TU ontwikkelt vliegtuigvleugels zonder vermoeiing

Voor de ontwikkeling van het nieuwe materiaal werkte de TU Delft samen met vliegtuigconstructiebedrijf GTM en het Amerikaanse aluminiumbedrijf Alcoa. Deze week presenteren de ontwikkelaars het materiaal op een congres in Delft over schadetolerantie bij vliegtuigen.

Het nieuwe materiaal, opgebouwd uit laagjes aluminium en kunststof met glasvezel, kreeg deze week al veel aandacht in de landelijke media. De belofte is dan ook groot. Vleugels gemaakt van het materiaal zijn lichter en sterker dan de huidige vleugels van aluminium. Hierdoor kan de luchtvaartindustrie besparen op brandstof en onderhoudskosten. Een besparing die volgens de ontwikkelaars op kan lopen tot 75 miljard euro.

“Aluminium is een fantastisch constructiemateriaal”, vertelt ir. Jan Willem Gunnink van het Haagse bedrijf GTM. “Maar het is vermoeiingsgevoelig.” Door de wisselende belasting van vliegtuigvleugels, verliest het metaal zijn sterkte. Prof.dr.ir. Rinze Benedictus, een van de ontwikkelaars van CentrAl bij Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek: “Mensen geloven niet dat metaal ongevoelig is te maken voor vermoeiing. Dat is het ook niet. Maar met deze constructie is het wel mogelijk.”

Dat bewees de TU al eerder met Glare, een materiaal, opgebouwd uit dunne laagjes aluminium en composieten. Airbus gebruikt het voor de romp van superjumbo A380. “Voor vleugels hebben we een dikker materiaal nodig. Als je Glare heel dik zou maken, heb je heel veel laagjes nodig en wordt het enorm duur”, zegt Gunnink. “Bovendien is dik aluminium nodig voor een goede verbinding van de klinknagels in de vleugel.”

Dus plaatsten de onderzoekers een plaat Glare als een sandwich tussen dikke aluminium lagen. Het lijkt zo simpel. “Dat is de paperclip ook, maar die moest ook ooit bedacht worden”, zegt Benedictus. Het materiaal is volgens hem niet moeilijk te maken. “De uitdaging is de lagen zo aan elkaar vast te maken, dat ze samen de krachten kunnen opvangen’. Hoe dat moet, wil de professor niet zeggen voordat de aanvraag van het patent helemaal klaar is.

Vermoeiingstests met het nieuwe materiaal gaven goede uitkomsten. “Na 100 duizend vluchten is een scheur in aluminium ongeveer zestig millimeter lang. In CentrAl is het vijf millimeter.” Onderhoud van vleugels is hierdoor goedkoper. Omdat de vleugels twintig procent lichter zijn dan aluminium vleugels, is er ook minder brandstof nodig. “En de constructie is uiteindelijk ongeveer even duur als een vleugelconstructie van aluminium”, zegt Gunnink.

De ontwikkelaars verwachten veel belangstelling voor hun nieuwe product. De Amerikaanse luchtmacht toonde al interesse. “Na onze tests moeten we een vleugel ontwikkelen van het materiaal”, aldus Benedictus. “Ik denk dat het binnen een paar jaar op een toestel zit.”

Voor de ontwikkeling van het nieuwe materiaal werkte de TU Delft samen met vliegtuigconstructiebedrijf GTM en het Amerikaanse aluminiumbedrijf Alcoa. Deze week presenteren de ontwikkelaars het materiaal op een congres in Delft over schadetolerantie bij vliegtuigen.

Het nieuwe materiaal, opgebouwd uit laagjes aluminium en kunststof met glasvezel, kreeg deze week al veel aandacht in de landelijke media. De belofte is dan ook groot. Vleugels gemaakt van het materiaal zijn lichter en sterker dan de huidige vleugels van aluminium. Hierdoor kan de luchtvaartindustrie besparen op brandstof en onderhoudskosten. Een besparing die volgens de ontwikkelaars op kan lopen tot 75 miljard euro.

“Aluminium is een fantastisch constructiemateriaal”, vertelt ir. Jan Willem Gunnink van het Haagse bedrijf GTM. “Maar het is vermoeiingsgevoelig.” Door de wisselende belasting van vliegtuigvleugels, verliest het metaal zijn sterkte. Prof.dr.ir. Rinze Benedictus, een van de ontwikkelaars van CentrAl bij Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek: “Mensen geloven niet dat metaal ongevoelig is te maken voor vermoeiing. Dat is het ook niet. Maar met deze constructie is het wel mogelijk.”

Dat bewees de TU al eerder met Glare, een materiaal, opgebouwd uit dunne laagjes aluminium en composieten. Airbus gebruikt het voor de romp van superjumbo A380. “Voor vleugels hebben we een dikker materiaal nodig. Als je Glare heel dik zou maken, heb je heel veel laagjes nodig en wordt het enorm duur”, zegt Gunnink. “Bovendien is dik aluminium nodig voor een goede verbinding van de klinknagels in de vleugel.”

Dus plaatsten de onderzoekers een plaat Glare als een sandwich tussen dikke aluminium lagen. Het lijkt zo simpel. “Dat is de paperclip ook, maar die moest ook ooit bedacht worden”, zegt Benedictus. Het materiaal is volgens hem niet moeilijk te maken. “De uitdaging is de lagen zo aan elkaar vast te maken, dat ze samen de krachten kunnen opvangen’. Hoe dat moet, wil de professor niet zeggen voordat de aanvraag van het patent helemaal klaar is.

Vermoeiingstests met het nieuwe materiaal gaven goede uitkomsten. “Na 100 duizend vluchten is een scheur in aluminium ongeveer zestig millimeter lang. In CentrAl is het vijf millimeter.” Onderhoud van vleugels is hierdoor goedkoper. Omdat de vleugels twintig procent lichter zijn dan aluminium vleugels, is er ook minder brandstof nodig. “En de constructie is uiteindelijk ongeveer even duur als een vleugelconstructie van aluminium”, zegt Gunnink.

De ontwikkelaars verwachten veel belangstelling voor hun nieuwe product. De Amerikaanse luchtmacht toonde al interesse. “Na onze tests moeten we een vleugel ontwikkelen van het materiaal”, aldus Benedictus. “Ik denk dat het binnen een paar jaar op een toestel zit.”