Aluminiumschaum in der Luftfahrt und Flughafensicherheit
Die Luftfahrt ist einer der fünf strategischen Zielmärkte von Havel metal foam, am Boden wie in der Luft. Genannte Anwendungen reichen vom Cockpit über Crashelemente, Sitze, Halterungen und Treppen bis zu Gepäckwagen, Luftfrachtpaletten und Verpackungen für Gefahrgut. Der Werkstoff ist dort interessant, wo Steifigkeit, Crashverhalten und Sicherheit zugleich gefragt sind und jedes Kilogramm zählt. Eine luftfahrtspezifische Werkstoffzulassung liegt bislang nicht vor; was an Prüfungen existiert, steht weiter unten.
Stand:
Wo wird Aluminiumschaum in der Luftfahrt eingesetzt?
Die Anwendungen verteilen sich auf zwei Bereiche. In der Kabine und am Fluggerät sind es Cockpit-Bauteile, Crashelemente zum Aufprallschutz sowie Sitze, Halterungen und Treppen. Am Boden kommen Gepäckwagen, Luftfrachtpaletten, Verpackungen und Gehäuse für Gefahrgut sowie mobile Trennwände hinzu. Der gemeinsame Nenner ist der Grund, aus dem der Werkstoff überhaupt in Frage kommt: hohe Biegesteifigkeit bei geringem Gewicht, und ein Verformungsverhalten, das Energie aufnimmt statt sie weiterzugeben.
- Cockpit-Bauteile
- Crashelemente und Aufprallschutz
- Sitze, Halterungen, Treppen
- Gepäckwagen
- Luftfrachtpaletten
- Verpackungen und Gehäuse für Gefahrgut
- Mobile Trennwände
Was bringt eine Luftfrachtpalette aus Aluminiumschaum?
Luftfrachtpaletten und Container werden aus AAS gefertigt, also mit Aluminium-Decklagen. Sie sind leicht und witterungsbeständig, und die hohe Biegesteifigkeit des Sandwichs erlaubt einen dünnen Aufbau bei gleicher Tragfähigkeit. Im Betrieb wirken zwei Effekte: die Handhabung wird schneller, und das geringere Palettengewicht verlängert die Einsatzzeit elektrisch betriebener Fahrzeuge am Boden. Anbauteile fertigt Havel metal foam direkt mit, etwa Ösen zur Sicherung von Netzen, statt nachträglich angebracht zu werden.
Gibt es ein Konzept für abwurffähige Ladungsträger?
Als Entwurf, nicht als Serienprodukt. Havel metal foam hat einen Ladungsträger für den Abwurf von Generatoren und Batterien ausgelegt: rund 90 kg Nutzlast bei einer Aufsetzgeschwindigkeit von bis zu 8 m/s. Der Träger misst 800 × 600 × 124 mm und wiegt mit den Schaumecken etwa 14 kg; die Ecken sind so dimensioniert, dass sie 2880 J aufnehmen. Die Zahlen stammen aus der Auslegung, nicht aus einer Erprobung.
Was leistet der Werkstoff in der Flughafensicherheit?
Sprengschutz auf Flughäfen ist ein von Havel metal foam benanntes Anwendungsbeispiel, und Flughafenterminals stehen in der Liste der Einsatzorte für mobile Schutzwände. Zur Belastbarkeit gibt es eine Prüfung: Havel Lite® SAS wurde speziell für den Einsatz als konstruktiver Explosionsschutz getestet und erzielte dabei positive Ergebnisse. Das ist ein Prüfergebnis und keine Zertifizierung: ein Schutzwert gegen eine definierte Explosionslast ist daraus nicht abgeleitet.
Ist der Werkstoff für die Luftfahrt zugelassen?
Nein, und diese Frage sollte am Anfang eines Gesprächs stehen und nicht am Ende. Für die Luftfahrt existiert bislang keine Werkstoffzulassung: Zu Kabinenwerkstoff-Prüfungen nach CS-25 beziehungsweise FAR 25.853 oder nach den Prüfvorschriften der Hersteller liegt nichts vor, und eine EASA-Freigabe gibt es nicht. Was es gibt, ist die Materialprüfung von AAS und SAS nach DIN EN 45545-2 aus dem Schienenbereich; sie ergab eine Eingruppierung in HL3, ein Zertifikat wurde dazu nicht beantragt. Für eine Anwendung an Bord ist das keine Ersatzqualifikation. Für Anwendungen am Boden, also Gepäckwagen, Paletten und Ausrüstung, stellt sich die Frage in dieser Schärfe nicht.
