Text 12 Flugzeugbau

 

Flugzeugbau ist ein Teilgebiet des Maschinenbaus, der sogenannten Verkehrstechnik. Er umfasst den Entwurf, den Bau und die Erprobung von Luftfahrzeugen, zum Teil auch deren Wartung, Instandhaltung und Reparatur. Dabei behandelt das Thema Flugzeugbau auch den Bau von Luftschiffen, Hubschraubern usw. Großflugzeuge werden in den großen Luftwerften wie zum Beispiel Boeing, Iljuschin oder Airbus gebaut. Für kleinere und kleine Serienmaschinen für die kommerzielle Nutzung gibt es in Abstufungen weitere Hersteller (Canadair, Bombardier, BAE Systems sowie die Hersteller der Sport- und Geschäftsmaschinen). Alle diese Luftwerften wie auch ihre Zulieferer bedürfen einer Zulassung als JA bzw. JB Betrieb gemäß internationaler Vorschriften (FAR/JAR).

Die großen Verkehrsmaschinen bestehen hauptsächlich aus Aluminium sowie zunehmend aus Faserwerkstoffen. Zunächst werden Rumpfsektionen gefertigt, welche später zu Rümpfen komplettiert werden. Nach wie vor ist die Niettechnik die gängigste Verbindungstechnik, wobei die Niete beim Einsetzen eine bestimmte Temperatur besitzen müssen. Wurde die Zeit zwischen Entnahme aus dem Klimaschrank und Einbau überschritten, werden diese als Schrott verworfen. Der fertige Rohbau wird aufgrund der Farbe der Grundierung "grünes Flugzeug" genannt, wobei durchaus flugfertige grüne Flugzeuge zur Endausrüstung verkauft werden (z. B. rüstet Lufthansa Technik in Hamburg grüne 737 zu Business Jets aus). Bevor ein Flugzeug in Serie gehen darf und seine Zulassung erhält, sind diverse zerstörende und nichtzerstörende Tests (Probeflüge) erforderlich sowie zahlreiche Berechnungen, Analysen und Simulationen. Die durchzuführenden Tests werden im ATP (Acceptance Test Procedure) festgelegt und im ATR (Acceptance Test Report) festgehalten. Jedes Bauteilmuster muss darüber hinaus Qualifikationstests bestehen (häufig zerstörende Prüfung). Nach Abschluss der Qualifikation gibt es dann die Typenzulassung (Type Approval).

Bauweisen. Das Grundprinzip bei allen Bauweisen ist der Aufbau der Konstruktion: Der Rumpf besteht aus Spanten, Längsgurten und einer Verkleidung, welche zumeist aus einer Beplankung besteht. Die Flächen bestehen aus einem Holm, der die Fläche auf der Querachse zusammenhält. Am Holm befinden sich rippen in Profilform, die die Form der Fläche geben und stabilisieren. Seit dem Bestehen des Flugzeugbaus haben sich vier Bauweisen durchgesetzt. Diese lauten:

Holzbauweise. Bei der Holzbauweise wird das Flugzeug komplett aus Holz gebaut. Die Konstruktion setzt sich beim Rumpf aus Längsgurten, Spanten und einer Sperrholzbeplankung zusammen. Holzflugzeuge werden nach wie vor in Serie gebaut, so wie die italienische Pioneer 300 oder die französische Robin DR.400. Hauptsächlich wurden jedoch Segelflugzeuge aus Holz gebaut (zum Beispiel die Schleicher Ka 6). Flugzeugflächen wurden auch bei dieser Bauweise teilweise mit Stoff bespannt.

Gemischtbauweise. Die Gemischtbauweise verbindet die Holzbauweise mit einer Metallrohrkonstruktion. Die Metallrohrkonstruktion bildete zumeist den Rumpf, der dann bespannt wurde. Die Flächen wurden meistens aus Holz gebaut. Die Gemischtbauweise wird heutzutage nur selten in Serie angewendet. Flugzeuge in Gemischtbauweise: Ka8, Piper PA-18 bzw. aktuelle Modelle: Scheibe Aircraft "Falke", M&D-Flugzeugbau "Samburo", Zlin "Savage";.

Metallbauweise. Flugzeuge in Metallbauweise sind komplett aus Metall gebaut. Ihre Flächen Sind nicht bespannt, sondern durchgehend mit Blech beplankt und vernietet. (Beispiel: LET L-13, Cessna 172).

Faser-Verbund-Kunststoff-Bauweise. Die Faser-Verbund-Kunststoff-Bauweise ist die im Moment verwendete Bauweise für Flugzeuge. Bei dieser Bauweise wir das Flugzeug Glasfaserkunststoff oder Kohlefaserkunststoff gebaut. Aus diesem Material werden so gut wie alle Bauteile gefertigt. (Beispiel GFK: Glasflügel Libelle, Grob G 115. Beispiel CFK: Schempp-Hirth Ventus)

Flugzeugselbstbau. In den meisten Ländern ist es möglich und auch erlaubt, ein manntragendes Flugzeug selbst zu bauen; diese Flugzeuge tragen dann die Kennzeichnung "Experimental". Dabei haben sich drei Arten etabliert:

1) Bau eines Bausatzflugzeugs („kit plane“)

2) Bau nach einem gekauften Bauplan

3) Eigenentwicklung eines Flugzeugs

Der Bau nach Bausatz ist die gebräuchlichste Methode. Vorteil: Die Konstruktionen sind im allgemeinen bereits erprobt, durch mehr oder weniger vorgefertigte Komponenten lässt sich ein Flugzeug in einem überschaubaren Zeitrahmen bauen, meistens zwischen 500 und 2000 Stunden. Die Materialbeschaffung hat der Bausatzhersteller übernommen. Die Kosten für ein Bausatzflugzeug liegen zwischen ca. 50 und 80 % des Preises eines fertigen Modells.

Beim Bau nach Bauplan kauft man sich von einem Konstrukteur einen Plan, nach dem man das Flugzeug anfertigt. Hierbei müssen allerdings alle Komponenten selbst hergestellt bzw. beschafft werden. Der Zeitaufwand beträgt je nach Konstruktion 1000–5000 Stunden, teilweise auch noch länger. Zu vielen Flugzeugtypen sind nur Baupläne und keine Bausätze erhältlich.

Auch die Eigenentwicklung eines Flugzeugs ist möglich. Für einen Anfänger ist dies jedoch nicht der übliche Einstieg in den Flugzeugbau. Theoretisch ist es möglich, jeden beliebigen Gegenstand als Flugzeug zu bauen, wenn sich nachweisen lässt, dass das Konstrukt zuverlässig und sicher fliegt.

Der Selbstbau eines Flugzeugs ist lediglich für Privatleute möglich. Eine Serienproduktion ist nicht erlaubt. Hierfür wird eine Musterzulassung benötigt. Das Flugzeug darf nach Fertigstellung nur zu Hobbyzwecken betrieben werden, eine kommerzielle Nutzung ist verboten.

In Deutschland läuft der Flugzeugselbstbau normalerweise über einen Verein – die Oskar Ursinus Vereinigung (OUV). Dieser Verein unterstützt den Erbauer in technischer und rechtlicher Hinsicht. Auch bei der Akaflieg werden Flugzeuge selbstgebaut.