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Boeing 787 – mit dem Dreamliner ins 21. Jahrhundert

Das erste Verkehrsflugzeug aus leichtem und hochfestem Verbundwerkstoff bedeutete eine Revolution im Flugzeugbau. Die Boeing 787 ist damit Pionier einer neuen Generation.

Autor: Andreas Spaeth | 5 Min. Lesezeit | veröffentlicht am: |
Kopf

AEROREPORT-Serie: Ikonen der Luftfahrt

Boeings „Plastikflieger“, wie er scherzhaft genannt wurde, markiert einen Meilenstein in der Entwicklung moderner Passagierjets. Erstmals besteht der Rumpf eines Verkehrsflugzeugs nicht überwiegend aus Aluminium, sondern aus einem Verbundwerkstoff aus Kohlefasern und Harz. Das Ergebnis ist eine leichte, zugleich hochfeste Struktur. Die neue Bauweise senkte nicht nur den Treibstoffverbrauch, sondern ermöglichte auch Verbesserungen beim Passagierkomfort: einen geringeren Kabinendruck, größere Fenster und eine höhere Luftfeuchtigkeit an Bord.

Gerade auf Langstrecken macht die weniger trockene Kabinenluft für viele Passagiere einen spürbaren Unterschied. Darüber hinaus brachte die unter dem Marketingnamen Dreamliner eingeführte 787 weitere Neuerungen mit. Erstmals lassen sich die Fenster an jedem Sitzplatz elektronisch dimmen. So können Reisende den Lichteinfall reduzieren und dennoch nach draußen blicken. Auch die LED-Beleuchtung war ihrer Zeit voraus und ermöglicht unterschiedliche Lichtstimmungen in der Kabine. Selbst bei der Toilettenspülung gibt es einen ungewöhnlichen technischen Kniff: Nach Auslösung eines Sensors fährt zunächst ein mechanischer Arm aus und schließt innerhalb von fünf Sekunden den Deckel, bevor die Spülung aktiviert wird. Das soll die Geräuschentwicklung reduzieren.

Der Erfolg der 787 erhöhte den Druck auf Airbus, mit einem vergleichbaren Flugzeug nach-zuziehen. Mit der A350 brachte der europäische Hersteller schließlich ebenfalls einen Langstreckenjet der neuesten Generation auf den Markt. Trotz erheblicher Verzögerungen und zahlreicher Rückschläge entwickelte sich die Boeing 787 letztlich zu jenem „Gamechanger“, als den Boeing das Programm von Beginn an angekündigt hatte. Heute umfasst sie eine ganze Flugzeugfamilie und zählt zu den erfolgreichsten Langstreckenflugzeugen ihrer Generation.

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Das GEnx-Triebwerk von GE baut auf der bewährten Architektur des GE90 auf.

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Die Boeing-787-Familie umfasst heute drei Versionen: die 787-8 als Basismodell, die größere 787-9 und die um mehr als elfeinhalb Meter gestreckte 787-10.

Boeing 787 – Zahlen, Daten, Fakten

  • Der Dreamliner besteht nach Volumen zu rund 80 Prozent aus Verbundwerkstoffen. Bezogen auf das Gewicht entfallen etwa 50 Prozent auf Komposite, 20 Prozent auf Aluminium, 15 Prozent auf Titan, zehn Prozent auf Stahl und fünf Prozent auf andere Materialien. Zum Vergleich: Bei der Boeing 777 liegt der Kompositanteil bei lediglich zwölf Prozent.

  • Als vergleichsweise kleines Langstreckenflugzeug mit großer Reichweite trug die 787 dazu bei, einen neuen Trend zu etablieren: Airlines konnten Interkontinentalstrecken zwischen sogenannten Sekundärzielen nonstop bedienen, statt Passagiere über große Drehkreuze umzuleiten. Beispiele waren Verbindungen von Kopenhagen nach Oakland/Kalifornien oder von Barcelona nach Fort Lauderdale/Florida.

