Das AeroSHARK-Projekt von Lufthansa Technik ist an Haifischhaut angelehnt und sorgte bislang ausschließlich bei Boeing-Maschinen für eine bessere Luftströmung. Nun ist der erste Airbus an der Reihe.
Was hat ein Airbus A330 von Discover Airlines mit einem Haifisch gemeinsam? Auf den ersten Blick vermutlich nicht sehr viel. Doch das ändert sich derzeit in einem Hangar der Elbe Flugzeugwerke in Dresden. Denn: Dort wird die von Lufthansa Technik und BASF entwickelte AeroSHARK-Technologie – eine Folie, die die mikroskopische Struktur von Haifischhaut nachahmt – zum ersten Mal an einer Airbus-Maschine installiert. AERO INTERNATONAL war dabei und hat sich den Prozess vor Ort angeschaut.
Mit AeroSHARK den Luftwiderstand reduzieren
Doch zunächst ein Blick in die Natur. Haie können bis zu 70 km/h schnell schwimmen. Ein entscheidender Faktor ist dabei die Hautstruktur der Tiere. Diese besteht aus Millionen von Rillen, die in Strömungsrichtung ausgerichtet sind und auch als Riblets bezeichnet werden. Sie führen wiederum dazu, dass sich der Reibungswiderstand beim Schwimmen reduziert.
Was bei Haifischen im Wasser funktioniert, wurde durch die Entwicklung von AeroSHARK in ähnlicher Weise auf Flugzeuge in der Luft übertragen. Das Grundprinzip liegt also darin, den Luftwiderstand zu reduzieren. Schließlich können dadurch der Treibstoffverbrauch und CO2-Emissionen gesenkt werden. Die Technologie stellt demnach einen kleinen, aber dennoch relevanten Schritt zu einer nachhaltigeren Zukunft der Luftfahrt dar. So bezeichnet Michael Lagemann, Pressesprecher von Lufthansa Technik, AeroSHARK als „wichtiges Nachhaltigkeitsprojekt“ des Konzerns.
Start von AeroSHARK auf einer Boeing 747
Erste Ideen, die Struktur der Haifischhaut auf Flugzeuge zu übertragen, gab es bereits in den 80er- und 90er-Jahren. Konkret in Angriff genommen wurde das Vorhaben jedoch erst im Jahr 2019, als die AeroSHARK-Folie auf einer Boeing 747-400 der Lufthansa installiert wurde. Die Folie wurde von Lufthansa Technik und BASF (heute Surventis) konzipiert und enthält zahlreiche Riblets – mit nur etwa 50 Mikrometern Höhe und einer Ausrichtung entlang des Luftstroms.
Die einzelnen Folienstücke werden dabei in Handarbeit auf ein Flugzeug aufgeklebt. Durchschnittlich wird ein Flieger alle acht bis zehn Jahre neu lackiert. Bis zu einer erneuten Lackierung soll auch AeroSHARK anhalten. Der erste folierte Jumbo aus 2019 fliege damit seit mittlerweile sieben Jahren erfolgreich, so Johannes Helldorff, Programmleiter AeroSHARK Lufthansa Technik.
Ausgestattet wurden damit bisher ausschließlich Boeing-Maschinen. Mit Corona und der Unsicherheit über die Zukunft der Boeing 747 erhielten zunächst vor allem verschiedene Modelle der Triple Seven die neue AeroSHARK-Folierung. Innerhalb der Lufthansa Group setzten neben der Lufthansa selbst auch Austrian und Swiss auf die Technologie.
Und auch andere Fluglinien – wie LATAM, ANA oder EVA Air – haben AeroSHARK in den zurückliegenden Jahren adaptiert. Insgesamt 30 Flugzeuge fliegen aktuell mit dem Oberflächenfilm. 22 davon gehören der Lufthansa Group an. Innerhalb der Gruppenflotte werden dadurch rund 19 Tonnen Kerosin und 60 Tonnen Co2 pro Tag eingespart.
Innerhalb von zehn bis 15 Tagen: Weltweit erster Airbus erhält Haifisch-Haut
Der erste Airbus, der voraussichtlich Anfang des nächsten Jahres mit nachgeahmter Haifischhaut abheben wird, ist ein A330-300 von Discover Airlines. Seit dem 23. August diesen Jahres befindet sich die Maschine dafür bei den Elbe Flugzeugwerken (EFW) in Dresden und die Applikation startete am vergangenen Dienstag. Das EFW-Personal wurde für diese besondere Aufgabe durch Mitarbeiter von Lufthansa Technik geschult. Dabei wurde das Know-how der Boeing 777 auf den A330 übertragen.
