Schütteln statt Schmelzen: Neue Methoden zur Flugzeug-Enteisung in der Luft

25.01.2015 - 08:05 0 Kommentare

Ein fliegendes Flugzeug wird Eis durch Wärme los. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erforscht neue Enteisungsmethoden - und setzt darauf, dass die Maschine das Eis abschüttelt.

Vereister Tragflächen-Prüfling

Vereister Tragflächen-Prüfling
© DLR

Blick in den Enteisungs-Prüfstand

Blick in den Enteisungs-Prüfstand
© DLR

Das Forscherteam

Das Forscherteam
© DLR

Flugzeugenteisung am Flughafen Dresden.

Flugzeugenteisung am Flughafen Dresden.
© Flughafen Dresden - Michael Weimer

Enteisung eines Flugzeugs am Boden

Enteisung eines Flugzeugs am Boden
© dpa - Andreas Arnold

Wenn ein Flugzeug durch eine Wolke fliegt, kann sich das auf die Flugfähigkeit und das Gewicht auswirken. Denn nur in Wolken ist es so feucht, dass auf dem Flugzeug Eis entstehen kann. Das Mittel, mit dem die Maschine am Boden vom Eis befreit worden ist, wirkt da schon nicht mehr. Es fließt beim Start ab.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erforscht jetzt neue Methoden, die das Eis von Rumpf, Tragflächen und Leitwerken während des Fluges besonders energiesparend entfernen sollen. "Bisherige Methoden verbrauchen einfach zu viel Energie", sagt DLR-Ingenieur Christian Mendig. "Anstatt das Eis zu schmelzen, wollen wir es ohne Wärme energiesparend abschütteln."

Vibrationen sollen Eis brechen

Für ihre Forschung haben die Luftfahrtforscher eigens einen Enteisungsprüfstand an der TU-Braunschweig aufgebaut. Dort wird untersucht, wie die unversteiften Bereiche der Tragflügel gezielt in Schwingung versetzt werden können. Die Vibrationen sollen dann das Eis brechen und ablösen. Außerdem testen die Forscher alternative Oberflächenbeschichtungen, die dem Eis von vorneherein möglichst wenig Halt bieten sollen.

Bisher wird das Problem der Vereisung in der Luft vor allem mit beheizten Flügelvorderkanten gelöst. Dabei wird aus den Triebwerken heiße, komprimierte Luft abgezapft und in die Tragflächen hinein geleitet. Oder Heizmatten wärmen die Flügel, was wiederum viel Strom verbraucht. Flugzeug-Hersteller müssen im Rahmen der Zulassung neuer Modelle nachweisen, dass diese ausreichend lange unter Vereisungsbedingungen fliegen können.

Windkanal in Tiefkühlraum simuliert die Realität

Damit die neuen Methoden effektiv eingesetzt werden können, setzen die DFS-Forscher auch bei den Grundlagen an. Sie untersuchen zum Beispiel, wo genau auf dem Flugzeug sich welches Eis und in welcher Stärke befindet. "Dann kann das Eis gezielt an den betroffenen Stellen eines Flugzeugs geschmolzen oder abgelöst werden, ohne Energie an eisfreien Stellen zu verschwenden", sagt Mendig.

Der Enteisungsprüfstand besteht aus einem Windkanal, der in einem wohnzimmergroßen Tiefkühlraum untergebracht ist. Ein Düsensystem sprüht Wassertropfen ein, die von der Strömung beschleunigt werden. Dabei unterkühlen die bis zu einem Drittel Millimeter großen Tropfen unter null Grad Celsius, ohne zu gefrieren. Die Tropfen gefrieren erst dann, wenn sie einen Prüfling treffen.

So entsteht Eis am Flugzeug in der Luft

Ist das Flugzeug in der Luft, sinken die Außentemperaturen. Das ist unproblematisch, solange das Flugzeug durch keine Wolken fliegt. Denn nur dort ist es so feucht, dass sich auf dem Flugzeug Eis ablagern kann. Kleine Flugzeuge vermeiden es deshalb, durch Wolkenfelder zu fliegen - für größere Passagiermaschinen ist das aber fast unmöglich.
Wenn ein Flugzeug also in eine Wolke hineinfliegt, können Tragflächen, Leitwerke und Scheiben vereisen. Die Wassertropfen sind dabei noch flüssig, auch wenn die Temperaturen unter null Grad liegen. Treffen die Tropfen auf die Flugzeugflügel, gefriert ein Teil sofort. Die restlichen Tropfen bilden einen Wasserfilm. Dieser verteilt sich entlang der Tragflächen und kann nach und nach ebenfalls gefrieren. Ohne Enteisungssystem nimmt der Auftrieb der Tragflächen ab, gleichzeitig steigt der Luftwiderstand des Flugzeugs und somit der Spritverbrauch.

Von: airliners.de
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