Auf dem Tisch liegt eine kleine Metallplatte, kaum größer als ein Laptop. Neun Farbbalken sind darauf lackiert, von Dunkelblau bis Weiß. Die obere Hälfte ist mit einer Folie beklebt, die untere nicht. Wer mit dem Finger über den unfolierten Teil streicht, spürt sofort einen stumpfen Widerstand. Auf der Folie dagegen gleitet der Finger fast reibungslos, fährt man von rechts nach links. Von oben nach unten dagegen macht die Bewegung ein leises Geräusch, fast wie ein Kratzen.
Was sich anfühlt wie ein einfacher Trick, ist das Ergebnis jahrelanger Entwicklungsarbeit. Das Vorbild kommt aus der Natur: Haifischhaut besteht aus feinen Rillen, die das Wasser mit möglichst wenig Widerstand vorbeigleiten lassen. Entdeckt wurde dieser Effekt schon vor rund 50 Jahren, doch erst in den 1990er-Jahren begann das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR die Wirksamkeit von Haifischhaut, gezielt für die Luftfahrt zu erforschen.
Dünne Tapes auf Airbus A330
Die kleine Metallplatte, auf der in der Mitte «Feel the riblets» gedruckt ist, liegt auf einem Stehtisch in der Ecke eines Hangars der Elbe Flugzeugwerke EFW am Flughafen Dresden. In der riesigen Halle steht ein Airbus A330-300. Die Triebwerksgondeln sind geöffnet, doch das ist nicht das Besondere an diesem Anblick: Der gesamte Rumpf ist mit dünnen Klebstreifen in Rot, Gelb, Blau und Grün beklebt, klare Linien in kräftigen Farben, die entfernt an die Kunst von Piet Mondrian erinnern.
Die Klebstreifen sind die Vorarbeiten für das Anbringen der Folie. Diese trägt einen Namen: Aeroshark. Was in Dresden gerade passiert, ist eine Premiere: Bislang kam sie ausschließlich auf Boeing-Jets zum Einsatz, neben der 747 auch auf der 777. Das Flugzeug mit der Kennung D-AIKP gehört Discover Airlines und ist der allererste Airbus A330, der mit Aeroshark ausgestattet wird, zugleich auch jenes Flugzeug, das für die Zertifizierung genutzt wird.
Aeroshark wurde 2019 das erste Mal auf Boeing 747 getetstet
Neu ist die Folie nicht: Sie wurde von Lufthansa Technik in Kooperation mit BASF entwickelt. Laut einem Sprecher von Lufthansa Technik gab es immer wieder Anläufe, eine Haifischhaut-Folie zu entwickeln. Die Arbeit an der aktuellen Version habe 2016 begonnen. 2019 wurde sie zum ersten Mal auf einer Boeing 747 verklebt. Dann kam Corona, und für Vierstrahler sah die Zukunft düster aus. Nach ersten Tests und der Zertifizierung für die Boeing 777 F wurde Swiss die erste Betreiberin, die ihre 777 mit Aeroshark nachrüsten ließ.
Die Vergleichsplatte. Der Effekt ist spürbar. aeroTELEGRAPH
Doch was ist Aeroshark überhaupt? Die Folie ist mit feinen Rillen strukturiert, den sogenannten Riblets, die so dünn sind wie ein menschliches Haar. Genau wie bei der Haifischhaut sorgen sie dafür, dass die Luft mit weniger Reibung am Rumpf entlangströmt. Der Effekt ist auf den ersten Blick winzig, in der Summe aber spürbar: Je nach Flugzeugmodell und Einsatzprofil lässt sich damit der Treibstoffverbrauch spürbar senken.
Haifischhautfolie soll bis zu 460.000 Dollar pro Jahr sparen
Und das ist laut Sönke Burger, Director Aerodynamic Optimization bei Lufthansa Technik, auch einer der wenigen Wege, wie Flugzeuge künftig weiter ihren CO2-Fußabdruck senken können. Denn Flugzeuge würden noch viele Jahre so aussehen wie heute, sagte er bei einem Pressetermin in Dresden. Neben neuen Flugzeugen mit leichteren Materialien und effizienteren Triebwerken seien Anpassungen wie Aeroshark eines der wenigen Mittel, um bei der bestehenden Flotte etwas zu bewegen.
Wie groß dieser Effekt ausfallen kann, zeigt eine Beispielrechnung von Lufthansa Technik: Wenn wie aktuell zertifiziert nur der Rumpf beklebt werden darf, sparen Airlines bei einer Boeing 777-300 ER rund 1 Prozent Treibstoff, was pro Jahr etwa 360 Tonnen Kerosin und rund 1125 Tonnen CO2-Emissionen bedeutet. Bei einem aktuellen Preis von rund 1300 Dollar pro Fass entspricht das Kosteneinsparungen von mehr als 460.000 Dollar (umgerechnet rund 395.000 Euro) pro Jahr.
Airbus A330 wird in zehn Tagen mit der Haut beklebt
Grundsätzlich könne zwar jedes Flugzeug mit Aeroshark ausgestattet werden, aber die beste Wirkung entfalte die Technik im Reiseflug, bei der optimalen Geschwindigkeit. Käme das Verfahren auf einem A320 im Kurz- und Frachtstreckenbetrieb zum Einsatz, wäre der Nutzen deutlich kleiner, da die Reiseflugphase kürzer ausfalle. Einen negativen Effekt gebe es aber nicht, sagt Burger.
