Konstrukce letadel po léta bez velkých obměn stavějí na slitinách hliníku. Dnešní ekologické požadavky, kdy ve srovnání s rokem 2000 se mají do roku 2050 snížit emise CO2 z letecké dopravy o 75 % a emise hluku v okolí letišť o 65 %, však vyžadují nová řešení, a to nejen v oblasti pohonů, ale též v materiálech a výrobních technologiích.
Řešení nabízejí například plasty, které se na některých částech letadel prosazují už poměrně delší dobu. Řada moderních letadel, jako je Airbus A350 XWB a Boeing 787 Dreamliner, již používá při konstrukci různých vnitřních dílů, a dokonce už i potahu trupu kompozitní termosety.
V návaznosti na program EU Clean Sky 2 LPA (large passenger aircraft), který směřuje ke zlepšení klíčových technologií v konstrukci a vybavení velkých osobních letadel, se už podstatně pokročilo i ve vývojové inovaci některých hlavních konstrukčních prvků letadel, jako jsou křídla nebo ocasní plochy, a před dokončením je sestava demonstrátoru trupu letadla, na rozdíl od termosetů tentokrát z termoplastu vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFRP — carbon- fiber reinforced polymers). Ty mají na rozdíl od termosetů odlišné některé speciální vlastnosti. Zatímco zastudena si zachovávají svůj stabilní tvar, v určitém teplotním rozsahu je lze znovu tvarovat, což je přínosem pro různé tvarové varianty i případné opravy a recyklace.
Robot s laserem pro nanášení vláken a vytváření kompozitu pláště
Pro spojení různých dílů nebo kusů termoplastů stačí materiál zahřát, aby se svařil. Už jen tím odpadá tisíce spojovacích prvků, které drží konvenční letadla pohromadě, což povede k úspoře hmotnosti i času. Cílem užití CFRP u trupu letadla je dosáhnout tak snížení hmotnosti o 10 % při nižších provozních nákladech o 20 %.
S užitím CFRP pro trup letadla s plastem polyaryletherketon LM PAEK se začalo při stavbě demonstrátoru části trupu o délce 8 m a průměru 4 m. Úkol v projektu MFFD (multi functional fuselage demonstrator) se pod vedením společnosti Airbus rozdělil do dvou částí zaměřených na samostatný vývoj a výrobu horního a spodního dílu trupu. Horní skořepina se řešila pod patronací Německého centra pro letectví a kosmonautiku DLR, spodní pod patronací nizozemské Royal NLR (projekt STUNNING).
Ultrazvukové přivařování podélných výztuh místo nýtování
V průběhu řešení výzkumníci vyvinuli i některé nové technologie, nákladově efektivní a s minimální spotřebou energie, jako např. robotické nanášení vláken pro kompozit in-situ na laserové bázi, kontinuální ultrazvukové svařování a speciální užití elektrického odporového svařování. Už samotná materiálová volba, kdy není nutné následné kalení v autoklávu, jak je tomu u leteckých komponentů vyrobených z uhlíku, zkracuje dobu výroby až o 40 %. Vznikly i úspory při vyztužení pláště podélnými výztuhami, kde namísto nýtování bylo 44 podélníků přivařeno za užití robotu ultrazvukem.
K loňskému červenci byla u obou výrobních center, německé DLR i holandské Royal NLR, výroba obou dílů skořepin trupu dokončena. Po jejich přepravě do Fraunhoferova institutu pro výrobní technologie a výzkum aplikovaných materiálů (IFAM — Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung), kde je dostatečně velký autokláv, budou pak oba díly vzájemně spojeny.