Vliegtuigen van de toekomst

Copyright C Lilium GmbH 

Autonoom vliegende luchttaxi’s, panoramavliegtuigen: De luchtvaart staat aan de vooravond van enorme veranderingen – ook de gebruikte materialen ontsnappen daar niet aan. Voor de ramen in de cockpit en in de cabine zijn in de toekomst mogelijk nieuwe functies weggelegd.

Met een eigen privévliegtuig het luchtruim kiezen was 100 jaar geleden alleen voor pioniers weggelegd. Vandaag is het een privilege van de superrijken. In de toekomst kunnen autonome luchttaxi’s het fileleed van de grote steden verzachten en het particulier vervoer voor een stuk van de straat naar de lucht verleggen. Slechts één voorbeeld van mogelijke veranderingen in de luchtvaart de komende jaren.

Grotere ramen in de cabine

Het duurt allicht nog een poosje voor luchttaxi’s massaal door de hemel klieven. Vliegtuigramen met een beter uitzicht voor de passagiers zijn echter vandaag al realiteit. Vliegtuigfabrikant Boeing heeft bijvoorbeeld de ramen in zijn Dreamliner twee derden groter gemaakt. “De trend gaat heel duidelijk naar grotere ramen in verkeersvliegtuigen”, aldus Roland Mickal, manager van het segment Transportation van het bedrijfsonderdeel Arcylic Products van Evonik. Airbus gaat in zijn visie voor 2050 nog een stap verder en ziet een vliegtuigromp waarvan de bovenste helft bijna volledig verglaasd is.

Door de ze veranderingen van het design, ontsnappen ook de gebruikte materialen in de luchtvaart niet aan deze ontwikkelingen. PLEXIGLAS® bracht dit jaar daarom als een van de voornaamste producenten van constructiematerialen in de vliegtuigbouw, een langgerekte plaat uit polymethylmetacrilaat (PMMA) op de markt. De plaat is maximaal 5,40 meter lang en maximaal 3,70 meter breed.  Het acrylglas dat onder de merknaam PLEXIGLAS®  wordt verkocht, heeft in vergelijking met gegoten PMMA een betere schokweerstand en een hogere chemische resistentie. Daarom is het bijzonder geschikt voor de hoge eisen in de luchtvaart. “De grotere formaten zorgen ervoor dat we meer mogelijkheden hebben voor de grootte en de vorm van cockpit- en cabineramen”, licht Mickal toe.

Zuinig vliegen

Als de cabineramen van vliegtuigen in de toekomst groter worden, speelt het gewicht van de gebruikte materialen een nog grotere rol. “Lichtgewicht materialen waren in de luchtvaart altijd al belangrijk, want elke gram gespaard betekent immers minder kerosineverbruik”, aldus Mickal. Vroeger bestonden de voorste cockpitramen eigenlijk altijd uit dik glas. Tegenwoordig bestaat het raam bij veel fabrikanten uit vele lagen gerekt acrylglas die dan in één stuk gelamineerd worden. Het voordeel: acrylglas is amper half zo zwaar als mineraalglas. Het gewicht speelt niet alleen bij vliegtuigen, maar ook bij de grote panoramavensters in helikoptercockpits een belangrijke rol.

Veilige vensters

Naast het gewicht is het gebruik van glas in de kogelvormige helikoptercockpits  ook om veiligheidsredenen niet geschikt. Bij een ongeval – een botsing met vogels bijvoorbeeld – zou het glas immers in vele kleine stukjes versplinteren en de piloot in gevaar brengen. PLEXIGLAS® daarentegen breekt in grote stukken, waardoor het risico op verwondingen lager is. “Helikopters en kleine sportvliegtuigjes vliegen steeds sneller. Daardoor stijgt ook de kracht die inwerkt op de cockpitramen na een botsing met een vogel”, legt Mickal uit. “Daarom ontwikkelen we momenteel naast de robuuste, langgerekte PLEXIGLAS® plaat een nieuw composietmateriaal dat aanvaringen beter kan absorberen.

Dit innovatieve en gepatenteerde cockpitraam met goede vormbaarheid bestaat uit twee PLEXIGLAS® platen en een transparante rubberen laag. Bij een botsing wordt een deel van de energie geabsorbeerd, waardoor vermeden wordt dat de binnenste plaat ook beschadigd raakt. “Een aantal fabrikanten produceert al dergelijke composietmateriaal, maar zij lamineren twee individueel gevormde platen”, aldus Mickal. “Dat is zeer arbeidsintensief en duur. Onze oplossing wordt in één proces vervaardigd en kan ook meteen gevormd worden.”

Meer bescherming tegen huidkanker

Helikopters vliegen niet alleen steeds sneller, maar ook steeds hoger. Daardoor stijgt het stralingsniveau in de cockpits. “Dat leidt ertoe dat de temperatuur in de cockpits snel toeneemt en het risico op huidkanker bij piloten groter wordt”, aldus Mickal. Fabrikanten van cockpitramen gebruiken daarom desgewenst beschermende stoffen die de schadelijke stralen kunnen afweren, zoals PLEXIGLAS®, dat net als PMMA over een eigen UV-filter beschikt en bovendien de infraroodstraling duidelijk reduceert. “Het voordeel is ook dat de airconditioning in de helikopter minder energie nodig heeft”, aldus Mickal. “Bovendien blijft de hoge optische kwaliteit van ons materiaal behouden: PLEXIGLAS® biedt de piloten een helder zicht zonder vervormingen.”

Functies integreren

Passagiers van luchttaxi’s kunnen in de toekomst ongestoord genieten van het heldere uitzicht door de grote panoramavensters. Tijdens de gewonnen vrije tijd waar ze niet zelf achter het stuur zitten, kunnen ze via de geïntegreerde display in de ramen zelfs naar een film kijken. “Een functionele integratie komt er zeker aan”, aldus Mickal. Fabrikanten experimenteren nu al met een speciale gelamineerde folie op de ramen in de cabine. Passagiers van verkeersvliegtuigen kunnen dan bijvoorbeeld zelf kiezen wat ze door het raam willen zien, bijvoorbeeld de naam van de stad waarover ze op dat moment vliegen. “Tegenwoordig zijn al ramen mogelijk die je met een druk op de knop verduistert”, aldus Mickal. “Die toepassingen laten zien dat het ook in de toekomst steeds belangrijker wordt om kwalitatief hoogwaardige vliegtuigramen met extra functies te combineren.”