  • Mit der Boeing 787-9 nahm Qantas 2018 erstmals eine Nonstopverbindung zwischen Australien und London auf. Die Strecke von Perth nach London führt über rund 14.500 Kilometer und dauert Richtung Norden etwa 17 Stunden. Auch die etwas kürzere Route von Perth nach Paris wird mit der 787-9 bedient.

  • Die Boeing-787-Familie umfasst heute drei Versionen: die 787-8 als Basismodell, die größere 787-9 und die um mehr als elfeinhalb Meter gestreckte 787-10. Die mit Abstand erfolgreichste Variante ist die 787-9. Bis August 2026 entfielen 1.484 der insgesamt 2.453 Bestellungen auf dieses Modell.

  • Die 787 ist derzeit das einzige Verkehrsflugzeug, bei dem die Kabinenluft nicht als Zapfluft aus den Triebwerken entnommen wird. Stattdessen gelangt sie über separate Ansaugöffnungen in den Rumpf ins Klimatisierungssystem.

  • Da ein Verbundwerkstoffrumpf anders als Aluminium nicht automatisch als Faradayscher Käfig wirkt, wurden in die Rumpfsegmente der 787 feine Metallfasern eingearbeitet. Sie sorgen dafür, dass Blitzeinschläge weiterhin sicher abgeleitet werden können.

Boeing 787

Boeing 787

Typ:
Zweistrahliges Großraumflugzeug
Hersteller/Herkunft:
Boeing Commercial Airplanes, Seattle/USA
Erstflug:
15. Dezember 2009
Indienststellung:
28. Oktober 2011 (bei ANA als 787-8)
Produktionszeit:
2009 bis heute
Anzahl gebaut:
1.300 bis August 2026
Länge:
56,70 Meter (787-8) – 68,40 Meter (787-10)
Spannweite:
60,10 Meter
Reichweite:
11.730 Kilometer (787-10) – 14.010 km (787-9)
Reisegeschwindigkeit:
Mach 0,85/903 km/h
Sitze (max./typisch):
242/381 (787-8) - 330/440 (787-10)

Das Triebwerk der Boeing 787: GEnx

Das GEnx-Triebwerk von GE baut auf der bewährten Architektur des GE90 auf. Die Version GEnx-1B wurde für Langstreckenflugzeuge mittlerer Kapazität wie die Boeing 787 entworfen. Die MTU ist als Risk-and-Revenue-Sharing-Partner mit einem Anteil von 6,7 Prozent am GEnx-Programm beteiligt. Sie trägt die Verantwortung für die Entwicklung, Fertigung und Montage des Turbinenzwischengehäuses. Die MTU kann dabei auf ihre Erfahrungen mit dem Turbinenzwischengehäuse für das GP7000 zurückgreifen, das seine Zuverlässigkeit unter Beweis gestellt hat. Gemäß der MTU-Beteiligung am Programm ist die MTU Maintenance zudem für die Instandhaltung dieser Turbinenzwischengehäuse zuständig.

Zudem wird die MTU zukünftig Möglichkeiten zur Instandhaltung von GEnx-Triebwerken an ihrem Standort MTU Maintenance Fort Worth schaffen. Grundlage dafür ist ein sogenanntes GE Aerospace Branded Services Agreement (GBSA). Diese neue langfristige Vereinbarung mit GE Aerospace ermöglicht es der MTU Maintenance Fort Worth, als autorisierter Instandhaltungsbetrieb für GEnx-Triebwerke aufzutreten und dazu den größtmöglichen Umfang an Leistungen anzubieten.

GEnx-1B

GEnx-1B

Typ:
Zweiwellen-Zweistromtriebwerk
Max. Schub:
69.800 - 76.100 lbf
Nebenstromverhältnis (Start):
8,8 – 9,0
Fan-Durchmesser:
2,82 m
MTU-Kompetenzen:
Entwicklung, Fertigung und Montage des Turbinenzwischengehäuses und Instandsetzung des Turbinenzwischengehäuses durch die MTU Maintenance Hannover.

