das FAMOS-Projekt wurde seit 2014 im Rahmen des zivilen Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo V) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Nach dem erfolgreichen Projektabschluss mit dem Aufbau eines Demonstrators im ZAL TechCenter, soll nun im nächsten Schritt die Industrialisierung der Technologie angegangen werden.

Das ZAL zählt zu den weltweit modernsten Forschungszentren für die zivile Luftfahrt und fungiert als Schnittstelle zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und der Stadt Hamburg, um zu den großen Zukunftsthemen der Luftfahrt zu forschen. Das ZAL ist Bestandteil des Luftfahrtclusters „Hamburg Aviation“. Mit mehr als 40.000 hochqualifizierten Fachkräften ist Hamburg einer der größten Standorte der zivilen Luftfahrtindustrie weltweit und damit ideal für die Entwicklung von Projekten wie FAMOS.

 

Potenzial: Automatisierte Beschichtung mit Riblet-Struktur ab 2019

Wird in den kommenden Monaten mit der Überführung in die Produktion begonnen, könnte die automatisierte Beschichtung von Flugzeugen mit strömungswiderstandsreduzierender Haifischhaut bereits 2019 Realität werden.

 

FAMOS
in Numbers

55
Millionen Euro Kerosinersparnis
200.000
Tonnen CO2-Einsparung
2019
möglicher Start der automatisierten Beschichtung mit Riblet-Struktur

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