Havel metal foam führt Werkstoffprüfungen mit Partnern durch, darunter das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, die Technische Hochschule Brandenburg, die MPA Dresden und das Beschussamt Mellrichstadt. Eine luftfahrtspezifische Qualifikation ist damit nicht abgedeckt.
Zulassung und Nachweise
Welche Werkstoffzulassung liegt für die Luftfahrt vor?
Auch gefragt: Gibt es eine EASA-Freigabe? · Wurde nach CS-25 oder FAR 25.853 geprüft?
Keine. Für die Luftfahrt hält Havel metal foam bisher keine Werkstoffzulassung: Es gibt keine EASA-Freigabe, keine Kabinenwerkstoff-Prüfung nach CS-25 oder FAR 25.853 und nichts nach den Prüfvorschriften der Flugzeughersteller, also weder nach ABD noch nach AITM. Das steht hier an erster Stelle, weil kein Einkauf in der Luftfahrt ein Kabinen- oder Frachtmaterial ohne Brandnachweis spezifiziert, und weil eine Anfrage, die diese Frage erst im Projekt stellt, teuer wird. Was vorliegt, ist die Materialprüfung von AAS und SAS nach DIN EN 45545-2 aus dem Schienenfahrzeugbau mit einer Eingruppierung in HL3; sie ist ein anderer Nachweis für einen anderen Anwendungsbereich und ersetzt keine Luftfahrtqualifikation. Geprüft werden könnte gegen eine Luftfahrtnorm; gelaufen ist eine solche Prüfung nicht.
- Quellen
- Markeninhalte
Woher stammt der vorhandene Brandnachweis?
Auch gefragt: Was sagt die Materialprüfung nach DIN EN 45545-2 aus? · Gilt der Bahn-Brandnachweis auch für die Kabine?
Der Nachweis, den Havel metal foam vorlegen kann, stammt aus dem Schienenfahrzeugbau: Die Materialprüfung von AAS und SAS nach DIN EN 45545-2 ergab eine Eingruppierung in HL3, ein Zertifikat wurde dazu nicht beantragt. Übertragbar ist daran das Argument, nicht die Zulassung: Der Aufbau ist rein metallisch, ohne Kunststoffe und ohne Klebstoffe, es ist also nichts vorhanden, was brennen könnte. Für eine Kabine zählt das als Plausibilität und nicht als Prüfung, weil die Luftfahrtnormen andere Prüfkörper, andere Beflammungsszenarien und andere Grenzwerte verlangen. Eine Feuerwiderstandsklasse liegt für kein Bauteil vor.
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- Markeninhalte
Was ist für konstruktiven Explosionsschutz belegt?
Auch gefragt: Wurde das Sandwich gegen Explosionen getestet? · Gibt es Schutzwerte für Sprengschutz?
Havel metal foam hat Havel Lite® SAS speziell für die Verwendung als konstruktiver Explosionsschutz prüfen lassen, mit positivem Ergebnis. Das ist als bestandener Test belastbar und ausdrücklich nicht als Zertifizierung. Ein Schutzwert ist daraus nicht abgeleitet: Zu den Explosions- und Beschussversuchen gibt es kein Prüfhaus, kein Datum und keine Berichtsnummer, und ohne diese drei Angaben ist ein Schutzwert für eine Ausschreibung wertlos. Als Anwendungsbeispiel ist Sprengschutz an Flughäfen benannt. Der Werkstoff wirkt in solchen Aufbauten in Kombination mit hochfestem Stahl oder Keramik-Aramid-Verbunden, nicht allein.
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Anwendungen
Welche Bauteile sind für die Luftfahrt benannt, und welche sind gebaut?
Auch gefragt: Welche Anwendungen gibt es in der Luftfahrt? · Sind die Luftfahrtanwendungen real oder geplant?
Havel metal foam sieht den Werkstoff in der Luftfahrt in sieben Anwendungen: Cockpit, Crashelement und Aufprallschutz, Sitze mit Halterungen und Treppen, Gepäckwagen, Verpackung oder Umhüllung für Gefahrgut, Luftfrachtpalette und mobile Trennwände. Der Reifegrad ist sehr unterschiedlich und diese Unterscheidung gehört dazu: Der Gepäckwagen in AAS ist als gebautes Bauteil fotografiert, die Luftfrachtpalette ist als Produkt beschrieben, und der abwurffähige Ladungsträger existiert als Entwurf. Für die übrigen Positionen liegt eine Anwendungsnennung vor und kein belegtes Bauteil. Weil Aluminiumschaum Schwingungen, Stöße und Schläge hervorragend aufnimmt, eignet er sich in der Luftfahrt vor allem für steifigkeits-, crash- und sicherheitsrelevante Bereiche.
