Wie die internationale Luftfahrt nachhaltiger werden kann

2,5 Prozent der globalen CO2-Emissionen verursacht die internationale Luftfahrt jährlich. Einen erheblichen Beitrag dazu leisten aber nicht nur die tausenden Flugzeuge, die täglich abheben und Kerosin verbrennen, es sind auch die Prozesse in der Herstellung, die in der Luftfahrt besonders ressourcenintensiv sind. Wie die Branche nachhaltiger werden kann und Materialien mehr als einmal genutzt werden können, untersucht ein europäisches Forschungsprojekt seit 2021 – mit Beteiligung der Johannes Kepler Universität.

„Sustainair“ nennt sich das Vorhaben, durch dessen Ergebnisse auch die Luftfahrt näher an die Ziele rücken soll, die im European Green Deal verankert sind. Die Europäische Union fördert mit insgesamt fünf Millionen Euro.

Christoph Kralovec, Assistenzprofessor für konstruktiven Leichtbau an der JKU und Projektbeteiligter, spricht von einer Annäherung hin zur Kreislaufwirtschaft: „ Das Ziel ist, den Materialausschuss bei der Produktion von Bauteilen zu minimieren und diese langlebiger zu machen.“ Das betreffe Bleche an der Hülle genauso wie Elemente im Innenraum des Flugzeugs.

Dabei liege der Fokus vor allem auf Teilen aus dem Werkstoff Titan – gefertigt mit 3D-Druckern. Deren Effizienz liegt laut dem JKU-Forscher bei „nahezu 100 Prozent, es gibt wenig bis gar keinen Ausschuss“. Das Metall an sich weise zudem eine lange Haltbarkeit auf, was eine Wiederverwertung möglich macht. Derzeit würden Flugzeuge am Ende ihrer Lebensspanne verschrottet, einzelne Materialien von anderen Industriezweigen aufgekauft. Bis Flugzeugkomponenten aus dem 3D-Drucker serienreif sind, wird es laut Kralovec aber noch dauern.

Von Kleber und Sensoren

Ein weiterer Schwerpunkt von „Sustainair“ liegt im Bereich der Fügetechnologie – also im Verbinden verschiedener Materialien. Hier setzt sich Kralovec vor allem mit Kleber auseinander: „In Flugzeugen ist bereits jetzt viel geklebt, aber auch durch Sicherheitsnieten verbunden.“ Ebenjene Nieten erschweren Wartung und Wiederverwertung. Die Lösung des Forscherteams: besser geeigneter Kleber und kleine Stifte – „Pins“, wie Kralovec sie nennt, die zusätzlichen Halt garantieren sollen.

Aber auch „intelligenter“ sollen die Bauteile von Flugzeugen durch das Projekt werden. Durch die Integration von Sensoren wird eine Überwachung der Abnützung und Beschädigung einzelner Komponenten möglich – und das in Echtzeit. „Bisher braucht es für jedes Flugzeug eine in fixen Intervallen organisierte Inspektion“, sagt Kralovec. Durch die Sensoren können die Intervalle an den tatsächlichen Wartungsbedarf angepasst und im besten Fall verlängert werden. Neben der erhöhten Sicherheit werden „Aircraft Groundings“ – also Flugverbote aufgrund von technischen Mängeln – bestmöglich vermieden.

„Die Maschinen bekommen in Summe mehr Einsatztage, Fluglinien benötigen in Summe weniger Flugzeuge, um ihre Aufträge im Personen- oder Lastenverkehr erfüllen zu können“, sagt der JKU-Forscher. Damit sinkt laut Kralovec der Produktionsbedarf neuer Maschinen langfristig – wodurch ebenfalls Ressourcen eingespart würden.