© Evonik Industries AG, Konzernarchiv Hanau

Vom offenen Cockpit zum Panoramaflugzeug

Damit Passagiere den Ausblick genießen können und Piloten eine gute Sicht haben, werden die Scheiben von Flugzeugfenstern und Cockpits immer größer. Zu dieser Entwicklung in der Luftfahrt trägt auch PLEXIGLAS® bei.

Schon bald nach der Gründung der ersten Airline der Welt vor mehr als 100 Jahren schossen weitere Passagier- und Luftpostlinien aus dem Boden. Der Anfang einer rasanten Entwicklung der kommerziellen Luftfahrt war gemacht. Denn Flugzeuge haben einen entscheidenden Vorteil gegenüber anderen Verkehrsmitteln: Sie können auch Gewässer und Gebirge problemlos überwinden – und sind einfach schneller.

Aufstieg der Luftfahrt

Konstrukteure arbeiteten schon in den Anfangsjahren der Luftfahrt daran, höhere Geschwindigkeiten zu erreichen und größere Flugzeuge zu bauen. Doch diese Entwicklung stieß schnell an ihre Grenzen. Die Piloten saßen zunächst in offenen Kanzeln, nur geschützt durch ihre Windschutzbrillen und kleine, leicht gebogene Windschirme aus Celluloid, einem recht feuergefährlichen Werkstoff, später aus Cellon, einem damals noch braun und undurchsichtig werdenden MaterialHerkömmliches Fensterglas eignete sich aus Sicherheitsgründen nicht für den Flugzeugbau.

Historisches Bild von Frauen in der LUGLAS Produktion

Sicherheitsglas für Flugzeuge

Der erste wirkliche Fortschritt in der Flugzeugverglasung war die Erfindung von Sicherheitsglas, das aus zwei Glasscheiben bestand, die durch eine elastische Filmschicht verbunden waren. Es bot Schutz und war transparent, vergilbte jedoch schnell. Die Firma Röhm & Haasein Vorgängerunternehmen von Evonik, erfand Ende der 1920er Jahre schließlich eine glasklare und alterungsbeständige Alternative, die unter dem Namen LUGLAS angeboten wurde.

© Evonik Industries AG, Konzernarchiv Hanau

Gebogene Hauben aus PLEXIGLAS®

Möglich waren mit LUGLAS aber nur plane Formen, und die Rahmen, die die Einzelscheiben hielten, behinderten die Sicht. PLEXIGLAS®, ein damals noch neuer Werkstoff der Firma Röhm & Haas, machte dann den Bau gebogener Hauben möglich. Dadurch hatten Piloten eine gute Sicht, und der Luftwiderstand konnte verringert und damit die Geschwindigkeit erhöht werden. „Weil PLEXIGLAS® leichter als Silikatglas ist, dabei aber bruchfester, leichter zu bearbeiten, formbar und zudem alterungsbeständig istwar unser Markenacrylglas schon damals ein optimales Material für den Flugzeugbau“, sagt Roland Mickal, Leiter des Marktsegments Transportation im Geschäftsgebiet Acrylic Products von Evonik.

Größere Flugzeuge, größere Scheiben

Doch die Flugzeuge mit den gebogenen Hauben boten nur vier bis fünf Passagieren Platz und verfügten nur über eine geringe Reichweite. Daher wurden schon früh größere Flugzeugtypen entwickelt. Diese waren zwar nicht ganz so schnell, konnten aber mehr Passagiere befördern und Ende der 1930er Jahre sogar interkontinentale Strecken bewältigen.

Großer Sichtwinkel für Piloten

Ende der 1930er Jahre startete dann der Transatlantikverkehr für Post und Passagiere mit den ersten größeren Verkehrsmaschinen  wie der ab 1937 gebauten Focke-Wulf Fw 200 „Condor“, die bis zu 28 Passagieren Platz bot. Die Cockpitfenster dieser ersten größeren Verkehrsmaschinen bestanden aus aneinandergesetzten oder nur leicht gebogenen Scheiben. Um den Piloten eine bessere Sicht zu ermöglichen, wurde die Verglasung in den folgenden Jahren vergrößert – in einer Zeit, die auch durch die militärischen Erfordernisse des Zweiten Weltkriegs geprägt war. Der vordere Teil des Flugzeugrumpfes wurde in vielen Fällen zu einem durchsichtigen Bauteil, um den Piloten einen großen Sichtwinkel zu verschaffen.

