Cellulose-Aerogele als multifunktionale und nachhaltige Alternativen für Flugzeugkabinenelemente

Abstract

Aufgrund steigender Anforderungen steht das Design von Flugzeugkabinen vor revolutionären Herausforderungen. Die Integration innovativer Konzepte und nachhaltiger Materialien bietet einen wichtigen Lösungsansatz. Entsprechend müssen die Entwicklung und Demonstration neuer nachhaltiger multifunktionaler Materialien, die als thermische und akustische Isolation in Flugzeugkabinen wirken, beschleunigt werden. Hier können Aerogele eine wesentliche Rolle spielen. Cellulose-Aerogele sind hochporöse, nachhaltige Materialien mit einer sehr niedrigen Wärmeleitfähigkeit (bis zu 0,018 W/mK) und einer sehr guten mechanischen Eigenschaften. Zudem können Cellulose-Aerogele mit Silica-Aerogelen kombiniert werden, und so wird die Wärmeleitfähigkeit weiter verringert. Diese Materialien können weiter funktionalisiert werden, um Hydrophobie und hinreichende Feuerbeständigkeit zu erzielen und so die Anforderungen der Luftfahrt vollständig zu erfüllen. In diesem Beitrag wird eine analytische und rechnerische Studie vorgestellt von vereinfachten Flugzeugkabinenseitenwänden, welche auf einem dreischichtigen System, aus der Aluminiumdeckschicht und der Dämmschicht im Inneren (Kern), basieren. Die Leistungsfähigkeit von Cellulose-Silica-Aerogel wird mit der von Glaswolle im Rahmen einer Eigenfrequenzanalyse und Wärmetransportanalyse verglichen.