Experiment des DLR 26.01.2015, 08:53 Uhr

Vibrationen befreien Flugzeugflügel von gefährlichem Eis

Die Flugzeugflügel vibrieren und schütteln Eis einfach ab: An dieser Methode tüfteln Ingenieure des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig. Sie soll im Vergleich zu Heizverfahren energiesparender sein.

Vereister Tragflächenprüfling im Prüfstand: Mit Vibrationen wollen die DLR-Ingenieure das Eis abschütteln. Das soll im Vergleich zu Heizsystemen weniger Energie verbrauchen.

Vereister Tragflächenprüfling im Prüfstand: Mit Vibrationen wollen die DLR-Ingenieure das Eis abschütteln. Das soll im Vergleich zu Heizsystemen weniger Energie verbrauchen.

Foto: DLR

Nicht nur Autos müssen im Winter von Eis befreit werden, sondern auch Flugzeuge. Eisbildung während des Flugs sorgt für höheres Gewicht, kann die Aerodynamik ungünstig verändern und die Sicherheit erheblich gefährden.

Bisher angewendete Methoden schmelzen das Eis, indem sie beispielsweise heiße Luft aus den Triebwerken in die Tragflächen leiten. Das verbraucht allerdings viel Energie. Daher tüfteln Forscher schon längere Zeit an der Entwicklung alternativer Flugzeugenteisungssysteme und haben jetzt einen Ansatz für ein neues Verfahren gefunden.

Abschütteln statt schmelzen heißt die Devise beim neuen Enteisungsverfahren. „Anstatt das Eis zu schmelzen, wollen wir es ohne Wärme energiesparend abschütteln“, erklärt DLR-Ingenieur Christian Mendig das Verfahren. Dafür werden die mit Eis besetzten Bereiche der Tragflächen gezielt in Schwingungen versetzt. Das Eis bricht und löst sich ab.

Tests im Prüfstand der TU Braunschweig

Wie das Schüttelsystem genau funktionieren könnten, untersuchen die Wissenschaftler in dem eigens dafür entwickelten Prüfstand an der TU Braunschweig. Er 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 dabei zu gefrieren. In der Messtrecke treffen die Tropfen dann auf einen Prüfling und gefrieren. Charakteristische Eisarten wie Rau-, Klar- und Mischeis können so erzeugt werden. Dann erproben die Forscher, wie sie die unversteiften Bereiche der Tragflügel gezielt in Schwingung versetzen können.

Ingenieure entwickeln automatische Eiserkennung

Aber auch die bisher verwendeten klassischen Methoden zum Eisschmelzen sollen weiterentwickelt und optimiert werden, damit sie energiesparender verwendet werden können. Dafür entwickeln die Ingenieure eine detaillierte Eiserkennung. „Wo genau auf dem Flugzeug befindet sich grobkörniges oder kompaktes Eis in welcher Stärke? Das wollen wir mit unserer Eiserkennung herausfinden“, erklärt Mendig.

Prüfstand der TU Braunschweig: Ein Düsensystem sprüht Wassertropfen ein, die von der Strömung beschleunigt werden. In der Messtrecke treffen die Tropfen dann auf einen Prüfling und gefrieren.

Prüfstand der TU Braunschweig: Ein Düsensystem sprüht Wassertropfen ein, die von der Strömung beschleunigt werden. In der Messtrecke treffen die Tropfen dann auf einen Prüfling und gefrieren.

Foto: DLR

„Dann kann das Eis gezielt an den betroffenen Stellen eines Flugzeugs geschmolzen oder abgelöst werden, ohne Energie an eisfreien Stellen zu verschwenden“, so Mendig. Ebenfalls werden alternative Oberflächenbeschichtungen getestet, die dem Eis von vornherein möglichst wenig Halt bieten.

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