Damit sich die Scheiben der Linienführung des Rumpfes anpassten, mussten sie sphärisch gewölbt werden – genau wie die Bleche der Leichtmetallverkleidung. „Während es relativ einfach ist, ein Blech zu verformen, ist das Umformen einer Acrylglasscheibe ein technisch anspruchsvolles Verfahren  vor allem, wenn die optische Qualität nicht beeinträchtigt werden darf“, erläutert Mickal. „Um eine einwandfreie Sicht zu gewährleisten, ist zudem eine Ausgangsplatte ohne optische Fehler notwendig.

Mehrere Schichten für größere Stabilität

In den vergangenen Jahren experimentierten Hersteller von Flugzeugverglasungen mit der Kombination von verschiedenen Schichten, beispielsweise aus Acrylglas und Gorillaglas. So lassen sich extrem robuste, aber gleichzeitig dünnere Scheiben herstellen. Der Vorteil: Ein dünneres Material verfügt über ein geringeres Gewicht, und jedes gesparte Gramm im Flugzeugbau spart Kerosin. Diese Scheiben werden zum Beispiel bei sehr schnellen Helikoptern eingesetzt.

Mehr Stabilität

In den 1950er und 1960er Jahren wurden Flugzeuge dann immer schneller und flogen auch höher, und so mussten die Flugzeugverscheibungen folglich immer stabiler werden. Auch die Firma Röhm & Haas forschte weiter und brachte mit Plexidur T 1951 einen mit Acrylglas verwandten Werkstoff auf den Markt, der eine größere Schlagfestigkeit und Zähigkeit besaß und damit ebenfalls für Flugzeugverglasungen geeignet, jedoch teuer in der Herstellung war.

Gerecktes Acrylglas

196schließlich wurden gereckte Platten aus PLEXIGLAS® beziehungsweise Polymethylmethacrylat (PMMA), wie das Markenacrylglas von Evonik chemisch korrekt bezeichnet wird, eingeführt. Dabei handelt es sich um zertifizierte Platten aus gegossenem PLEXIGLAS®, die noch robuster sind. „Dieses Material wird auch heute immer dann eingesetzt, wenn besonders hohe Anforderungen gestellt werden, beispielsweise bei Cockpitscheiben für Hubschrauber“, erläutert Mickal.

So entsteht gerecktes PLEXIGLAS®.

Größere Formate

Evonik ist ein führender Hersteller des notwendigen Vorprodukts für diese gereckten Platten und wird sie ab 2018 in einer neuen Reck- und Polieranlage selbst herstellen. Mit der neuen Anlage sind dann auch größere Formate möglich als bisher. „Hersteller von Flugzeugfenstern können dann aus einer Platte mehr Fenster schneiden“erklärt Mickal. „Außerdem sind durch die größeren Formate auch neue Designs bei Kabinenfenstern und Cockpitscheiben möglich.“ Denn der Trend in der Luftfahrtindustrie geht hin zu immer größeren Scheiben. So hat etwa der Flugzeughersteller Boeing die Fenster des aktuellen Dreamliners schon um zwei Drittel vergrößert. Auch in Cockpits von Segelflugzeugen und Hubschraubern wird der Sichtbereich immer größer. „Je mehr der Pilot sieht, desto sicherer ist der Flug“, betont Mickal.

Panoramaflugzeuge

Evolution in Acrylics is our Passion

Dieses Thema ist ein gutes Beispiel dafür, was die Vision „Evolution in Acrylics is our Passion“ des EvonikGeschäftsgebiets Acrylic Products ausdrückt und was Evonik unter der intelligenten Gestaltung des Chemiegeschäfts versteht. Lesen Sie hier, warum Evolution in der Natur der Marke PLEXIGLAS® liegt, welche Rolle Leidenschaft bei neuen Projekten spielt und wie sich das Material mit dem Know-how von Evonik in den kommenden Jahren weiterentwickeln wird.

Einige Luftfahrtexperten gehen sogar davon aus, dass in der Zukunft der Luftfahrt vollverglaste Maschinen am Himmel kreisen werden, aus denen Passagiere und Piloten ihre Umgebung durch riesige Panoramascheiben ungehindert betrachten können. Zu sehen ist dabei dann nicht zwangsläufig die Realität: „Es ist durchaus denkbar, dass die Scheiben künftig als Displays genutzt werden“, so Mickal. Diese könnten dann zum Beispiel Informationen zur Flugroute einblenden oder die Fenster bei Bedarf verdunkeln. „Diese sogenannte Funktionsintegration ist für uns ein spannendes Entwicklungsfeld“, betont Mickal. „Bislang werden für diese Funktionen immer Schichten auf das Material aufgebracht, und wir forschen daran, wie wir sie in unser PLEXIGLAS® integrieren können.“

Ein Beispiel für die Zukunft der Luftfahrt: The Future by Airbus – Konzeptflugzeug 2050 / (C) Youtube/Airbus Aircraft