Zehn bis 15 Tage dauert es, bis die rund 2000 Folienpuzzleteile mit einer Größe von 0,5 Quadratmetern vollständig auf das Flugzeug aufgeklebt sind. Rund 120 Kilogramm kommen durch den Oberflächenfilm an Gewicht hinzu. Aktuell umfasst die beschichtete Fläche ausschließlich den Rumpf – mit Aussparungen der Fensterpartien – sowie die Triebwerke.
Dadurch können bereits ein Prozent der CO2-Emissionen und des Treibstoffverbrauchs pro Flug reduziert werden. Zukünftig sollen auch Flügel und Leitwerk in Kooperation mit Airbus mit AeroSHARK foliert werden, was das Einsparpotenzial auf rund zwei Prozent und damit zwei Tonnen verdoppeln könnte. Da es sich dabei um die wichtigsten Auftriebskörper eines Flugzeugs handle, sei das jedoch etwas komplizierter, so Soenke Burger, Entwicklungsleiter AeroSHARK Lufthansa Technik.
Startbedingungen: Zertifizierung und Testflüge
Doch bevor der A330-300 mit den neu installierten Riblets in den Regelbetrieb starten kann, benötigt dieser eine Musterzulassung der European Union Aviation Safety Agency (EASA). Dafür werden zahlreiche Tests am Boden und in der Luft durchgeführt. Wann es soweit ist und die Maschine die entsprechende Zertifizierung erhält, lässt sich derzeit noch nicht konkret sagen.
Und als Tipp für alles Luftfahrt-Enthusiasten: Noch vor den Prüfungen durch die EASA führt auch die Lufthansa Technik Probeflüge mit dem A330 durch. Zwei davon haben bereits an den Tagen vor der Modifikation von AeroSHARK stattgefunden. Die übrigen beiden werden an den Tagen nach Fertigstellung der Folierung durchgeführt, sagt Johannes Helldorff.
Diese Testflüge dauern rund sechs Stunden an und verlaufen über Nord- und Ostsee. Mit an Bord sind Ingenieure, die über Headsets mit den Piloten im Cockpit verbunden sind und die unterschiedlichen Flugmanöver auswerten. Verfolgt werden können diese Flüge der Discover-Maschine mit der Kennung D-AIKP auf Flightradar24.
Herausforderungen von AeroSHARK
Als größte Herausforderung des Projekts sieht Soenke Burger die technische Realisierbarkeit, „ein Flugzeug dieser Größe mit Folie zu versehen“. Das sei vergleichbar damit, einen Fußball faltenfrei mit Geschenkpapier einzupacken. Pressesprecher Michael Lagemann berichtet von keinen größeren Rückschlägen im Rahmen der AeroSHARK-Modifikation.
Kleinere Hürden seien jedoch die Corona-Pandemie gewesen, die kurz nach ersten Folierung begann, oder die Entwicklung eines zuverlässigen Materials. Und auch Änderungen und Anpassungen durch behördliche Anweisungen der EASA – für die die Technologie selbst Neuland war –, gehören laut Lagemann zum Prozess dazu: „Man muss sich immer wieder neu erfinden“.
Ausweitung der Technologie: Wie geht es in Zukunft weiter?
Der nächste Schritt bezüglich AeroSHARK wird die Tragflächen sowie das Leitwerk des Airbus A330 betreffen. Außerdem könnte die Technologie auf weitere Flugzeugtypen ausgeweitet werden. Infrage kommen könnten dafür etwa der A350, A330neo oder die Boeing 777X.
Am profitabelsten ist der Oberflächenfilm auf der Langstrecke, wenn sich die Maschine möglichst lange auf Reiseflughöhe befindet. Da die Entwicklung und Zulassung von AeroSHARK laut Soenke Burger „wahnsinnig teuer“ sei, werde bei der Auswahl künftiger Typen in erster Linie danach entschieden, für welchen Flugzeugmarkt sich die Etablierung des Projektes am meisten lohne.
Konkrete Kosten für die Realisierung des Projektes nannte Burger nicht. Die Airlines wiederum würden nach zwei Jahren der Nutzung einen Return on Investment erreichen.
