Ticket in die Zukunft der Luft- und Raumfahrt
Der Rekordflugverkehr treibt den Aufschwung in der Luft- und Raumfahrt voran und fördert branchenweite Initiativen zur Dekarbonisierung.
Da die Nachfrage nach Flugreisen im Jahr 2024 ein Rekordniveau erreichte, erzielten die Fluggesellschaften nach Angaben der International Air Transport Association (IATA) ihre beste Auslastung aller Zeiten. Die Zahl der verkauften Passagierkilometer stieg um 10,4 Prozent im Vergleich zu 2023 und um 3,8 Prozent im Vergleich zum Jahr vor der Pandemie 2019. Die weltweiten Einnahmen der Fluggesellschaften dürften 2025 die Marke von einer Billion US-Dollar überschreiten - nicht schlecht für eine Branche, der einige vorausgesagt haben, dass sie Covid-19 nicht überleben würde.
"Mit Blick auf das Jahr 2025 deutet alles darauf hin, dass die Nachfrage nach Reisen weiter steigen wird, wenn auch mit einem moderaten Tempo von 8 Prozent, das eher den historischen Durchschnittswerten entspricht", sagte IATA-Generaldirektor Willie Walsh in Business Travel News.
John Schmidt, Global Aerospace Lead beim Beratungsunternehmen Accenture, teilt die optimistische Sichtweise: "Wir sind definitiv über 2019 hinaus, auch wenn die Wachstumsrate in den einzelnen Regionen unterschiedlich ist. Wachstum und Umsatz steigen auch bei den Flugzeugherstellern, und obwohl weniger Flugzeuge ausgeliefert wurden, hat der Bereich MRO (Wartung, Reparatur und Überholung) das Wachstum im Jahresvergleich 2024 angetrieben."
Einige Beobachter haben vorausgesagt, dass sich der Luftverkehr angesichts seiner derzeitigen Klimabilanz letztlich als unhaltbar erweisen wird. Schmidt weist jedoch darauf hin, dass "der Sektor nur 2,5 Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen verursacht, was nur ein Bruchteil dessen ist, was die gesamte Lkw-Flotte ausstößt."
Die Branche hat sich schon lange vor dem Aufkommen des Klimawandels um eine Verringerung der CO₂-Emissionen bemüht, vor allem weil der Treibstoffverbrauch seit jeher der größte Kostentreiber für Fluggesellschaften ist.
Die weltweite Luftfahrtindustrie hat sich verpflichtet, bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen, ein Ziel, zu dem Schmidt sagt: "Es ist zwar etwas unwahrscheinlich, dass wir das erreichen, aber der Druck ist auf jeden Fall da. Die Herausforderung besteht darin, die Technologie weiter zu nutzen, um die Wertschöpfung in der Branche zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu senken und die Kohlenstoffemissionen zu reduzieren, um einen nachhaltigeren Betrieb zu erreichen."
Fortschritte bei den Materialien
Ein geringeres Gewicht der Flugzeuge, eine verbesserte Treibstoffeffizienz und die Umstellung auf nicht-fossile Brennstoffe oder elektrische Antriebe tragen zu einem nachhaltigeren Flugverkehr bei. Fortschritte in der Luft- und Raumfahrtindustrie sind oft mit Fortschritten bei den Werkstoffen verbunden - insbesondere beim Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und bei der Temperaturbeständigkeit neuer Materialien. Die bevorzugten Werkstoffe für Triebwerke in der Luft- und Raumfahrt sind heutzutage hitzebeständige Superlegierungen (HRSA), eine fortschrittliche Mischung aus Spezialmetallen, Nickel, Kobalt, Eisen und einigen Legierungen auf TiAl-Basis (Titanaluminid).
Die digitale Fertigung ist ein Eckpfeiler bei der Umgestaltung der Branche und der Verringerung ihres Nachhaltigkeitsfußabdrucks. Viele nichtstrukturelle Flugzeugteile und Triebwerkskomponenten haben komplexe Formen und eignen sich für den 3D-Druck.
Additive Fertigung auf dem Weg
Jeff Wheless, Growth & Strategy Research Leader bei Accenture, nennt ein Beispiel: "Die bahnbrechenden 3D-gedruckten Treibstoffdüsenspitzen von GE sind 25 Prozent leichter und fünfmal haltbarer als ihre konventionell hergestellten Gegenstücke. Es geht nicht nur darum, Gewicht zu sparen, sondern auch darum, Dinge zu entwerfen, die sich effizienter herstellen lassen."
Boeing hat in der Luft- und Raumfahrt über 70.000 3D-gedruckte Teile hergestellt, eine Mischung aus thermoplastischen und metallischen Teilen: "Die Toleranz- und Qualitätsanforderungen dieser neuen AM-Materialien (Additive Manufacturing) sind sehr hoch, oft enger als bei herkömmlichen Teilen, was präzisere Bearbeitungswerkzeuge für die Nachbearbeitung erfordert. Dies wiederum schafft neue Fertigungsmöglichkeiten und Herausforderungen für Werkzeugmaschinenhersteller wie Sandvik", fügt Wheless hinzu.
Effizientere Werkzeuge
Die Steigerung der Produktion ist ein weiteres zentrales Thema für eine Branche, die von einem massiven Auftragsbestand geplagt wird. Neben effizienteren Werkzeugen erfordert dies eine Umschulung der Arbeitskräfte, damit sie mit der zunehmenden Automatisierung, Digitalisierung und neuen Fertigungsmethoden umgehen können. Kontinuierliche Aus- und Weiterbildung ist unabdingbar, um die Arbeitskräfte mit den Fähigkeiten auszustatten, die sie benötigen, um die Zukunft der Luft- und Raumfahrtindustrie zu meistern.
Sandvik unterstützt seit langem alle führenden Erstausrüster (OEMs) der Luft- und Raumfahrtindustrie, indem es Nachhaltigkeit mit besseren Werkzeugen, optimierten Schneidparametern und einem ganzheitlichen Ansatz für die Werkzeugherstellung kombiniert.
Treibstoff für umweltfreundlichere Flüge
Die Treibstoffeffizienz von Flugzeugen hat sich seit der Einführung der ersten Passagierflugzeuge in den 1950er Jahren ständig verbessert. Mit jeder neuen Flugzeuggeneration wurden die Emissionen um etwa 15 bis 20 Prozent gesenkt, und die gesamte Treibstoffeffizienz der Flotte ist nach Angaben der IATA um etwa 80 Prozent besser als vor 50 Jahren.
Nachhaltiger Flugkraftstoff (Sustainable Aviation Fuel, SAF), der derzeit in der kommerziellen Luftfahrt verwendet wird, kann die CO₂-Emissionen verringern, da er aus einer Reihe von erneuerbaren Ressourcen wie Altfetten, festen Siedlungsabfällen sowie land- und forstwirtschaftlichen Rückständen hergestellt wird.
Neben neuen Kraftstoffarten tragen auch Triebwerke, die mit Strom (rein oder hybrid), Batterien oder Wasserstoff betrieben werden, dazu bei, das Netto-Null-Ziel zu erreichen. Ab Mitte der 2030er Jahre könnten neue Antriebstechnologien und fortschrittliche Konstruktionen die Möglichkeit bieten, vom traditionellen Flug mit Düsentriebwerken und Röhren- und Flügeln wegzukommen.