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- Markeninhalte
Warum eine Luftfrachtpalette aus Aluminiumschaum statt aus Blech?
Auch gefragt: Was leistet eine ULD aus Aluminiumschaum-Sandwich? · Lassen sich Ösen in eine Palette integrieren?
Havel metal foam fertigt Luftfrachtpaletten aus AAS, also mit Aluminiumdecklagen, und nennt dafür drei Vorteile gegenüber einer konventionellen Palette. Sie ist leicht und wetterfest, was bei einer ULD unmittelbar auf die Nutzlast durchschlägt. Sie erlaubt schnelles Handling und verlängert durch das geringere Palettengewicht die Einsatzzeit elektrisch betriebener Flurförderzeuge, was ein Betriebskostenargument und kein Materialargument ist. Und die hohe Biegesteifigkeit des Sandwichs lässt dünne Aufbauten zu, sodass Bauhöhe für Ladung frei bleibt. Kundenspezifische Anbauteile wie Ösen zur Sicherung von Netzen können bereits während der Fertigung der ULD eingebracht werden.
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Wie ist der Entwurf für einen abwurffähigen Ladungsträger ausgelegt?
Auch gefragt: Gibt es eine Palette für Lastenabwurf? · Welche Energie nimmt der Ladungsträger auf?
Havel metal foam hat einen Ladungsträger für Generatoren und Batterien entworfen, der abgeworfen werden kann; es ist ein Entwurf und kein gebautes Bauteil. Ausgelegt ist er für eine Zuladung von rund 90 kg bei einer Aufsetzgeschwindigkeit von bis zu 8 m/s. Die Wanne misst 800 mal 600 mal 124 mm und wiegt mit den Schaumecken etwa 14 kg, und die Ecken sind so bemessen, dass sie 2880 J aufnehmen. Die Zahlen sind belastbar als Auslegung und nicht als Prüfergebnis: Ein Abwurfversuch steht noch aus. Für ein Projekt ist das die brauchbare Auskunft, weil die Auslegung zeigt, in welcher Größenordnung der Werkstoff Energie aufnimmt.
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Flughafensicherheit
Was leistet der Werkstoff an einem Flughafen außerhalb des Flugzeugs?
Auch gefragt: Wird Aluminiumschaum für Sprengschutz eingesetzt? · Gibt es Anwendungen im Terminal?
Havel metal foam bedient an Flughäfen zwei Bereiche außerhalb des Flugzeugs. Der erste ist Sprengschutz, ausdrücklich als Anwendungsbeispiel geführt, mit Havel Lite® SAS als geprüftem konstruktivem Explosionsschutz und ohne veröffentlichten Schutzwert. Der zweite sind mobile Trennwände, für die Flughafenterminals in der Anwendungsliste stehen. Diese Anwendungen sind für eine Beschaffung leichter zugänglich als ein Kabinenbauteil, weil hier keine Luftfahrtzulassung im Weg steht: Ein Terminal ist ein Bauwerk, und maßgeblich sind die Regeln des Bauens und der Gebäudesicherheit. Welche davon ein Bauteil erfüllt, klären wir projektbezogen.
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Was ist bei einem Luftfahrtprojekt früh zu klären?
Auch gefragt: Welche Angaben braucht eine Anfrage aus der Luftfahrt? · Wie läuft eine Qualifizierung ab?
Bei einem Luftfahrtprojekt mit Aluminiumschaum sind drei Punkte früh zu klären, und der erste ist der teuerste, wenn er liegen bleibt. Erstens der Qualifizierungsweg: Für ein Bauteil in der Kabine oder im Frachtraum ist zu klären, gegen welche Norm geprüft werden muss und wer diese Prüfung beauftragt, denn bei Havel metal foam liegt sie nicht vor. Zweitens der Lastfall, weil die vorhandenen Zahlen Auslegungen und keine Prüfergebnisse sind. Drittens die Frage, ob das Bauteil im Flugzeug oder am Boden sitzt: Für Gepäckwagen, Paletten, Trennwände und Sprengschutz am Terminal gilt keine Luftfahrtzulassung, und dort ist der Weg zu einem Bauteil deutlich kürzer. Diese Reihenfolge entscheidet, ob ein Projekt Monate oder Jahre braucht.
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Aluminiumschaum für Ihre Luftfahrtanwendung
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