Bron: Technische Weekblad (12 mei 2006)

Boeing is op tournee met de Dreamliner. De Amerikaanse vliegtuigbouwer prijst het brandstofzuinige toestel, dat in 2007 voor het eerst moet vliegen, nu al de hemel in met een gelikte multimediapresentatie. Volgens Boeing zal de Dreamliner het reizigersgemak aanzienlijk verhogen. ‘Het vliegtuig kan langere afstanden overbruggen en maakt veel meer rechtstreekse vluchten mogelijk. Bovendien zijn de ramen groter en is er een flinke vermindering van de geluidshinder en de luchtvochtigheidsproblemen’, aldus Craig Saddler, financieel hoofd van het Dreamliner-project.
Deze voordelen zijn voor een groot gedeelte terug te voeren op het gebruik van composieten, met name koolstofvezel versterkte epoxies, in zowel de staart, delen van de vleugel als de gehele romp van het toestel.
Ook de TU Delft ontwikkelde en ontwierp een vliegtuig met drukcabine, dat goeddeels uit koolstofcomposiet is opgetrokken en zij delen het enthousiasme van de Amerikanen. ‘Koolstofversterkte polymeren hebben een hogere sterkte en stijfheid per eenheid gewicht dan de luchtvaartmetalen, waardoor een forse gewichtsreductie mogelijk is. Daarnaast heb je meer vrijheid in de vormgeving, zodat je het vliegtuig aërodynamischer kunt maken. Zowel gewichtsreductie als vormgeving zijn belangrijke wapens in de strijd tegen energiegebruik’, aldus Adriaan Beukers, hoogleraar composietmaterialen en constructies aan de TU Delft.
‘Composieten corroderen niet en bij een goed ontworpen constructie is vermoeiing, zelfs na impact, geen item. Daarom gaan de onderhoudskosten aanzienlijk omlaag’, vervolgt de Delftse hoogleraar. ‘Bij Boeing uit zich dit in grotere ramen en omdat de drukcabine niet meer kritisch is voor vermoeiing, kan de cabinedruk in het toestel op 1800 meter ingesteld worden, in plaats van de gebruikelijke 2.400 meter. Door de veel betere thermische isolatie is de klimaatbeheersing in het vliegtuig makkelijker en kan de luchtvochtigheid tijdens een lange vlucht van minder dan 10 procent op zo’n 25 procent gehouden worden.’
Volgens Beukers is één van de grootste voordelen dat koolstof de constructie vergemakkelijkt. Bij metalen vliegtuigen bestaat de ‘assembly’ uit honderden stappen en moeten de verschillende onderdelen nog aan elkaar worden geklonken. Tijdens de productie van koolstof onderdelen (zeer grote secties) legt een machine de geïmpregneerde vezels in een bepaald patroon om een mal. Vervolgens wordt het met kunststof voorgeïmpregneerde materiaal uitgehard door de temperatuur te verhogen. Hele secties kunnen op deze manier in één keer in elkaar worden gezet.
Beukers is niet bang dat het koolstofmateriaal scheurt. ‘Juist omdat het bros is, moet je veel reserve in de belastbaarheid opbouwen en moet je veel zorg aan de constructieve details besteden. Dat kan door voldoende materiaal aan te brengen en veel zorg te besteden aan hoeken, randen en dikte-veranderingen. Uit tests met ons eigen vliegtuig blijkt dat de grotere brosheid geen probleem is en de constructie zeer duurzaam en schadetolerant blijkt te zijn, met een betere thermische en akoestische isolatie als premie’, aldus Beukers.