Superjumbo in de startblokken
Door G. ten Voorde
De superjumbo van de Europese vliegtuigfabrikant Airbus Industrie staat in de startblokken. Het dubbeldeks toestel moet over enkele jaren kunnen opstijgen met 555 –en later wellicht 900– passagiers aan boord. Zowel gewicht als veiligheid bezorgt de Europese vliegtuigfabrikant de nodige hoofdbrekens. De Nederlandse luchtvaartsector werkt mee aan een oplossing.
Gewicht en zwaartekracht zijn traditionele vijanden van de luchtvaart. Vliegtuigbouwers zoeken daarom voortdurend naar mogelijkheden om het startgewicht van nieuwe toestellen te beperken. Een sprekend voorbeeld is de A3XX. Airbus Industrie werkt momenteel op de tekentafel aan de ontwikkeling van dit grootste commerciële vliegtuig aller tijden.
Eind juni zette de vliegtuigfabrikant met veel tamtam het licht op groen voor het te koop aanbieden aan luchtvaartmaatschappijen. Een definitief besluit om te gaan bouwen is echter nog niet genomen. Eind dit jaar hakt Airbus de knoop door. De eerste toestellen kunnen in 2005 van de band rollen, in een tempo dat kan oplopen tot vijftig stuks per jaar. Inmiddels is vorige week de eerste bestelling van zeven toestellen geplaatst door Emirates Airlines, terwijl Air France overweegt tien toestellen aan te schaffen.
De technische specificaties van de Europese luchtreus liegen er niet om. Vier Rolls-Royce Trent 900-motoren stuwen het toestel, met een lengte van zeven stadsbussen (73 meter), een spanwijdte van bijna acht bussen (79,8 meter) en een hoogte van een flat van acht verdiepingen (24,1 meter), de lucht in. Het passagiersaantal (maximaal 840 stoelen) verdubbelt ten opzichte van het grootste vliegtuig van dit moment, de Amerikaanse Boeing 747-400 (maximaal 416 stoelen).
Het startgewicht van een afgeladen A3XX bedraagt 540 ton. De Airbus-techneuten breken zich dagelijks het hoofd over de vraag hoe zij daar nog een paar kilo van af kunnen krijgen. Een toestel dat in omvang verdubbelt, neemt –bijna wetmatig– acht keer in gewicht toe. Bovendien staat de veiligheid ter discussie. Hoe kun je zo veel honderden passagiers toch verantwoord de lucht in sturen?
Triplex
|
„Glare is een soort triplex”, legt TU-projectleider dr. ir. A. Vlot uit. „Het materiaal is opgebouwd uit lagen aluminium en kunststof. Deze platen overlappen elkaar en zijn met glasvezelversterkte lijm verlijmd. Eventueel optredende haarscheurtjes in het aluminium worden overbrugd door platen kunststof.” Het gevaar van metaalmoeheid is daarmee tot een minimum beperkt. Bovendien kan een vliegtuigbouwer het bijna eindeloos slaan van klinknagels vergeten.
Glare lijkt hoge ogen te gooien aan de bovenkant van de A3XX. Het glasvezelversterkte aluminium kan beter trekspanning dan drukspanning verdragen. „Een vliegtuig buigt door het gewicht van de vleugels altijd een beetje door. Daardoor ontstaat aan de onderkant drukspanning, waarvoor glare onder aan de romp minder geschikt is”, aldus adjunct-directeur ir. J. C. de Jong van Fokker Aerostructures.
Airbus pretendeert met de A3XX een besparing tot 20 procent in de exploitatiekosten te realiseren ten opzichte van de Boeing 747-400. Glare kan een belangrijke bijdrage leveren aan het realiseren van deze doelstellingen. Het nieuwe materiaal is 15 procent lichter. „Ik verwacht dat glare enkele procenten van die 20 procent kan realiseren”, schat Vlot voorzichtig in.
Brandveiligheid
Ook voor de veiligheid heeft glare belangrijke voordelen. „Door de gelaagde structuur laten de platen bij brand één voor één los. Het aluminium aan de buitenkant smelt, maar de kunststof binnenkant blijft koel. Passagiers hebben daardoor aanmerkelijk meer tijd om een brandende kist te verlaten”, legt Vlot uit. „Een normale vliegtuigwand van 2 tot 3 millimeter aluminium brandt in 10 seconden door. Dit materiaal is 15 minuten brandbestendig.”
Glare is niet goedkoop. Het materiaal is per kilo vijf keer zo duur als aluminium. Vlot verblikt of verbloost niet van die meerprijs. „Het is maar hoe je het bekijkt”, reageert de TU-projectleider.