In Everett wurde eine riesige Zeremonie organisiert. Vor Tausenden Mitarbeitern und Gästen stand die erste scheinbar fertig montierte 787-8 in Boeing-Farben. Anschließend wurde sie feierlich aus dem Hangar gerollt, begleitet von strahlendem Sonnenschein.

Andreas Spaeth

Luftfahrtjournalist

Luftfahrtjournalist Andreas Spaeth erinnert sich

Ich war am 8. Juli 2007 in Seattle, um über die Boeing 787 zu berichten. Was nicht jedem sofort auffällt: Nach amerikanischer Schreibweise lautet das Datum 7/8/07. Für Boeing war deshalb früh klar, dass der Rollout unbedingt an diesem Tag stattfinden musste. In Everett wurde eine riesige Zeremonie organisiert. Vor Tausenden Mitarbeitern und Gästen stand die erste scheinbar fertig montierte 787-8 in Boeing-Farben. Anschließend wurde sie feierlich aus dem Hangar gerollt, begleitet von strahlendem Sonnenschein.

Wie viele andere Besucher ging auch ich unter das Flugzeug, klopfte anerkennend gegen den ungewohnt klingenden Kohlefaser-Rumpf und war beeindruckt. Doch schon kurz da-rauf stellte sich heraus, dass die Veranstaltung vor allem symbolischen Charakter hatte. Das präsentierte Flugzeug war weder vollständig ausgerüstet noch flugfähig. Sogar Triebwerke fehlten, die Kabine war leer und an einigen Stellen waren Öffnungen im Rumpf nur notdürftig verdeckt.

Bis zum ersten Passagierflug verging deutlich mehr Zeit als ursprünglich geplant. Anfangs war der Einstieg in den Linienbetrieb für Ende 2008 vorgesehen. Stattdessen standen wir erst knapp drei Jahre später am Flughafen Tokio-Narita. All Nippon Airways (ANA) war Erstkunde und Erstbetreiber der 787. Flug NH7871 sollte am 26. Oktober 2011 von Tokio nach Hongkong starten. Nach ausgedehnten Zeremonien hob das Flugzeug schließlich ab. Vier Stunden und sieben Minuten später landeten wir in Hongkong.

Und nur drei Monate später war ich erneut in Tokio. Wieder schrieb ANA ein Stück 787-Geschichte: Am 21. Januar 2012 startete der erste Langstrecken-Linienflug des Dreamliners von Tokio-Haneda nach Frankfurt.

