09.08.2013
FLUG REVUE

Höchste Belastung für Flugzeugreifen

Flugzeupneus werden die meiste Zeit nur umhergeflogen. Beim Rollen, beim Start und bei der Landung jedoch zeigen sie, dass sie mehr sind als nur mit Luft gefüllte Gummibälge. Für Sicherheit und lange Lebensdauer steckt viel High-Tech in den schwarzen Riesen.

Ziemlich dramatisch erscheint die Landung eines Flugzeuges, wenn es in mehr oder weniger dicken Rauchwolken und mit durchdringendem Quietschen auf der Landebahn aufsetzt, aber: „Das sieht schlimmer aus, als es in Wirklichkeit ist“, sagt Stéphan Dubourg, Product Marketing Director der Aircraft Tire Division beim französischen Reifenhersteller Michelin. „Wenn die Maschine aufsetzt, ist sie leichter, und auch die Aufsetz- und Rollgeschwindigkeit ist ge-ringer als beim Start.“ Hier eigentlich sind Flugzeugreifen den größten Belastungen ausgesetzt, wegen des Erreichens einer hohen Geschwindigkeit binnen kürzester Zeit, der dabei entstehenden Aufheizung und der größeren Lasten, die auf die manchmal recht holprige Bahn übertragen werden müssen.

Das wäre schon die erste Überraschung für Außenstehende, die tatsächlich denken, das Quietschen und Qualmen stünden für höhere Beanspruchung. Die zweite folgt sogleich: Flugzeugreifen werden aus dem gleichen Gummi hergestellt wie solche für Fahrräder oder Autos. Der Aufbau der Reifen für Luftfahrzeuge allerdings ist wesentlich komplizierter (siehe auch Grafik unten), doch dazu weiter unten mehr.

Grundsätzlich werden Flugzeugreifen in Diagonal- und Radialreifen unterschieden, und innerhalb dieser Einteilung gibt es wiederum drei Gruppen, deren Kennzeichnung auf dem Mantel beim Vulkanisieren aufgetragen wird. Der dreiteilige Typ gibt den Außendurchmesser, die Breite der Lauffläche und die Felgengröße an und gilt sowohl für Diagonal- als auch für Radialreifen. Typ VII steht für Hochdruck-Diagonalreifen an modernen Jets und Turbopropflugzeugen, und Typ III wird hauptsächlich als Niederdruckreifen an älteren Flugzeugen verwendet. Weitere wichtige Angaben sind die maximale Masse, die ein Reifen tragen kann und der dafür erforderliche Reifendruck, die Tragfähigkeit in pounds (1 pound/lb = 0,4536 kg), sowie die Höchstgeschwindigkeit, bis zu der ein Reifen gefahren werden darf, in mph (miles per hour). Schließlich kann man auch noch die Profiltiefe ablesen, die üblicherweise 0.40 inches beträgt, also etwas mehr als einen Zentimeter.

Der Reifendruck schließlich ist von Typ zu Typ unterschiedlich und wird täglich nach den Herstellervorgaben und der maximalen Abflugmasse neu eingestellt. Zumindest wird das bei Lufthansa Technik so gehandhabt, bestätigt Jens Michael Ponath, Teamleiter in den Frankfurter Gerätewerkstätten: „Bei einer Boeing 747 oder einer A340 sind das immerhin zehn bar, und wenn man die Vorgaben beachtet, hält solch ein Reifen beim Kurzstreckenflugzeug etwa drei Monate, bei der Langstreckenflotte rund ein Jahr.“ Solche Garantien für die Haltbarkeit lassen sich die Kunden übrigens auch im Kaufvertrag bestätigen, sind sie doch eine wesentli-che Größe bei der Kostenplanung.

Damit ein Reifen überhaupt so lange hält, besteht er aus vielen unterschiedlichen Schichten. So braucht er kein herkömmliches Profil für festen Griff auf dem Boden, sondern nur durchlaufende Rillen in der extrem dicken Lauffläche, welche der Wasserverdrängung auf nassen Bahnen dienen und das gefürchtete Aquaplaning verhindern sollen. Weil zudem nach internationalen Bauvorschriften Start- und Landebahnen von Verkehrsflughäfen über quer laufende Rillen verfügen müssen, damit das Regenwasser schneller ablaufen kann, ist diese Gefahr heute kaum noch existent.

