Zuverlässige Eisdetektion bei Flugzeugen schafft höchste Sicherheit

Die Enteisung von Flugzeugen ist aus Sicherheitsgründen erforderlich, denn Eis und Schnee erhöhen das Flugzeuggewicht und beeinflussen die Aerodynamik ungünstig.

Die Detektion und Quantifizierung von Eisanlagerungen an Flugzeugen – insbesondere an Kleinflugzeugen im Flugbetrieb – ist noch nicht optimal gelöst. Es stehen zwar verschiedene Möglichkeiten für die Enteisung vor und während des Flugbetriebes zur Verfügung, aber diese Systeme müssen aufgrund limitierter Detektionssysteme stark überdimensioniert und konservativ betrieben werden. Das wirkt sich jedoch negativ auf die Energieeffizienz und den Kerosinverbrauch aus. Gerade in der Allgemeinen Luftfahrt ist es Aufgabe des Piloten durch visuelle Inspektion vor bzw. während des Fluges den Vereisungsgrad z.B. auf den Tragflächen oder anderen wichtigen Bauteilen (unter anderem Sensoren, Lufteinlässen, etc.) abzuschätzen.

 

Skalierbares System zur Steuerung verschiedener Enteisungssysteme

eologix hat sich zum Ziel gesetzt, die zuverlässige und vielversprechende Eisdetektionstechnologie, die erfolgreich im Windkraftbereich im Einsatz ist, auch für die Luftfahrt anwendbar zu machen. In einem mehrjährigen, von der FFG geförderten Forschungsprojekt gemeinsam mit der Alpen-Adria Universität Klagenfurt, der FH Joanneum GmbH und Villinger GmbH wurde die Machbarkeit eines nachrüstbaren Systems zur Eisdetektion positiv evaluiert. Diese System ist flexibel montier- und skalierbar und kann auch zur Steuerung verschiedener Enteisungssysteme herangezogen werden.

 

Genaue Messung, nachrüstbar und flexibel

Kommerziell verfügbare Systeme für Anti- und De-Icing von Flugzeugen benötigen die lokale Eisdicke als Steuergröße. Aktuell verwendete Eissensoren basieren meist lediglich auf indirekten Messmethoden zur Bestimmung von Eis (z.B. ein oszillierender vereisender Stab). Die Montageposition dieser Sensoren ist meistens weit entfernt von den aerodynamischen Flächen, die beobachtet werden müssten, wie z.B. die Vorderkante (leading edge) der Tragflächen oder die Turbineneinlässe. Außerdem sind vorhandene Eissensoren verhältnismäßig unpräzise und können meist nicht zwischen unterschiedlichen Eisarten (Rau- und Klareis) unterscheiden. Um Eisanlagerungen entgegenzuwirken, gibt es unterschiedliche Prinzipien wie etwa pneumatische Elemente an der Flügelvorderkante, chemische oder (elektro-)thermische Enteisungssysteme, welche direkt in die Flugzeugstruktur integriert werden.

Ein genaues, empfindliches und flexibel verwendbares Eisdetektionssystem, das direkt an den relevanten Positionen anzubringen ist, bietet folgende Vorteile:

  • Sicherheitsaspekte: auftretende Vereisungen während des Fluges können sehr früh und exakt detektiert werden und reduzieren daher die Risiken eines Unfalles aufgrund von z.B. aerodynamischen Störungen. Dies betrifft vor allem Kleinflugzeuge.
  • Mechanische Belastung: die Belastung der Tragflächen durch aerodynamische Effekte wird reduziert, da Vereisungen sehr früh erkannt werden können und z.B. verschiedene Enteisungsmethoden zu einem geeigneten Zeitpunkt aktiviert und wieder deaktiviert werden können.
  • Effizienz und Kostenvorteile: durch konservative Enteisungszyklen steigt bei verschiedenen Systemen auch der Treibstoffbedarf beträchtlich (z.B. bei (elektro-) thermischer Enteisung). Durch die präzisere Detektion von Eisanlagerungen können diese Systeme effizienter gesteuert werden, wodurch der Treibstoffverbrauch reduziert wird.