Innovationen für die Luftfahrtindustrie

Neue Werkstoffe für feuerfeste Dichtungen

Dichtungen in Triebwerken müssen Spitzentemperaturen von mehr als 1000 Grad Celsius widerstehen. Bislang kommen dafür faserverstärkte Spezialwerkstoffe zum Einsatz. Freudenberg Sealing Technologies forscht nun an besonders leichten Verstärkungen sowie an faserlosen Alternativen auf Silikonbasis, die eine kostengünstigere Herstellung ermöglichen.

Für hochbelastete und sicherheitsrelevante Dichtungen im Triebwerksbereich werden neue Werkstoffe auf Silikonbasis erprobt. (Quelle: Freudenberg)

Mindestens 15 Minuten müssen die in den Triebwerken verbauten Dichtungen einem Brand widerstehen. Dabei treten Temperaturen bis knapp 1100 Grad Celsius auf. Aber auch schon im Regelbetrieb sind die Dichtungen hohen thermischen Belastungen ausgesetzt: An der Innenseite der Triebwerkshülle liegen Temperaturen von bis zu 300 Grad Celsius an, während außen die Luft mit bis zu minus 65 Grad Celsius entlang strömt.

Der Luftfahrtzulieferer Freudenberg Sealing Technologies forscht an Werkstoffen, die die im Triebwerksbereich üblichen faserverstärkten Silikon-Werkstoffe ablösen und das Gewicht der Dichtungen bei gleicher Funktion um bis zu 20 Prozent senken könnten. Der Werkstoff komme bereits an anderen Stellen im Flugzeug zum Einsatz und wird derzeit hinsichtlich Feuerfestigkeit weiterentwickelt, um auf Kerosintests basierende Standards wie die ISO-Norm 2685 einzuhalten.

Außerdem wird nach Unternehmensangaben ein neuer Silikon-Werkstoff für den Einsatz im Triebwerksbereich entwickelt, der mit einem geringeren Anteil Faserverstärkungen auskommt. Das Funktionsprinzip wird so erklärt: Kommt bei einem Triebwerksbrand die Oberfläche des Silikons in direkten Kontakt mit den Flammen, „keramisiert“ das Material und bildet eine feuerfeste Barriere. Diese Oberflächenbarriere verlangsamt die Zersetzung der darunterliegenden Elastomer-Schichten durch die Flammenfront. Da die Faserverstärkungen reduziert werden können oder ganz entfallen, verringern sich die Materialkosten. Darüber hinaus vereinfache der neue Werkstoff die Fertigung, so dass die Kosten sinken.

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Ein durchschnittliches Triebwerksgehäuse mit den zugehörigen Bauteilen für die Schubumkehr kann mehrere hundert Dichtungen enthalten. Zwar werden feuerfeste Dichtungen nur selten bis an ihre Belastungsgrenze gebracht, gehören heute aber zu den anspruchsvollsten Dichtungen in der kommerziellen Luftfahrt.

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