Lufthansa hebt mit Sharkskin von BASF ab

Wenn die Haihaut fliegen lernt

03. Mai 2021, 14:22 Uhr   |  Kathrin Veigel

Wenn die Haihaut fliegen lernt
© Uryadnikov Sergey/Adobe Stock

Lufthansa Cargo will mit der Sharkskin-Technologie von BASF die Treibstoffeffizienz seiner Flugzeuge verbessern und damit seine Nachhaltigkeitsziele erreichen.

Je geringer der Reibungswiderstand eines Flugzeugs in der Luft ist, desto geringer ist auch der Treibstoffverbrauch. Nach dem Vorbild der Natur forscht die Luftfahrtindustrie intensiv an dieser Thematik. In Zusammenarbeit mit BASF ist Lufthansa mit AeroShark nun der Durchbruch gelungen.

AeroShark, ein Oberflächenfilm, der der feinen Struktur von Haifischhaut nachempfunden ist, soll ab Anfang 2022 auf der gesamten Frachterflotte der Lufthansa Cargo zum Einsatz kommen und die Flugzeuge noch sparsamer und emissionsärmer machen.

Die Oberflächenstruktur, die aus rund 50 Mikrometer großen Rippen – den sogenannten Riblets – besteht, imitiert die Eigenschaften von Haifischhaut und optimiert so die Aerodynamik an strömungsrelevanten Stellen des Flugzeuges. Dadurch wird insgesamt weniger Treibstoff benötigt.

Tonnenweise Kerosin und CO2 einsparen

Für den Einsatz an den zehn Frachtflugzeugen vom Typ Boeing 777F der Lufthansa Cargo rechnet Lufthansa Technik dadurch mit einer Reibungsverminderung von mehr als einem Prozent. So werden jährliche Einsparungen von rund 3.700 Tonnen Kerosin und fast 11.700 Tonnen CO2-Emissionen möglich. Hochgerechnet auf die gesamte Lufthansa-Cargo-Flotte entspricht der jährlich eingesparte CO2-Ausstoß 48 einzelnen Frachtflügen von Frankfurt nach Shanghai.

Lufthansa AeroShark
© Sonja Brüggemann/Lufthansa Technik

Die Natur als Vorbild: Die Oberflächenstruktur imitiert die Eigenschaften von Haifischhaut.

Lufthansa Technik verantwortet in der Kooperation mit BASF die Spezifikation des Materials, die luftrechtliche Zulassung sowie die Durchführung der Flugzeugmodifikationen, die im Rahmen regulärer Instandhaltungs-Liegezeiten erfolgen. Mit jahrzehntelanger Expertise als zugelassenem Luftfahrt-Entwicklungsbetrieb wird das Unternehmen für die 777F ein für den Betrieb notwendiges Supplemental Type Certificate (STC) bei der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) erwirken.

Der Unternehmensbereich Coatings der BASF entwickelt in seiner »Beyond Paint Solutions«-Einheit funktionale Filme – wie zum Beispiel die Riblet-Oberflächen. Gemeinsam mit Lufthansa Technik wurde eine Lösung realisiert, die die strengen Anforderungen der Luftfahrt erfüllt.

Genau auf die Ansprüche der Luftfahrt ausgerichtet

Bei der Anwendung im Luftverkehr sind Außenflächen unter anderem starken UV-Strahlungen sowie Temperatur- und Druckschwankungen in großen Höhen ausgesetzt. BASF hat deshalb bei der Entwicklung den Fokus auf extreme Widerstandsfähigkeit und Wetterfestigkeit gelegt. Entscheidende Kriterien für eine Anwendung im Luftfahrtbetrieb sind eine einfache Anbringung und Handhabung, sowie eine unkomplizierte Reparaturfähigkeit, wofür ein maßgeschneidertes Konzept entwickelt wurde.

Lufthansa AeroShark
© Sonja Brüggemann/Lufthansa Technik

Mit einem speziellen Oberflächenfilm wird die Aerodynamik an strömungsrelevanten Stellen des Flugzeuges optimiert.

Die Luftfahrtindustrie forscht bereits seit Langem intensiv an einer Haifischhaut für Flugzeuge, jedoch oft nur im kleinen Maßstab. Lufthansa Technik und BASF hatten Ende 2019 erstmals die untere Rumpfhälfte einer Lufthansa Boeing 747-400 mit 500 Quadratmetern einer solchen, gemeinsam entwickelten Haifischhaut-Oberfläche ausgestattet und diese Modifikation von der EASA zertifizieren lassen.

Dieses Flugzeug (Registrierung D-ABTK) hat das Einsparpotenzial der Technologie anschließend im regulären Liniendienst auf der Langstrecke in mehr als 1.500 Flugstunden validiert. Dabei ließ sich zweifelsfrei belegen, dass die Emissionen durch die Sharkskin-Modifikation um rund 0,8 Prozent verringert wurden.

Für die Boeing 777F wird mit höheren Einsparpotenzialen gerechnet, da das Auftragen hier noch großflächiger erfolgt, unter anderem aufgrund der beim Frachtflugzeug nicht vorhandenen Fensterreihen. Bei der Validierung der Einsparungen kommt eine von Lufthansa Technik entwickelte Software-Lösung für Verbrauchsanalysen zum Einsatz, mit dem sich die Wirksamkeit verschiedenster Flugzeug-Modifikationen auf Basis umfangreicher Daten zuverlässig belegen lässt.

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