Zwischen den Gummischichten befinden sich je nach Typ Gürtellagen aus feinem Nylongewebe, die in verschiedenen Richtungen eingelegt sind und die enormen Kräfte beim Rollen gleichmäßig verteilen. Im Gegensatz zu diversen Autoreifen gibt es bei Flugzeugen keine Stahlgürtelreifen, weil eingewebter Stahlcord, also Gewebeschichten aus dünnen Stahlseilen, die Reifen vor allem wegen der starken Walk-Belastung beim Rollen eher von innen heraus zerstören würden. Nylon dagegen ist fest genug, diese Kräfte aufzufangen. Die Zahl dieser Gewebelagen und – bei Diagonalreifen – ihre Winkelstellung zueinander bestimmen die Stärke und Lastkapazität, welche ein Reifen aushalten kann. Bei Radialreifen hingegen sind alle diese Verstärkungslagen rechtwinklig zur Laufrichtung des Rades eingebracht.

Heute werden in der Luftfahrtindustrie mehr und mehr Radialreifen eingesetzt, weil sie sich bei hohen Geschwindigkeiten weniger abnutzen und eine bessere Kraftübertragung gewähr-leisten (siehe auch das nebenstehende Lexikon). Allerdings bedeutet das noch lange nicht das Ende der Diagonalreifen, weil diese wiederum preiswerter sind. „Für bestimmte Verwendun-gen, beispielsweise beim Betrieb kleinerer Turboprop-Regionalflugzeuge, sind sie auch vollauf ausreichend“, meint Stéphan Dubourg.

Am dicken, wulstigen Rand sind die Reifen mit mehreren in den Gummi eingebetteten Stahlseilen verstärkt, welche einen festen Andruck an die Felge gewährleisten, denn alle Flugzeugreifen sind schlauchlos und dürfen selbst bei maximalen Belastungen nicht ihre unter Überdruck stehende Luftfüllung verlieren. Gleichzeitig bilden diese Seile die untere Befestigung für die Verstärkungslagen.

Die Seitenwände der Reifen sind schließlich mit speziellen Chemikalien, beispielsweise Antioxidationsmitteln, versehen, welche verhindern sollen, dass Temperaturunterschiede oder Witterungseinflüsse auf die darunter liegenden Nylonschichten einwirken können oder kleinere Fremdkörper den Reifen beschädigen. Auch auf den Innenseiten sind die schlauchlosen Reifen noch mit Gummi beschichtet, damit Feuchtigkeit und Stickstoff nicht in die Gewebelagen eindringen können. Zu guter Letzt befindet sich unter der dicken Lauffläche noch eine Gummilage, welche die Verbindung zum Gewebe darstellt und gleichzeitig die Auflage für Runderneuerungen bildet.

Wenn man die mittleren Profilvertiefungen nicht mehr erkennen kann, der Reifen also abgefahren ist, wird es Zeit, ihn zum Vulkanisieren zu schicken. Das ist ein übliches Verfahren in der Luftfahrt, weil die Reifen viel zu teuer sind, als dass die Airlines immer nur neue kaufen würden. Allerdings erfolgt die Runderneuerung hier grundsätzlich beim Hersteller selbst, und die vulkanisierten Reifen werden mit den entsprechenden Garantien versehen, haben also den gleichen Status wie neue. Bei Fahrwerken mit mehreren Reifen ist es übrigens – anders als beim Auto – völlig egal, mit welchem Abriebsstatus zueinander sie montiert werden.

Ansonsten erkennen erfahrene Instandsetzungsspezialisten sofort an diversen Beschädigungen deren Ursachen. So weist zum Beispiel verstärkter Abrieb an der Schulter, also dem Übergang von der Lauffläche zu den Seitenwänden, auf einen zu geringen Reifendruck hin. Kleinere Risse, aufgeplatzte Stellen oder herausgebrochene Stücke an den Profilen haben ihre Ursachen in Fremdkörpern auf der Bahn oder zu eng gefahrenen Kurven. Auch die Landung bei starkem Seitenwind hinterlässt typische Spuren auf der Lauffläche, und erst recht die Abrasion bei einem blockierten Rad. Dennoch ist die Lauffläche in einem solchen Fall immer noch dick genug, dass der Reifen zwar nicht mehr gebrauchsfähig ist, keinesfalls aber platzt. Die Reifen sind also wesentliche Bestandteile der sicheren Auslegung eines Luftfahrzeuges.

FLUG REVUE 08/2009

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