In den 1970er Jahren entdeckten Forscher den «Riblet»-Effekt der Haut von Haifischen. Er minimiert den Strömungswiderstand und macht die Tiere pfeilschnell. Eine Steilvorlage für die Technik.
Der Haifisch hat nicht nur scharfe Zähne, sondern auch eine besondere Haut. Sie macht ihn zu einem schnellen Räuber der Meere und zu einem Vorbild für die Technik. Nach ersten Boeing-Jets sollen jetzt auch Airbus-Maschinen mit einer künstlichen Haifischhaut fliegen. Die weltweit erste «AeroSHARK»-Installation an einem Airbus A330 wird derzeit in den Elbe Flugzeugwerken Dresden vorgenommen. Das Testflugzeug gehört dem Lufthansa-Ferienflieger Discover Airlines.
Hinter «AeroSHARK» verbirgt sich eine Technologie, die auf einer hauchdünnen Folie die Vorzüge der Haut von Haifischen nachahmt. Die Vorteile sind der Wissenschaft seit den 1970er Jahren bekannt. Die Haifischhaut ist mit winzigen Schuppen bedeckt, die wie Mikrostrukturen den Widerstand reduzieren und die Strömungseffizienz erhöhen können, erklärt das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung.
Mikroskopisch kleine Rillen auf der Haifischhaut
Auf der Oberfläche der Haut verlaufen mikroskopisch kleine und parallel verlaufende Rillen, die Wasserverwirbelungen brechen und das Wasser praktisch am Körper vorbeileiten, womit der Reibungswiderstand sinkt. Zudem werden Schmutz und Parasiten ferngehalten.
Auch die von der Lufthansa Technik AG und der Firma Surventis (vormals BASF Coatings) entwickelte AeroSHARK-Riblet-Technologie nutzt diese Vorzüge. Die gleichnamige Folie soll den Luftwiderstand senken und den Treibstoffverbrauch sowie die CO2-Emissionen reduzieren. Aktuell ist das Verfahren schon für einige Varianten der Boeing 777 zertifiziert. Mit dem Airbus A330 soll nun das am zweithäufigsten für Langstrecken ausgelieferte Flugzeugmuster folgen.
Künftig sollen auch Tragflächen und Leitwerk Folien bekommen
Eine Ausweitung auf weitere Modelle und zusätzliche Flugzeugflächen sei geplant, heißt es bei der Lufthansa Technik AG. Bisher werden die Folien nur am Rumpf und an der Verkleidung der Triebwerke aufgebracht, im Fokus stehen aber auch Tragflächen und Leitwerk. «Sie sind die wichtigsten Auftriebskörper des Flugzeugs. Das heißt, da greifen wir tief in die Aerodynamik ein», erklärt Soenke Burger, bei Lufthansa Technik für «AeroSHARK»-Entwicklung zuständig. Davon hänge wiederum die gesamte Steuerbarkeit des Flugzeugs ab.
Die «Haifischhaut» auf den Flugzeugen hat es in sich. Die Struktur der Rillen ist nur 50 Mikrometer tief, halb so viel wie ein menschliches Haar. Die Folien haben ein Abmaß von einem Meter mal 50 Zentimeter. Ihr blasenfreies Aufbringen auf den zuvor akribisch gesäuberten Flugzeugrumpf ist nicht einfach. Wer schon einmal versucht habe, einen Fußball in eine Folie einzuwickeln, könne sich vorstellen, wie schwer das ist, meint Burger. Gut 880 Quadratmeter werden auf der A330 beklebt, zehn Tage sind dafür veranschlagt.
Perspektivisch sollen zwei Prozent Kraftstoff eingespart werden
Mit der optimierten Oberfläche sollen die Flugzeuge 1 bis 1,2 Prozent Kraftstoff einsparen. Nach den Worten von Burger spielt auch der Cost-of-Weight-Effekt eine Rolle. Ein höheres Flugzeuggewicht führt zu höherem Verbrauch. Wenn man weniger Kerosin verbrauche, müsse man auch weniger davon mitnehmen. Sollten später auch Flügel und Leitwerk eine Folie tragen, lasse sich eine Einsparung von etwa zwei Prozent erzielen. Schon bei einem Prozent könne ein Langstreckenflugzeug pro Tag knapp eine Tonne Kerosin sparen.
