Luftfahrt macht neue Werkstoffideen alltagstauglich Hightech-Materialien für Solar Impulse 2

Redakteur: Luca Meister

Viele Ideen entwickeln Werkstoffexperten zunächst für die Luftfahrtindustrie. Aber sie beflügeln damit auch zahlreiche andere Branchen – zum Beispiel den Automobilbau oder die Wärmedämmung. Hochwertige Materialien von Bayer Material Science sorgen dabei für mehr Effizienz und Nachhaltigkeit.

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Vorhang auf für ein visionäres Projekt: Die neue «Solar Impulse 2» wurde in der Schweiz offiziell vorgestellt. Das Ultraleichtflugzeug soll 2015 erstmals komplett ohne Treibstoff die Erde umrunden.
Vorhang auf für ein visionäres Projekt: Die neue «Solar Impulse 2» wurde in der Schweiz offiziell vorgestellt. Das Ultraleichtflugzeug soll 2015 erstmals komplett ohne Treibstoff die Erde umrunden.
(Bild: Bayer)

Am Himmel fliegt die Zukunft – aber im Flugzeugbau weht ein rauer Wind: Kerosin und aggressive Enteisungsmittel machen den Materialien ebenso zu schaffen wie extreme Temperaturen und die hohe UV-Strahlung. Zugleich ringen die Ingenieure um jedes Gramm Gewichtseinsparung. Nirgends sind die Anforderungen bei der Entwicklung neuer Hightech-Materialien höher als in der Luftfahrt. Das gilt für Arbeiten an der neuen Generation von Passagier-Grossraumfliegern ebenso wie für das Flugzeugprojekt «Solar Impulse 2»: 2015 soll der Leichtbauvogel allein mit Sonnenenergie die Erde umrunden. Mit dabei sind hochwertige Materialien, die nicht nur dazu beitragen, das Grundgerüst des Fliegers zu stabilisieren, sondern auch für eine robuste Beschichtung der Aussenhaut sorgen.

Leicht, robust und isolierend

«Solar Impulse wirkt für uns wie ein Katalysator. Bei diesem Projekt können unsere Hightech-Werkstoffe unter extremen Bedingungen zeigen, was in ihnen steckt», erklärt Dr. Bernd Rothe, technischer Projektleiter Solar Impulse bei Bayer Material Science. Die Materialideen von Solar Impulse beflügeln ausserdem auch Werkstoffe für andere Märkte und Branchen. So setzt Solar Impulse zum Beispiel in Sachen Leichtbau neue Ideen frei. Und diese helfen wiederum der Automobilindustrie: Metall und Glas, zum Beispiel an Türen und Dächern, werden vermehrt durch Kunststoffe ersetzt. Denn: «Durch Einsparung von hundert Kilogramm Gewicht lässt sich der Spritverbrauch um einen halben Liter pro hundert Kilometer senken», erklärt Dr. Martin Döbler, Autoexperte bei Bayer Material Science. Vor allem das transparente Bayer-Polycarbonat «Makrolon» ist deshalb nicht nur für die Cockpitscheibe von Solar Impulse interessant. Auch bei Autos lässt sich damit deutlich Gewicht sparen: Als kristallklarer Kunststoff für Autoscheinwerfer erfüllt er höchste optische Anforderungen und wiegt dabei nur halb so viel wie Glas. Und für die immer beliebteren Panoramadächer setzen Autoentwickler auf Makrolon, weil es leicht und robust ist und trotzdem gut isoliert.

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Hochleistungs-Schaumstoff für Cockpit und Kühlschrank

Auch im Privathaushalt tragen Entwicklungen aus dem Solarflieger zu höherer Energieeffizienz bei: «Sogar Kühl- und Gefrierschränke können von Solar Impulse profitieren», sagt Dr. Rothe. Von der heissen Sonne Spaniens bis zur klirrenden Kälte in fast 10 000 Metern Flughöhe – im Cockpit muss der Pilot extreme Temperaturunterschiede aushalten, und er benötigt Materialien, die gut isolieren. Der von den Bayer-Experten neu entwickelte Dämmstoff «Baytherm Microcell» kommt deshalb als Dämmmaterial für Kühlschränke infrage. Sie sind für einen Grossteil des Energieverbrauchs moderner Haushalte verantwortlich.

Geringe Wärmeleitfähigkeit

«Die Wärmeleitfähigkeit der darin verwendeten Polyurethan-Hartschaumdämmstoffe soll deshalb so gering wie möglich sein», erklärt Dr. Reinhard Albers, Experte für technische Isolierung bei Bayer Material Science. «Wir haben bei Baytherm Microcell die Poren im Schaumstoff um 40 Prozent verkleinert, das erhöht die Dämmleistung entscheidend.» Je kleiner die Poren, desto geringer die Wärmeleitfähigkeit. Der neue Dämmstoff könnte den Energieverbrauch von Kühlgeräten deutlich verbessern und dank dünnerer Dämmschicht auch mehr Stauraum für Milch, Wurst und Gemüse schaffen.

Lackierungen für Züge

Aber auch Entwicklungen für den Schienenverkehr profitieren vom Luftfahrtlabor: «Die Aussenhaut von Zügen muss beispielsweise fast genauso robust sein wie bei Flugzeugen», erklärt Robert Reyer, Experte für Lacke von Transport- und Nutzfahrzeugen bei Bayer Material Science. Den Zugbeschichtungen setzen aggressive Reinigungsmittel zu: «Beim Entfernen von Graffitis muss der Lack einiges aushalten – von alkalischen über Phosphor- bis hin zu salzsauren Reinigungsmitteln», sagt R. Reyer. Weil eine Neulackierung teuer ist, muss der Originallack möglichst lange unbeschadet bleiben. Das gelingt mit Lackformulierungen von Bayer so gut, dass zum Beispiel auch der neue ICx der Deutschen Bahn auf Basis von Bayer-Rohstoffen lackiert wird.

Alle Beispiele zeigen: Die extremen Anforderungen der Luftfahrt helfen, Bestehendes zu verbessern und Neues zu erproben. Zwar steht dem Solarflieger die Weltumrundung erst noch bevor. Doch für die Experten von Bayer Material Science ist schon der Weg das Ziel: Sie wollen das Leben im Alltag verbessern. Das Engagement in der Luftfahrt wird die Experten sicher noch auf weitere Lösungen bringen. Denn der raue Wind im Flugzeugbau hält noch einige Herausforderungen bereit. <<

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