FAQ

Was macht die Boeing 787 Dreamliner zu einem besonderen Langstreckenflugzeug? Die Boeing 787 war bei ihrer Einführung im Jahr 2011 in vielerlei Hinsicht revolutionär. Erstmals konnte ein zweistrahliges und vergleichsweise kompaktes Flugzeug auch Langstreckenverbindungen zwischen Sekundärflughäfen bedienen. Dadurch lassen sich große Drehkreuze umgehen und Nonstop-Verbindungen wirtschaftlich realisieren. Zugleich setzt die 787 auf neue Werkstoffe, die sowohl die Effizienz als auch den Komfort an Bord verbessern. Für Passagiere macht sich das vor allem durch einen höheren Kabinendruck bemerkbar, der einer geringeren Flughöhe entspricht: etwa 1.800 statt der üblichen 2.400 Meter. Das wird als deutlich angenehmer empfunden. Hinzu kommt eine höhere Luftfeuchtigkeit in der Kabine, die das Wohlbefinden während und nach dem Flug steigern kann.
Warum besteht der Rumpf der Boeing 787 überwiegend aus kohlefaserverstärktem Verbundwerkstoff (CFK)? Der innovative Werkstoff bietet eine Reihe von Vorteilen. Das hochfeste CFK ermöglicht im Vergleich zur herkömmlichen Bauweise eine erhebliche Gewichtsersparnis bei gleicher oder sogar höherer Strukturfestigkeit. Das trägt dazu bei, Treibstoffverbrauch und Emissionen um rund 20 Prozent zu senken. Zudem lassen sich CFK-Rümpfe in großen Sektionen fertigen, was den Produktionsprozess vereinfacht und den Einsatz tausender Nieten und anderer Verbindungselemente überflüssig macht. Gleichzeitig ist CFK äußerst widerstandsfähig und unempfindlich gegenüber Korrosion und Materialermüdung, was den Wartungsaufwand reduziert. Die hohe Festigkeit des Materials ermöglicht darüber hinaus einen höheren Kabinen-druck. Da keine Korrosionsgefahr besteht, kann die Luft in der Kabine stärker befeuchtet werden, zwei wesentliche Faktoren für mehr Reisekomfort.
Wie unterscheiden sich die Boeing 787-8, 787-9 und 787-10? Die drei Varianten der Boeing 787 unterscheiden sich deutlich bei Rumpflänge, Passagierkapazität und Reichweite, während die Tragflächen bei allen Versionen identisch sind. Am gefragtesten ist die 787-9. Mit einer Reichweite von bis zu 15.000 Kilometern verbindet sie eine hohe Reichweite mit einer Passagierkapazität von knapp 300 Sitzplätzen. Gegenüber dem Basismodell 787-8 wurde ihr Rumpf um rund sechs Meter verlängert, ohne dass dies die Reichweite wesentlich beeinträchtigt. Noch einmal etwa fünf Meter länger ist die 787-10. Mit einer Länge von gut 68 Metern ist sie die größte Version der Baureihe und kommt vor allem auf streckenstarken, aber nicht extrem langen Verbindungen zum Einsatz.
Warum verwendet die Boeing 787 keine Zapfluft aus den Triebwerken für die Kabinenklimatisierung? Die Boeing 787 wurde konsequent auf Effizienz ausgelegt. Die bei anderen Flugzeugen übliche Entnahme von Zapfluft aus den Triebwerken verringert deren Leistung und erhöht den Treibstoffverbrauch. Hinzu kommt der Aufwand, die sehr heiße Luft vor ihrer Nutzung zu kühlen und zu filtern. Die 787 geht deshalb einen anderen Weg: Frischluft wird über zwei Lufteinlässe am Rumpf unterhalb der Tragflächenwurzeln angesaugt, in elektrisch betriebenen Verdichtern komprimiert und anschließend durch elektrische Filtersysteme geleitet.
Wie wird ein Flugzeugrumpf aus Verbundwerkstoff vor Blitzeinschlägen geschützt? Während die Außenhülle herkömmlicher Flugzeuge aus Aluminiumlegierungen wie ein Faradayscher Käfig wirkt und Blitze zuverlässig ableitet, sind bei CFK-Strukturen zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich. Dazu werden in die aus Kohlenstofffasern gefertigten Rumpfsegmente leitfähige Metallstrukturen integriert, meist in Form feiner Kupfer- oder Aluminiumgeflechte. Auch dünne Metallfolien oder eingearbeitete Metalldrähte kommen zum Einsatz, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen. Auf diese Weise entsteht auch bei einem CFK-Rumpf ein Faradayscher Käfig, der verhindert, dass Blitzströme in das Innere der Struktur eindringen.

Andreas Spaeth

Freier Luftfahrtjournalist und Podcaster

Andreas Spaeth ist seit über 30 Jahren als freier Luftfahrtjournalist in aller Welt unterwegs, um Airlines, Flugzeughersteller und Flughäfen zu besuchen und über sie zu berichten. Bei aktuellen Anlässen ist er ein gefragter Interviewpartner in Hörfunk und Fernsehen, außerdem Buchautor und Co-Host des Podcasts Flugforensik.


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