idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instance:
Share on: 
09/03/1999 13:24

Mikrowellen für die Flugsicherheit

Inge Arnold Stabsabteilung Presse, Kommunikation und Marketing
Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft

    Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt neuartiges Verfahren zur Enteisung von Flugzeugen

    Flugzeugstrukturen können bei besonderen meteorologischen Bedingungen vereisen. Insbesondere Tragflächen und Leitwerke sind davon betroffen. Die Eisbildung kann zu kritischen Situationen im Flugbetrieb führen. Bisher eingesetzte Methoden nutzen zur Enteisung Heißluft, elektrische Wärme oder Enteisungsflüssigkeiten; sie sind langsam und energieaufwendig oder können nur für einen begrenzten Zeitraum eingesetzt werden. Bei Flugzeugen künftiger Bauart mit einem hohen Anteil an Verbundwerkstoffen scheiden sie praktisch ganz aus. Wissenschaftler des Forschungszentrums Karlsruhe und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig haben nun ein Verfahren entwickelt, das eine Enteisung von Verbundstrukturen durch Einsatz von speziellen Mikrowellen ermöglicht.

    Einige kritische Strukturen des Flugzeugs sind besonders durch Eis gefährdet, beispielsweise können die sogenannten Vorflügel - das sind ausfahrbare, das Strömungsprofil verlängernde Kanten an den Tragflügelvorderseiten - gerade bei niedrigen Geschwindigkeiten während Start oder Landung zu einem Abreißen des Luftstroms führen. Andere Effekte sind Erhöhung des Luftwiderstandes, Gewichtszunahme und damit erhöhter Treibstoffverbrauch.
    Wegen dieser für die Flugsicherheit wichtigen Problematik existieren Standardverfahren zur Enteisung im Flug: Bei der Warmluftenteisung wird den Triebwerken Warmluft entnommen und mit Rohrsystemen an gefährdete Stellen geleitet. Bei der Flüssigkeitsenteisung wird Enteisungsflüssigkeit aus einem Reservoir über Rohre und poröse Stahlbleche nach außen befördert. Bei der elektrischen Enteisung werden gefährdete Stellen direkt durch Heizmatten erwärmt. Das erste und das dritte Verfahren haben einen hohen Energiebedarf, das zweite Verfahren ist in der Anwendungsdauer durch die Menge der Enteisungsflüssigkeit begrenzt.
    Für die Zukunft kommen weitere Probleme dazu: Bei neuartigen wirtschaftlicheren Triebwerken kann nicht mehr ausreichend warme Luft entnommen werden, außerdem erfordert eine treibstoffsparende Leichtbauweise den Einsatz von kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen. Da diese Faserverbundwerkstoffe gute Wärmeisolatoren sind, behindern sie den Übergang von Wärme an die vereisungsgefährdete Außenwand, so daß Warmluftsysteme nicht mehr eingesetzt werden können.
    Im Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik des Forschungszentrums Karlsruhe wurde jetzt ein Verfahren entwickelt, das eine sofortige Aufheizung der gefährdeten Bauteile durch Millimeterwellen vorsieht. Diese kurzwelligen Mikrowellen werden mittels eines Gyrotrons oder Magnetrons erzeugt (ähnlich wie im Mikrowellenherd) und können beispielsweise durch Wellenleiter leicht zu vereisungsgefährdeten Zonen transportiert werden. Im Vergleich zu allen konventionellen Verfahren durchdringt die Mikrowelle sofort das Faserverbundmaterial und durchwärmt es, um einem Eisansatz vorzubeugen. Die Mikrowellen liegen in einem Frequenz- und Leistungsbereich, in dem sie die Bordelektronik des Flugzeuges nicht beeinflussen können.
    Die für den Leichtbau unverzichtbaren Hochleistungswerkstoffe können mit einem im Institut für Strukturmechanik des DLR in Braunschweig entwickelten und patentierten Verfahren zu Hochleistungsleichtbaustrukturen mit nahezu beliebiger Komplexität und Integrität verarbeitet werden. Dies schafft die Voraussetzung dafür, die für die Mikrowellentechnik erforderlichen Leitsysteme ohne großen Aufwand in die Struktur zu integrieren.
    "Die Mikrowellenheizung erfüllt die Anforderungen an ein Enteisungssystem für Flugzeuge mit Verbundwerkstoffen in idealer Weise", erläutert Dr. Lambert Feher, der diese Entwicklungsarbeiten im Forschungszentrum Karlsruhe leitet. "Eine gleichmäßige und sehr schnelle Erwärmung der gefährdeten Bauteile ist gekoppelt mit niedriger Leistungsaufnahme und wirtschaftlicher Gewichtseinsparung."
    An der Entwicklung ist auch die Daimler-Chrysler Aerospace Airbus GmbH in Hamburg bzw. Bremen beteiligt. Ein Patent ist inzwischen erteilt.
    Joachim Hoffmann 3. September 1999


    Images

    Bild eines Airbus A340: An der Vorderseite der Tragflächen sind die beweglichen Vorflügel deutlich zu erkennen.
    Bild eines Airbus A340: An der Vorderseite der Tragflächen sind die beweglichen Vorflügel deutlich z ...

    None


    Criteria of this press release:
    Biology, Electrical engineering, Energy, Environment / ecology, Materials sciences, Mathematics, Mechanical engineering, Oceanology / climate, Physics / astronomy
    transregional, national
    Research results
    German


     

    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).