„Naast de gewichtsbesparing van 15 procent is de verwerking minder arbeidsintensief. Wij zijn in staat veel grotere oppervlakten te verwerken. Een aluminium toestel wordt normaal met platen van 2,5 meter in elkaar gezet. Glare wordt, net als een gemetseld muurtje, verspringend verlijmd, met een oppervlakte van 12 meter ineens.” Een glare-toestel wordt in één keer opgebouwd en onder hoge temperaturen uitgehard. „Daarmee zijn de kosten van aluminium en glare vergelijkbaar.”
Proeven met de nieuwe materiaalsoort zijn veelbelovend. Een Airbus van Garuda Airlines vliegt al enige tijd de wereld rond met een stuk glare in de romp. Vliegtuigbouwers passen de techniek verder al naar tevredenheid toe in laadvloeren van vliegtuigen. „Daarvoor wordt het al per vierkante meter verkocht.”
Bomvrije containers
Maar de toepassingsmogelijkheden zijn nog groter. Sinds de ramp bij Lockerbie is er een nieuwe ontwikkeling op gang gekomen. Luchtvaartmaatschappijen krijgen binnenkort waarschijnlijk opdracht om elk toestel te voorzien van een bomvrije container voor verdachte lading. De Amerikaanse toezichthouder op de luchtvaart, de FAA, is momenteel bezig richtlijnen op te stellen.
Glare blijkt uitstekend dienst te kunnen doen in bomvrije containers. „Deze containers moeten tests kunnen doorstaan die zwaarder zijn dan de explosie van Lockerbie”, legt de TU-projectleider uit. „Glare is het enige materiaal dat de test moeiteloos doorstaat.”
Toch is grootschalige toepassing van glare in de A3XX nog niet zeker. „Glare kan prima dienst doen”, aldus De Jong. „Maar op sommige punten moeten Stork en de TU nog enkele prestaties bewijzen. Zwart op wit. Slagen we daar niet op tijd in, dan valt glare alsnog af.”
De luchtvaartindustrie is erg traditioneel ingesteld, benadrukt technisch ontwerper A. J. Keszler van Fokker Aerostructures. „Vliegtuigfabrikanten kiezen niet zomaar voor nieuwe materialen. Het is veiliger om beproefde bestaande technieken te gebruiken. De risico's in deze sector zijn zo hoog, dat men absolute zekerheid wil. We moeten bewijzen dat het minimaal 25 jaar veilig is.”
Toch kunnen ze in Toulouse het spul goed gebruiken. Vlot: „Airbus loopt met zo'n groot vliegtuig op z'n tenen om de gestelde doelen qua gewicht en veiligheid te halen.”
Vleugels
Nederland doet nog meer voor Airbus. Fokker Aerostructures, sinds eind 1996 betrokken bij de A3XX, wil graag in samenwerking met het Duitse DCAA (DASA) de bewegende delen van de vleugel en de rolroeren fabriceren. „Ook voor de flaps studeren we op het gebruik van glare”, verklaart Keszler. Samen met British Aerospace (BAe) probeert Stork ook opdrachten voor de vaste vleugeldelen te verwerven. Vloerbalken komen eveneens uit Nederland.
Verder is Stork in de race voor de productie van elektrische deelsystemen. De A3XX beschikt straks over drie of vier gescheiden vitale elektrische circuits. Mechanische systemen zijn daarbij vervangen door elektrische kabels. Valt het ene netwerk uit, dan neemt een ander de functies over. Het toestel moet daarmee minder kwetsbaar worden.
„De A3XX heeft een kleine elektriciteitscentrale aan boord”, vertelt De Jong. „Alle 600 passagiers willen straks eten. Dat moet gelijktijdig worden opgewarmd, met alle consequenties van dien. Waarschijnlijk krijgt het vliegtuig zes of acht keukens.” In elk toestel zit zo'n 40 kilometer aan stroomkabel verwerkt. „Je moet van tevoren goed nadenken over de vraag waar je stroom nodig hebt. Als je 10 procent aan bekabeling kunt besparen, betekent dat een enorme gewichtsreductie. Kabels zijn nu eenmaal zwaar.”
Risico's
Stork neemt in totaal 2,5 procent van de ontwikkeling en productie van de A3XX voor zijn rekening. Het technologieconcern is voor honderden miljoenen guldens risicodragend partner. Het ministerie van Economische Zaken geeft de Nederlandse luchtvaartsector een stevige steun in de rug met een zachte lening voor eenderde van de ontwikkelingskosten.
Het project kan Stork op termijn miljarden guldens opleveren. Mocht het toestel geen commercieel succes worden, dan zit het Nederlandse bedrijf met een behoorlijk financieel probleem. De Jong rekent daar niet op. „Het zou een fikse tegenvaller zijn, maar niet onoverkomelijk. Als dit project mislukt, komt er wel iets anders.”
