Boeings ecoDemonstrator testet recycelte Carbonfaser, Triebwerksakustik und mehr

Boeing (Chicago, Illinois, USA) schuf das ecoDemonstrator-Programm 2010, um neue Entwicklungen für verbesserte Sicherheit und Effizienz voranzutreiben und den ökologischen Fußabdruck zu minimieren. Seitdem haben Boeing und seine Industriepartner Innovationen beschleunigt, indem sie vielversprechende Technologien aus dem Labor in die Luft brachten. Das Programm wurde erweitert, um neue Funktionen, Services und Ansätze zu bewerten, die das gesamte Luftfahrt-Ökosystem verbessern können, einschließlich Technologien, die Treibstoffverbrauch, Emissionen und Lärm reduzieren und nachhaltigere Materialien einbeziehen. Neu ausgelieferte Boeing-Flugzeuge und solche, die bereits in der globalen kommerziellen Luftfahrtflotte fliegen, beinhalten eine Reihe von Technologien, die im ecoDemonstrator-Programm bewertet und bewiesen wurden, wie aerodynamisch effizientere Winglets an der 737 MAX.

Acht Flugzeuge als fliegende Testbetten

Acht Flugzeuge dienten als fliegende Testbetten für das ecoDemonstrator-Programm. Dazu gehörten eine NextGeneration Boeing 737, 757, 777-200, 777 Freighter, 787 Dreamliner und ein Embraer E170. Eine 737-9 in Partnerschaft mit Alaska Airlines dient als Testplattform für 2021.

Nachhaltiger Flugkraftstoff (SAF)

Nachhaltiger Flugkraftstoff (SAF) ist ein weiterer Fokusbereich, mit Potenzial, Lebenszyklus-CO₂-Emissionen um bis zu 80 % zu reduzieren – abhängig von der Quelle. Jedes Testbetten-Flugzeug fliegt mit einer Mischung aus nachhaltigem und normalem Kerosin. Diese Flüge demonstrieren die Machbarkeit von SAF und liefern Daten für die Industrie. Das 2018er Programm machte Geschichte mit dem weltweit ersten kommerziellen Linienflug auf 100 % SAF.

Vortex-Generatoren und Shape-Memory-Legierungen

Der 2019er ecoDemonstrator 777-200 testete neue Wirbelgeneratoren – kleine, vertikale Flügel an der Tragfläche, die die aerodynamische Effizienz beim Start und Landen verbessern. Formgedächtnislegierungen, in Zusammenarbeit mit NASA entwickelt, ermöglichen es den Wirbelgeneratoren, während des Reiseflugs in die Tragfläche einzufahren, wenn sie nicht benötigt werden, was Treibstoffeffizienz verbessert und CO₂-Emissionen reduziert.

2021 Programm: 20 Technologien auf Alaska Airlines 737-9

Das 2021er Programm auf einer Alaska Airlines 737-9 testet etwa 20 Technologien. Boeing und Alaska arbeiten mit der National Oceanic and Atmospheric Administration zusammen, um deren Messungen von Treibhausgasemissionen zu erweitern, was Klimamodellierung und langfristige Prognosen verbessern wird. Eine akustische Auskleidung im Triebwerksgehäuse wird auf ihre Fähigkeit geprüft, Lärm an aktuellen Strahltriebwerken zu reduzieren und Designs für nächste Generation Ultra-High-Bypass-Modelle zu informieren.

Guy Norris liefert zusätzliche Bilder und Details in einem Oktober-2021-Artikel für Aviation Week:

„Das Programm hat auch akustische Auskleidungskonzepte im hinteren Fan-Duct eines der CFM Leap 1B Triebwerke des Flugzeugs getestet, um potenzielle Lärmreduktionen an aktuellen Triebwerken sowie Designinformationen für nächste-Generation-Modelle zu evaluieren. In Zusammenarbeit mit dem FAAs Continuous Lower Energy, Emissions and Noise (Cleen) Programm fokussierten die Tests auf behandelte Schubumkehr-Blockertüren sowie speziell entwickelte akustische Handschuhe zwischen dem Mittkörper des hinteren Fan-Bifurkationsducts und den Innenwänden des Schubumkehrers.“

Recycelte Carbonfaser für Kabinen-Seitenwände

Eine weitere Initiative testet Kabinen-Innenwandverkleidungen aus recyceltem Carbon-Composite-Fasermaterial, das Lärm und Deponieabfall reduzieren kann. Wiederum fügt Guy Norris zusätzliche Einblicke hinzu:

„Im Rahmen des Bestrebens, die Lebenszyklus-Umweltauswirkungen zu reduzieren, ist die Kabineninnenausstattung teilweise mit Seitenwandpaneelen aus recyceltem Carbon-Composite-Material konfiguriert, das von der 777X-Flügelproduktionsstätte in Everett, Washington, geborgen wurde. Die Tests konzentrierten sich auf die akustischen Eigenschaften der Paneele, die seltene Beispiele für Recycling hochwertiger Luftfahrtkomponenten darstellen. Frühere ecoDemonstratoren testeten sowohl fortschrittliche ‚akustisch abgestimmte‘ Seitenwanddesigns zur Minimierung von Vibrationen als auch andere Kabinenmerkmale aus recycelten Materialien.“

Recyceltes Carbonfaser-Composite-Material wurde auch in Boeings selbstdesinfizierender Toilette verwendet, einem von 53 Projekten, die im 2019er ecoDemonstrator auf einem Boeing-eigenen 777-200 getestet wurden. Die Toilette nutzt UV-Licht, um 99,9 % der Keime in ca. drei Sekunden nach jeder Benutzung abzutöten, und verwendete das recycelte Carbonfaser-Composite in einem feuchtigkeitsabsorbierenden Boden.

Eine weitere Recycling-Initiative wurde als eines von 37 Projekten auf dem 2018er ecoDemonstrator getestet, einem 777 Freighter im Besitz von FedEx Express. Fertigungsnebenprodukte wurden als hochwertige Materialien für Armaturen wiederverwendet, wobei Titanlegierung (Ti64) durch über 75 % Recyclinganteil ersetzt wurde. 2015 wurde aktuelle Strömungssteuerung an einer 757 demonstriert. Ziel war, den Luftstrom über das Ruder zu verbessern, um potenziell die aerodynamische Effizienz um mehr als 15 % zu steigern und ein kleineres Leitwerksdesign in der Zukunft zu ermöglichen (in Zusammenarbeit mit NASA). Bemerkenswert: 2012 testete Boeing eine regenerative Wasserstoff-Brennstoffzelle für Flugzeug-Elektrik in einer 737-800, die an American Airlines ausgeliefert wurde.

Weitere Informationen zum 2021er ecoDemonstrator-Programm und früheren fliegenden Testbetten finden sich unter boeing.com/ecodemonstrator