Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fraunhofer IFAM–Enteisungstechnologien für die Luftfahrt in Kooperation mit internationalen Partnern

14.06.2013
Die Lacktechnik-Experten des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen entwickeln derzeit in einem internationalen Konsortium aus europäischen und japanischen Partnern neuartige Enteisungstechnologien, die für die nächste Generation von Flugzeugen verwendet werden sollen.

Zielsetzung ist dabei ein integriertes System, das drei synergistische Komponenten umfasst: aktive Enteisungstechnik, funktionale Beschichtungen, die die Enteisungsfunktion unterstützen, sowie eine Sensortechnik, die nicht nur die Vereisung, sondern auch die Enteisung in Echtzeit überwacht.


Skizze des Fraunhofer IFAM Windkanals, in dem zukünftig Vereisungstests unter realitätsnahen Bedingungen durchgeführt werden können.
(© Fraunhofer IFAM)

Flugzeugoberflächen können häufig während des Fluges vereisen, weil sie extrem niedrigen Temperaturen (bis unter -50 Grad Celsius in Höhen bis 10.000 Meter) sowie dem in der Atmosphäre – beispielsweise in Wolken oder Niederschlägen – enthaltenem Wasser ausgesetzt sind. Die Bildung von Eis kann insbesondere an den Flügeln zu massiven Problemen führen, da sowohl die Aerodynamik negativ beeinflusst wird als auch das Gewicht des Flugzeugs stark zunehmen kann.

Neben dem erhöhten Treibstoffbedarf und den damit einhergehenden CO2-Emissionen ist damit auch ein hohes Sicherheitsrisiko verbunden: Beispielsweise verzeichnete die entsprechende Datenbank der US-amerikanischen Zulassungsbehörde Federal Aviation Administration (FAA) von 1998 bis 2007 insgesamt 886 Vorfälle im Zusammenhang mit Vereisung (G. L. Dillingham, AVIATION SAFETY – Preliminary Information on Aircraft Icing and Winter Operations.

United States Government Accountability Office. Testimony before the Subcommittee on Aviation, Committee on Transportation and Infrastructure, House of Representatives (GAO-10-441T, February 2010)).

Daher werden schon heute enorme Anstrengungen unternommen, um die Eisbildung frühzeitig zu erkennen, sie zu verhindern und das entstehende Eis zu entfernen. Hierzu wird zum Beispiel die Abwärme der Triebwerke zum Aufheizen der Flügelvorderkanten verwendet. Andere Enteisungssysteme beruhen auf der mechanischen Eisentfernung mittels sogenannter »rubber boots«. Diese Gummimatten enthalten Luftkammern, die sich bei Bedarf aufpumpen lassen und dadurch das Eis von der Oberfläche absprengen.

Das im November 2012 gestartete Projekt »JEDI ACE« (Japanese-European De-Icing Aircraft Collaborative Exploration) verfolgt das Ziel eines mehrkomponentigen Systems, das für die neue Generation von Flugzeugen, die u. a. aus leichten carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) aufgebaut sind, geeignet ist.
Der Fokus liegt hierbei auf Sicherheits- sowie Effizienzaspekten. »Das neue System soll durch die Kombination aus innovativen Enteisungstechnologien und Echtzeitsensoren im Vergleich zu den heute im Einsatz befindlichen Technologien deutlich weniger Energie benötigen und vereisungsbedingte Vorfälle während des Flugs um bis zu 80 Prozent reduzieren«, so Gerhard Pauly vom Fraunhofer IFAM, der für das internationale Projekt die Managementaufgaben innehat.

Die Forscher des Fraunhofer IFAM leisten in diesem Projekt umfangreiche Arbeiten im Bereich der Beschichtungsentwicklung sowie der Tests zum Vereisungsverhalten der Oberflächen. Die im Fokus stehenden Beschichtungen sollen die aktiven Enteisungstechnologien auf thermischem und/oder mechanischem Wege unterstützen, indem sie die Haftung des Eises deutlich reduzieren und dessen Entfernung somit erleichtern. Damit soll die Effizienz des Gesamtsystems signifikant erhöht werden. »Die Herausforderung hierbei ist, dass die Beschichtungen ihre Funktion trotz der am Flugzeug auftretenden hohen Belastungen wie Erosion und UV-Strahlung über mehrere Jahre behalten müssen. Hierzu arbeiten wir derzeit an Lacksystemen, die diese Dauerbeständigkeit erreichen«, erläutert Lacktechnik-Expertin Nadine Rehfeld vom Fraunhofer IFAM, die wissenschaftliche Leiterin des internationalen Projekts.
Darüber hinaus wird die Eignung sogenannter »Shape-Memory-Materialien« als mechanische Aktuatoren untersucht, die – eingebracht in eine Beschichtung – die Eisentfernung durch die Änderung des Oberflächenprofils ermöglichen. Erste Ergebnisse dazu wurden bereits bei einem Projekttreffen im Mai 2013 in Tokio vorgestellt, bei dem die Projektpartner Dassault Aviation (Frankreich), Universitat Rovira i Virgili/Centre for University Studies in Aviation (Spanien), Fuji Heavy Industries Aerospace Company (Japan), Japan Aerospace Exploration Agency (Japan) und Kanagawa Institute of Technology (Japan) auch über das weitere Vorgehen diskutieren konnten.

