In der Luftfahrt nehmen Faserverbundwerkstoffe aufgrund ihres Leichtbaupotentials eine immer größere Rolle ein. Für eine Effizienzsteigerung im Luftfrachttransport hatte die Lufthansa Cargo AG Unterstützung beim Carbon Composites e.V. (CCeV) gesucht. Eine Arbeitsgruppe des Vereins hat nun ein Konzept vorgestellt, auf dessen Basis die Lufthansa Cargo AG Leichtbaucontainer der zweiten Generation beauftragen kann.
Die Lufthansa Cargo AG, als eines der führenden Unternehmen im Luftfrachttransportgeschäft, gab das Ziel vor: Ein geringerer Treibstoffverbrauch sowie niedrigere Emissionen sollen durch den Einsatz von Luftfrachtcontainern in Leichtbauweise erzielt werden. Im speziellen Fall handelt es sich um einen Container des Typs AKE, der im Unterdeck von Passagier- oder Frachtflugzeugen eingesetzt wird. Es ist der am häufigsten verwendete Containertyp weltweit mit einem Volumen von etwa vier Kubikmetern und einem maximalen Abfluggewicht von gut eineinhalb Tonnen. Eine erste Generation von Leichtbaucontainern in Faserverbundbauweise ist von diversen Herstellern verfügbar und wird von Lufthansa Cargo seit 2008 erfolgreich eingesetzt.
Um ein noch höheres Leichtbaupotential zu identifizieren, trat die Lufthansa Cargo AG an den CCeV als Kompetenznetzwerk mit Spezialisten im Bereich der Faserverbundtechnologie heran. Neben dem Leichtbau und der damit verbundenen Reduktion der CO2-Emissionen stand die Minimierung der Betriebskosten (Total Cost of Ownership - TCO) im Vordergrund der Untersuchungen.
In einem ersten Workshop im Sommer Juli 2010 wurde die Zusammenarbeit sondiert und organisiert. In Studiengruppen wurden Design- und Materialkonzepte entwickelt. Die innerhalb der Studiengruppen erarbeiteten Ergebnisse wurden der Lufthansa Cargo AG in zwei weiteren Workshops präsentiert. Als Designkonzepte setzten sich die Rahmenbauweise sowie die Schalenbauweise durch.
Bei der Rahmenbauweise findet der Lastabtrag primär über den biegesteifen Rahmen aus thermoplastischem Faserverbundwerkstoff statt. Die biegeweichen Seitenwände dienen der Verkleidung und übertragen hauptsächlich Schubbelastungen. Durch das mit Aluminium beschichtete Glasfaserthermoplast-Material konnte auch hier erheblich Gewicht eingespart werden. Alle Einzelteile haben eine einfache Geometrie, wodurch die Herstellungs- und Reparaturkosten gering sind.
Bei der Schalenbauweise werden mehrere Komponenten integral gefertigt. Die Rahmenfunktion ist in den Ecken der Seitenwände aus Glasfaser-Thermoplastmaterial mit Wölbstrukturierung in Form einer Aufdickung integriert. Der Aufbau besteht aus nur zwei Bauteilen, wodurch der Container sehr leicht zu montieren ist. Durch den aufgelösten Rahmen sowie die eingesparten Fügeelemente zeichnet sich dieses Konzept ebenfalls durch ein geringes Gewicht aus.
Für beide Konzepte wurde eine Hybridmaterial-Bodenplatte entwickelt, wobei gewährleistet sein sollte, dass sowohl das Gewicht eingespart wird als auch die Biegesteifigkeit und die lokale Festigkeit erhalten bleiben. Für beide Konzepte wurde prognostiziert, dass sich das Gewicht um 20 Prozent verringern wird und der TCO-Wert um drei (Schalenbauweise) bis vier (Rahmenbauweise) Prozent gegenüber den Leichtbaucontainern der ersten Generation sinkt. Der Vorteil für Lufthansa Cargo: Durch das reduzierte Gewicht wird weniger Kerosin verbraucht bzw. die Reichweite des Flugzeuges erhöht. Dadurch wiederum sinkt der CO2-Ausstoß und ein maßgeblicher Beitrag zum Umweltschutz geleistet.
Für den CCeV ist der erfolgreiche Abschluss des Projekts ein Beweis für die Leistungsfähigkeit seiner Mitglieder. "Die Summe unseres Know-how ist größer als das der einzelnen Teile," weiß CCeV-Geschäftsführer Hans-Wolfgang Schröder. Zeljko Vukicevic, Senior Project Manager ULD Engineering bei der Lufthansa Cargo AG, freut sich über das "realisierbare Konzept", das die Arbeitsgruppe übergeben konnte, und auf dessen Grundlage nun Partnerschaften für die Produktion der Leichtbaucontainer der Zukunft geschlossen werden können.
Die Lufthansa Cargo AG, als eines der führenden Unternehmen im Luftfrachttransportgeschäft, gab das Ziel vor: Ein geringerer Treibstoffverbrauch sowie niedrigere Emissionen sollen durch den Einsatz von Luftfrachtcontainern in Leichtbauweise erzielt werden. Im speziellen Fall handelt es sich um einen Container des Typs AKE, der im Unterdeck von Passagier- oder Frachtflugzeugen eingesetzt wird. Es ist der am häufigsten verwendete Containertyp weltweit mit einem Volumen von etwa vier Kubikmetern und einem maximalen Abfluggewicht von gut eineinhalb Tonnen. Eine erste Generation von Leichtbaucontainern in Faserverbundbauweise ist von diversen Herstellern verfügbar und wird von Lufthansa Cargo seit 2008 erfolgreich eingesetzt.
Um ein noch höheres Leichtbaupotential zu identifizieren, trat die Lufthansa Cargo AG an den CCeV als Kompetenznetzwerk mit Spezialisten im Bereich der Faserverbundtechnologie heran. Neben dem Leichtbau und der damit verbundenen Reduktion der CO2-Emissionen stand die Minimierung der Betriebskosten (Total Cost of Ownership - TCO) im Vordergrund der Untersuchungen.
In einem ersten Workshop im Sommer Juli 2010 wurde die Zusammenarbeit sondiert und organisiert. In Studiengruppen wurden Design- und Materialkonzepte entwickelt. Die innerhalb der Studiengruppen erarbeiteten Ergebnisse wurden der Lufthansa Cargo AG in zwei weiteren Workshops präsentiert. Als Designkonzepte setzten sich die Rahmenbauweise sowie die Schalenbauweise durch.
Bei der Rahmenbauweise findet der Lastabtrag primär über den biegesteifen Rahmen aus thermoplastischem Faserverbundwerkstoff statt. Die biegeweichen Seitenwände dienen der Verkleidung und übertragen hauptsächlich Schubbelastungen. Durch das mit Aluminium beschichtete Glasfaserthermoplast-Material konnte auch hier erheblich Gewicht eingespart werden. Alle Einzelteile haben eine einfache Geometrie, wodurch die Herstellungs- und Reparaturkosten gering sind.
Bei der Schalenbauweise werden mehrere Komponenten integral gefertigt. Die Rahmenfunktion ist in den Ecken der Seitenwände aus Glasfaser-Thermoplastmaterial mit Wölbstrukturierung in Form einer Aufdickung integriert. Der Aufbau besteht aus nur zwei Bauteilen, wodurch der Container sehr leicht zu montieren ist. Durch den aufgelösten Rahmen sowie die eingesparten Fügeelemente zeichnet sich dieses Konzept ebenfalls durch ein geringes Gewicht aus.
Für beide Konzepte wurde eine Hybridmaterial-Bodenplatte entwickelt, wobei gewährleistet sein sollte, dass sowohl das Gewicht eingespart wird als auch die Biegesteifigkeit und die lokale Festigkeit erhalten bleiben. Für beide Konzepte wurde prognostiziert, dass sich das Gewicht um 20 Prozent verringern wird und der TCO-Wert um drei (Schalenbauweise) bis vier (Rahmenbauweise) Prozent gegenüber den Leichtbaucontainern der ersten Generation sinkt. Der Vorteil für Lufthansa Cargo: Durch das reduzierte Gewicht wird weniger Kerosin verbraucht bzw. die Reichweite des Flugzeuges erhöht. Dadurch wiederum sinkt der CO2-Ausstoß und ein maßgeblicher Beitrag zum Umweltschutz geleistet.
Für den CCeV ist der erfolgreiche Abschluss des Projekts ein Beweis für die Leistungsfähigkeit seiner Mitglieder. "Die Summe unseres Know-how ist größer als das der einzelnen Teile," weiß CCeV-Geschäftsführer Hans-Wolfgang Schröder. Zeljko Vukicevic, Senior Project Manager ULD Engineering bei der Lufthansa Cargo AG, freut sich über das "realisierbare Konzept", das die Arbeitsgruppe übergeben konnte, und auf dessen Grundlage nun Partnerschaften für die Produktion der Leichtbaucontainer der Zukunft geschlossen werden können.
