Firmenportrait

herone stellt sich vor

Bei der Entwicklung von emissionfreien Antriebstechnologien für zukünftige Luftfahrtzeuge wird zunehmend auf tiefkalt-verflüssigten Wasserstoff als Energieträger gesetzt. Flüssigwasserstoff (LH₂) nimmt jedoch im Vergleich zu Kerosin rund das dreifache Volumen ein, wodurch die Systemgesamtmasse ansteigt und der Treibstoffverbrauch zunimmt. Mit dem Einsatz von thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbunden (FTV) im Bereich des LH₂-Leitungssystems können Gewichtseinsparung von bis zu 50% gegenüber konventionellen metallischen Bauweisen realisiert werden. Leichtbauelemente bilden daher eine Hauptanforderung an die Konstruktion moderner Luftfahrtzeuge.

Die Firma herone entwickelt und produziert ultraleichte Composite-Rohrleitungssysteme, die es ermöglichen, sogar noch höhere Gewichtseinsparung zu erreichen. Mit dem hauseigenen Konstruktions-, Material- und Verarbeitungs-Know-how nutzt herone die vorteilhaften Materialeigenschaften von thermoplastischen Verbundwerkstoffen und setzt neue Maßstäbe in Produktleistung und Fertigungseffizienz. Das technologische Herzstück ist die herone-Technologie (s. Abbildung 1). Sie kombiniert automatisiertes textiltechnisches Preforming von thermoplastischen Tapes mit dem Pressverfahren zur zeitgleichen Konsolidierung und Funktionalisierung, um die Produktion zu skalieren und kosteneffiziente Lösungen zu bieten.

Insbesondere für LH₂-Leitungssysteme in der Luftfahrt eröffnet die Warmumformbarkeit des FTV zusätzliche Möglichkeiten zur Kombination von Formgebungsprozessen mit Fügeoperationen. Dadurch können direkt im Leitungs-Herstellungsprozess stoffgleiche Anschlussstücke zu einem integralen System verbunden werden und so Leckagestellen reduziert werden. Vor allem jedoch bietet das wesentlich duktilere Materialverhalten von Thermoplasten im kryogenen Temperaturbereich den Vorteil, weniger zu verspröden und die Mikrorissbildung in der Matrix zu vermeiden. Dies verbessert wesentlich die Permeationseigenschaften des Materials gegenüber Wasserstoff und verhindert so den Verlust des wertvollen Treibstoffs. 

Um dieses Potential zu heben, besteht jedoch noch ein erheblicher Entwicklungsaufwand, da die Materialien noch vollumfänglich im kryogenen Bereich zu verstehen und zielführende Bauweisenkonzepte für ein- als auch doppelwandige LH₂-Rohrleitungssysteme zu validieren sind. Dieses Ziel verfolgt die herone GmbH zusammen mit der Bitzer-Professur für Kälte-, Kryo – und Kompressorentechnik im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BmWK).

So entwickeln die Partner im zugehörigen Forschungsvorhaben „WAKOS“ („Wasserstoffkonditionierung und Sicherheit für neuartige Antriebe“) die erforderlichen Basis-Technologien zur Nutzung von Flüssigwasserstoff als Energieträger für den emissionsfreien Flugbetrieb. Die Kerninnovation des Teilprojektes von herone, liegt in der Entwicklung und Bereitstellung eines komplex geformten Rohrleitungssystems auf Basis thermoplastischer Faserverbunde (FTV). Im Detail sind dies die Entwicklung und Erprobung eines LH₂-geeigneten Laminataufbaus samt Materialauswahl, die integrale Anbindung von Faserverbund-Anschlusselementen samt Dichtungskonzept sowie die Bauweise für einwandige als auch vakuumisolierte doppelwandige Rohrleitungen.