Der Rumpf kann nicht ganzflächig beklebt werden. aeroTELEGRAPH
Zurück zum Airbus A330. Bevor damit begonnen wurde, das Flugzeug mit den einzelnen Patches zu bekleben, wurde bereits 2023 mit einem 3D-Scan ein aerodynamisches Modell entwickelt, aus dem sich ein digitales Strömungsmodell ableiten ließ, sagt Johannes Helldorf, technischer Leiter bei Lufthansa Technik für das Projekt. Mit dem Applizieren, so der Fachterminus bei LHT, wurde am 1. September begonnen. Man rechne mit rund zehn Tagen bis zur Fertigstellung, gearbeitet werde im Zweischichtbetrieb, sagt Helldorf.
Flugzeug wird durch Aeroshark rund 150 Kilo schwerer
Und Lufthansa Technik geht beim A330 neue Wege: Zum ersten Mal werden 45 Prozent der Gesamtfläche des Flugzeugs beklebt, so viel wie noch nie. Beim Airbus A330 kommen zwischen 880 und 950 Quadratmeter Folie zum Einsatz. Neben dem Rumpf und den Triebwerksgondeln wird erstmals auch der obere Teil des Flugzeugs beklebt. Jedes Folienstück ist rund einen halben Quadratmeter groß und wiegt zwischen 120 und 160 Gramm. Überlappungen gebe es nicht, der maximale Abstand zwischen zwei Patches liege bei 5 Millimetern, sagt Helldorf. Insgesamt wird das Flugzeug durch die Folie um knapp 150 Kilo schwerer, spart aber deutlich Kerosin ein, wie Burger ergänzt.
Während er das sagt, kleben einen Meter neben uns drei EFW-Mitarbeiter die Folie auf. Erst wird sie mit Tape fixiert, dann die innere Schutzschicht abgezogen. Eine Person hält die Folie auf Spannung, während zwei Kolleginnen sie verstreichen. Helldorf erklärt, dass die Folie kleine Öffnungen hat, was das Verarbeiten erleichtert. Es fällt auf, dass die Arbeitenden über die farbigen Markierungen kleben. Ein magischer Trick, erklärt Helldorf: Ist die äußere Schutzfolie erst entfernt, lassen sich die bunten Tapes wieder herausziehen. Sie wirken dabei wie ein Cutter und schneiden die Patches exakt zu.
Zertifizierung für Airbus A330 soll bald kommen
Der Airbus A330 von Discover Airlines ist für acht Wochen außer Dienst gestellt, wie Juliane Klein vom Ferienflieger verrät. «Wir freuen uns sehr, dass unser Airbus endlich mit Aeroshark ausgestattet wird. Wir haben Jahre darauf hingearbeitet, und jetzt ergab sich eine passende Lücke», sagt Klein. Man warte nun die Zertifizierung ab. Danach werde man entscheiden, ob weitere Flugzeuge mit der Technik ausgestattet werden, denn die A330 Ceo der Airline würde teilweise noch bis in die 2030er-Jahre im Einsatz bleiben, so die Nachhaltigkeitsexpertin der Airline.
«Wir rechnen mit einer zeitnahen Zertifizierung», heißt es von Lufthansa Technik. Um das Flugzeug zu zertifizieren, müssen vier Testflüge durchgeführt werden, zwei vor der Applikation und zwei danach. Dabei wird genau gemessen, bis zu zwölf Ingenieure sind während der Flüge an Bord. Die Zertifizierung durch Easa und FAA ist für uns sehr wichtig, sagt Burger, denn dann können wir die Technik verkaufen.
Kosten sollen sich nach zwei Jahren amortisiert haben
Zu den Kosten äußern sich die Vertreter nur so weit, dass sich die Investition für Airlines nach rund zwei Jahren amortisiert haben soll. Nach der Zertifizierung des A330 Ceo plant Lufthansa Technik, auch Tragflächen und Leitwerk der Flugzeuge mit der Folie auszustatten. Die Tragflächen sind das wichtigste Element eines Flugzeugs: Werden sie durch die Folie verändert, könnte sich die gesamte Aerodynamik des Flugzeugs verändern. Deshalb müsse das neu zertifiziert werden. «Es sind immer kleine Schritte», sagt Burger.
Den Airbus A330-300 mit der Kennung D-AIKP hat Discover erst in diesem Jahr von Lufthansa bekommen. aeroTELEGRAPH
Aber wenn noch mehr Oberfläche mit Aeroshark-Folie beklebt wird, könnten sich die Einsparungen auf bis zu 2 Prozent hochskalieren lassen. Geplant ist auch, die Umrüstzeiten so anzupassen, dass sie während eines einfachen C-Checks parallel stattfinden können. Erfahrungen von der ersten Boeing 747 aus dem Jahr 2019 zeigen wohl, dass die Folie länger hält als erwartet. Künftig soll sie ungefähr so lange halten wie eine Lackierung, also zwischen acht und zwölf Jahren.
Aeroshark am besten ab Werk
Sönke Burger kann sich auch vorstellen, dass die Folie künftig direkt ab Werk angeboten wird. Man sei dazu im Gespräch, doch zunächst müsse sich der Effekt in der Praxis weiter beweisen.
Was weitere Flugzeugtypen angeht, müssten laut Burger verschiedene Kriterien erfüllt sein. Das Muster müsse noch in ausreichender Stückzahl vorhanden sein und dürfe nicht kurz vor der Ausmusterung stehen. Bei neueren Mustern wie der Boeing 787 oder dem A350 komme eine weitere Einschränkung hinzu: Die Anbringung auf einer Composite-Außenhaut sei schwieriger, weshalb man zunächst auf Metallrümpfen Erfahrung sammle. Auch der A321 XLR könnte der Reichweite mit Aeroshark künftig noch ein wenig mehr Spielraum verschaffen. Wenn alles gut läuft, soll der Airbus A330 von Discover Airlines in der kommenden Woche zu den Testflügen starten, dann als erster Airbus weltweit mit Haifischhaut.
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