Welche Rolle spielte der CFK-Anteil beim Brand?

(Quelle: aero.de)

Airbus A350-900, © Airbus

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TOKIO – Von der in Tokio verunglückten A350 von Japan Airlines ist nicht mehr viel übrig. Erstmals wurde ein Composite-Airliner komplett bei einem Feuer zerstört – Besatzung und Passagieren blieb trotzdem noch genug Zeit zur Evakuierung. Das liegt auch an den speziellen Struktureigenschaften des Materials im Brandfall.

Bei Tageslicht zeigt sich das ganze Ausmaß der Zerstörung: Der Rumpf des zwei Jahre alten Airbus A350-900 von Japan Airlines ist nur noch ein Haufen Asche, lediglich der linke Flügel, das linke Triebwerk und Reste des Cockpits sind zu erkennen.

Kaum zu glauben, dass alle 367 Passagiere und zwölf Crew-Mitglieder das Flugzeug lebend verlassen konnten. Die A350 (MSN538) war am 2. Januar kurz nach der Landung in Tokio mit einer DHC-8 der japanischen Küstenwache kollidiert und in einem Feuerball aufgegangen. Fünf der sechs Besatzungsmitglieder der Dash 8 starben bei dem Unglück.

Es ist der erste Totalverlust einer A350 seit der Indienststellung des modernen Airbus-Zweistrahlers am 15. Januar 2015 bei Qatar Airways. Und es ist zugleich das erste Composite-Passagierflugzeug, das Raub der Flammen wurde. Die Struktur der A350 besteht zu 53 Prozent aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), das ist mehr als bei jedem anderen Verkehrsjet.

Der komplette Rumpf, ein Großteil der Flügel, der Triebwerksgondeln und des Leitwerks der A350 werden aus CFK hergestellt, um das Flugzeug so leicht wie möglich zu machen. Nur die Nasensektion besteht aus einer Mischung aus Aluminium und CFK.

Flug JL516, © XSL

 CFK besteht aus Kohlenstofffasern, die in eine Matrix aus Kunstharz eingebettet werden. Airbus musste für die Zulassung nachweisen, dass der CFK-Rumpf für Passagiere gleich sicher wie ein Rumpf aus Aluminium ist. Die Struktur-Integrität muss bei einem äußeren Feuer fünf Minuten lang gegeben sein – genug Zeit für die Evakuierung der Passagiere.

Vorteile von CFK, aber auch Risiken

Gemäß einer Untersuchung der US-Luftfahrtbehörde FAA aus dem Jahr 2007, die sich mit den Entflammbarkeitseigenschaften von Flugzeugstrukturen aus kohlenstofffaserverbundwerkstoffen beschäftigte, kann CFK gerade bei großen Bränden vorteilhaft gegenüber Aluminium sein: Aluminium schmilzt bei Temperaturen von 660 Grad Celsius, Composite-Materialien behalten während eines Feuers ihre strukturelle Integrität – zumindest eine Zeit lang.

Verbundwerkstoffe würden in erster Linie durch die Verdampfung des Harzes brennen, so die FAA. “Wenn es brennt, wird der Harzdampf aus den Faserporen herausgedrückt, und der Druck lässt das Material auf mehr als das Doppelte seines Volumens anschwellen. […] Die Fasern bilden eine isolierende, verkohlungsähnliche Struktur, die zu einer Verringerung der inneren Erwärmung führt und folglich sinkt die Abbrennrate mit der Zeit”, heißt es in dem Bericht, der drei Jahre nach dem Programmstart der Boeing 787 veröffentlicht wurde. Der Dreamliner war das erste Verkehrsflugzeug, das in großem Stil CFK nutzte.

Airbus-Hinweise für Feuerwehren

Airbus weist in einem 2019 veröffentlichten Guide für Feuerwehrleute darauf hin, dass Composite-Materialien ihre mechanische Festigkeit verlieren, wenn sie längere Zeit starker Hitze ausgesetzt sind. Es bestehe das Risiko eines Kollapses, auch wenn die CFK-Haut noch intakt aussehe. Zudem können Pyrolyse-Gase entstehen und plötzlich aus dem Material herausgeschleudert werden.

Besonders gefährlich ist für Feuerwehrleute auch der Umstand, dass bei längeren Bränden bei Temperaturen von mehr als 650 Grad Celsius lungengängige Fasern freigesetzt werden. Deshalb ist Schutzkleidung unerlässlich. Zum Löschen empfiehlt Airbus dieselben Techniken wie bei Flugzeugen aus Aluminium und den Einsatz von Wasser und/oder Schaum.

© FLUG REVUE – UE Abb.: Airbus

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