(Fortsetzung aus: Machine Design 75(2003)18, S. 58-68) Im zweiten Teil des dreiteiligen Überblicks über 100 Jahre Luftfahrtgeschichte wird die Entwicklung des Werkstoffeinsatzes für den Bau von Flugzeugrümpfen geschildert. Der Motor der Werkstoffwahl und Werkstoffentwicklung war von Anfang an die Suche nach belastbaren Leichtbauwerkstoffen, die möglichst auch noch gut bearbeitbar, montagefreundlich und gur reparabel sein sollten. Die ersten kommerziellen Flugzeuge wurden in Vollschalenbauweise (Monocoque) aus unter Druck in langen Halbschalen-Betonformen mit Kasein verklebten Sperrholzlagen (Druckübertragung mit Hilfe aufblasbarer Gummiballons) und Stoffbespannung (Baumwollgewebe) hergestellt, waren allerdings lange infolge der hohen Kosten keine kommerziellen Erfolge. Den Höhepunkt des Holzflugzeugbaus stellt die ab 1927 gebaute Lockheed Vega (4 bis 6 Passagiere) dar, die im Laufe der nächsten Jahre zahlreiche Geschwindigkeitsrekorde (290 km/h) und Höhenrekorde (15,24 km) gebrochen hat. Traurige Berühmtheit erlangte die Lockheed Vega durch einen Flugzeugabsturz 1935 bei Point Barrows, Alaska, bei dem der Pilot (Wiley Post, Testpilot und Entdecker des Jet Streams) und der Humorist Will Rodgers den Tod fanden. Seit Beginn der 1920er Jahre wurde die Holzkonstruktion allmählich durch eine Metallkonstruktion abgelöst, prominente Vertreter der ersten Metallflugzeuge waren die Tin Goose (Ford 4-AT), ein dreimotoriges ziviles Transportflugzeug der Ford Motor Company mit Flugzeugrumpf und Flügeln aus Aluminium-Wellblech, und Boeings P-26 Peashooter, Amerikas erstes Metall-Kampfflugzeug mit verstärktem Rumpf aus Aluminiumblech und Flügeln aus Duraluminium. Der Entwicklungsdruck im Zweiten Weltkrieg und in der Phase des Kalten Krieges führte besonders im Militärflugzeugbau zur zunehmenden Verwendung von Titanlegierungen für Flugwerk und Motoren (F-86 Sabre, 1948; erstes Ganztitan-Flugzeug Lockheed SR-71 Blackbird, 1964). Heute beruht etwa 10 % des Zivilflugzeuggewichtes (Militärflugzeuge: 20 %) auf Titanlegierungen. Der neueste Werkstofftrend für Flugzeugrümpfe sind Kunststoff-Verbundwerkstoffe mit Epoxidharzmatrix oder Polyamidmatrix mit Verstärkungen aus Glas, Bor oder Kohlenstofffasern, die bis zu einem Drittel des Flugzeugrumpfes ausmachen (Beispiel: Kampfflugzeug F-22 Raptor). Dieser Anteil kann Expertenmeinungen zur Folge in den nächsten Jahren auf etwa zwei Drittel steigen. Anhand des ersten zivilen Flugzeuges mit einem vollständig aus Verbundkunststoffen gefertigten Rumpf (Beech Starship, 1986 bis 1994: 53 ausgelieferte Flugzeuge, Transportkapazität 7 Passagiere) werden die Schwierigkeiten erläutert, die bei der praktischen Umsetzung von Reißbrettentwürfen entstehen. Weitere vorgestellte Materialentwicklungen sind ein Hochtemperaturschmiermittel für Gasturbinen-Triebwerke (Flüssigester) als Ersatz für ölbasierte Schmiermittel und warmstreckgeformtes Acrylglas hoher Schlagfestigkeit für Cockpit-Kanzeldächer. (wird fortgesetzt)


    Zugriff

    Zugriff über TIB

    Verfügbarkeit in meiner Bibliothek prüfen

    Bestellung bei Subito €


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    100 years of flight, Part 2: A century of progress in aircraft materials


    Weitere Titelangaben:

    100 Jahre Luftfahrt, Teil 2: 100 Jahre Fortschritte bei Werkstoffen im Flugzeugbau


    Beteiligte:
    Mraz, S.J. (Autor:in)

    Erschienen in:

    Machine Design ; 75 , 21 ; 72-77


    Erscheinungsdatum :

    2003


    Format / Umfang :

    6 Seiten, 15 Bilder, 1 Tabelle



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Englisch