Ein weiterer wesentlicher Meilenstein, der von den Wissenschaftlern des Fraunhofer IFAM im Rahmen des Projekts JEDI ACE vorangetrieben wird, ist die Errichtung eines Windkanals, in dem sich unter Vereisungsbedingungen die neu entwickelten Enteisungssysteme testen lassen. »Mit dieser Testanlage können wir Temperaturen von -30 Grad Celsius erreichen und Windgeschwindigkeiten bis zu 350 Stundenkilometern realisieren. Damit ist es uns möglich, realitätsnahe Tests u. a. mit unterkühltem Wasser, welches auch bei unter 0 Grad Celsius noch in flüssiger Form vorliegt, zu simulieren«, so Nadine Rehfeld.

Das Projekt wird durch die Europäische Kommission sowie dem Japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) gefördert. Das Fraunhofer IFAM koordiniert die anstehenden Aufgaben und hat die wissenschaftliche Projektleitung inne.

Partner des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM im Projekt JEDI ACE sind
• Dassault Aviation (Frankreich)
• Universitat Rovira i Virgili/Centre for University Studies in Aviation (Spanien)
• Fuji Heavy Industries Aerospace Company (Japan)
• Japan Aerospace Exploration Agency (Japan)
• Kanagawa Institute of Technology (Japan)

Kontakt
Paris Air Show Le Bourget 2013 I 17. bis 23. Juni 2013 I Paris I Frankreich
Halle 1 I Stand G 316
Gerhard Pauly I Michael Wolf

Anne-Grete Becker | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ifam.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Schutzmasken aus dem 3D-Drucker
27.03.2020 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Komplexe Zelluloseobjekte drucken
25.03.2020 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hannoveraner Physiker entwickelt neue Photonenquelle für abhörsichere Kommunikation

Ein internationales Team unter Beteiligung von Prof. Dr. Michael Kues vom Exzellenzcluster PhoenixD der Leibniz Universität Hannover hat eine neue Methode zur Erzeugung quantenverschränkter Photonen in einem zuvor nicht zugänglichen Spektralbereich des Lichts entwickelt. Die Entdeckung kann die Verschlüsselung von satellitengestützter Kommunikation künftig viel sicherer machen.

Ein 15-köpfiges Forscherteam aus Großbritannien, Deutschland und Japan hat eine neue Methode zur Erzeugung und zum Nachweis quantenverstärkter Photonen bei...

Im Focus: Physicist from Hannover Develops New Photon Source for Tap-proof Communication

An international team with the participation of Prof. Dr. Michael Kues from the Cluster of Excellence PhoenixD at Leibniz University Hannover has developed a new method for generating quantum-entangled photons in a spectral range of light that was previously inaccessible. The discovery can make the encryption of satellite-based communications much more secure in the future.

A 15-member research team from the UK, Germany and Japan has developed a new method for generating and detecting quantum-entangled photons at a wavelength of...

Im Focus: Nachwuchswissenschaftler der Universität Rostock erfinden einen Trichter für Lichtteilchen

Physiker der Arbeitsgruppe von Professor Alexander Szameit an der Universität Rostock ist es in Zusammenarbeit mit Kollegen von der Universität Würzburg gelungen, einen „Trichter für Licht“ zu entwickeln, der bisher nicht geahnte Möglichkeiten zur Entwicklung von hypersensiblen Sensoren und neuen Technologien in der Informations- und Kommunikationstechnologie eröffnet. Die Forschungsergebnisse wurden jüngst im renommierten Fachblatt Science veröffentlicht.

Der Rostocker Physikprofessor Alexander Szameit befasst sich seit seinem Studium mit den quantenoptischen Eigenschaften von Licht und seiner Wechselwirkung mit...

Im Focus: Junior scientists at the University of Rostock invent a funnel for light

Together with their colleagues from the University of Würzburg, physicists from the group of Professor Alexander Szameit at the University of Rostock have devised a “funnel” for photons. Their discovery was recently published in the renowned journal Science and holds great promise for novel ultra-sensitive detectors as well as innovative applications in telecommunications and information processing.

The quantum-optical properties of light and its interaction with matter has fascinated the Rostock professor Alexander Szameit since College.

Im Focus: Künstliche Intelligenz findet das optimale Werkstoffrezept

Die möglichen Eigenschaften nanostrukturierter Schichten sind zahllos – wie aber ohne langes Experimentieren die optimale finden? Ein Team der Materialforschung der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat eine Abkürzung ausprobiert: Mit einem Machine-Learning-Algorithmus konnten die Forscher die strukturellen Eigenschaften einer solchen Schicht zuverlässig vorhersagen. Sie berichten in der neuen Fachzeitschrift „Communications Materials“ vom 26. März 2020.

Porös oder dicht, Säulen oder Fasern

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

Wichtigste internationale Konferenz zu Learning Analytics findet statt – komplett online

23.03.2020 | Veranstaltungen

UN World Water Day 22 March: Water and climate change - How cities and their inhabitants can counter the consequences

17.03.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Hannoveraner Physiker entwickelt neue Photonenquelle für abhörsichere Kommunikation

30.03.2020 | Physik Astronomie

Brillen-Flora: das Miniversum vor der Nase

30.03.2020 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialien: Strahlendes Weiß ohne Pigmente

30.03.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics