Technische Universiteit Delft

Nieuw Delfts materiaalconcept voor vliegtuigvleugels kan miljarden besparen

Door vliegtuigvleugels van een speciaal soort aluminium vezel combinatie te maken worden ze nagenoeg ongevoelig voor vermoeiing, beter bekend als metaalvermoeiing. De toepassing van deze technologie, mede-ontwikkeld aan de TU Delft, genereert een aanzienlijke kostenreductie. De buitengewone eigenschappen van dit speciale materiaal (CentrAl genoemd, wat staat voor Central Reinforced Aluminium) kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan het zogenaamde groene vliegtuig. Door minder gebruik van brandstof en door een vermindering van de onderhoudskosten kunnen de besparingen wereldwijd oplopen tot ¤ 75 Miljard.

Vermoeiing is een fenomeen waarbij een materiaal bezwijkt na langdurig wisselende belastingen. Door de wisselende belasting treedt er op den duur breuk op. De nieuwe hoogwaardige CentrAl aluminium constructies zijn sterker dan de vezelversterkte koolstof (CFRP) constructies die recent zijn toegepast in o.a. vliegtuigvleugels van de Boeing 787. Ten opzichte van CFRP-vleugelconstructies kan het gewicht nog eens 20% gereduceerd worden. Daarnaast resulteert het in aanzienlijk lagere (onderhouds)kosten voor deze constructies.

Het CentrAl-concept bestaat uit een centrale laag van vezel metaal laminaten (VML), die worden gesandwiched tussen een of meerdere dikke lagen hoogwaardig aluminium. Zo ontstaat een robuust constructiemateriaal, dat niet alleen bijzonder sterk is, maar daarnaast ook ongevoelig is voor vermoeiing. Met deze toepassing blijven, in tegenstelling tot CFRP-constructies, eenvoudige reparaties zoals bij aluminium-constructies mogelijk.

Dit nieuwe gepatenteerde concept is onder andere het resultaat van een intensieve samenwerking tussen het in 2004 opgerichte Haagse bedrijf GTM Advanced Structures, dat zich heeft gespecialiseerd in nieuwe vliegtuigmaterialen en constructies, Alcoa en de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft. Tijdens een congres in Delft (Conference on Damage Tolerance of Aircraft Structures: 25-28 september 2007) presenteren GTM en het Amerikaanse aluminiumbedrijf Alcoa het nieuwe concept aan internationale experts op het gebied van vermoeiing en schade gevoeligheid van vliegtuigconstructies. De Amerikaanse Luchtmacht, Alcoa en GTM laten hier tevens hun licht schijnen over het feit dat de nieuwe CentrAl materialen mogelijkheden creëren voor zogenaamde 'Carefree-structures'. Dat zijn vliegtuigconstructies die minder gevoelig zijn voor schade, veroorzaakt door bijvoorbeeld vermoeiing, (hagel)inslag, trucks die tegen het vliegtuig rijden en corrosie, waardoor de onderhoudskosten significant zullen afnemen.