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High Altitude Ice Crystals

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Neue Sensor-Konzepte gegen Höheneis

EU-finanzierte Forscher entwickelten drei Level von sensorischen Technologie zur Erkennung gefährlicher eisiger Flugbedingungen in großer Höhe. Diese Werkzeuge helfen der Luftfahrtindustrie, strenge regulatorische Standards zu zertifizieren zu lassen und zu erfüllen.

Verkehr und Mobilität

"Bestimmte atmosphärische Bedingungen können zur Vereisung an Flugzeugen führen, was eine potentielle Bedrohung für Teile eines Flugzeugs darstellen kann, vor allem für den Motor", erklärt der Projektkoordinator des Projekts HAIC (High Altitude Ice Crystals), Florent Huet von Airbus Operations. Dieses Phänomen wurde erstmals in den 1990er Jahren entdeckt, und seitdem haben sich sowohl Behörden als auch die Industrie bemüht, wirksame Wege zu finden, um Höhenkristalle zu erkennen - und zu vermeiden oder den Schutz davor anzupassen. Mehrstufige Erkennung "Wir haben in diesem Projekt drei Detektionsstufen entwickelt", sagt Huet. "Zuerst ermöglicht die Satellitenerkennung den Betreibern, einen großen Teil der Erde zu beobachten, und hilft ihnen, geeignete Routen zu planen und Bereiche mit potentieller Kristallbildung zu vermeiden." Dieses System wurde während des Projekts validiert und auch auf Testflügen verwendet, um geeignete Eiskristalle für die Analyse zu identifizieren. Die Technik ist jetzt betriebsbereit. "Das ist die erste Generation, die natürlich weiter verfeinert werden kann. Aber der erste Schritt ist gemacht", sagt Huet. Die zweite Technologieebene umfasst Radar für den Einsatz am Flugzeug selbst. Eine Antenne, die 80 Meilen vor das Flugzeug schauen kann, warnt Piloten vor sich nähernden Eiskristallen, die dann umflogen werden können. "Es gibt ein großes Interesse von der Industrie, weil diese Technologie einfach zu implementieren ist", sagt Huet. "Die Hardware haben wir schon; es ging darum, die Software zu verbessern, sodass wir bestehende Flugzeuge nachrüsten können." Das Airbus-Team ist derzeit mit den Behörden im Gespräch über den besten Weg für die Validierung und Zertifizierung dieser Tools. Schließlich beinhaltet eine Prävention auf der dritten Ebene On-Board-Detektoren für den Fall, dass Piloten tatsächlich einen Bereich mit Höhenkristall durchfliegen. "Die Satellitentechnologie ist weniger präzise, ​​deckt aber einen großen Bereich ab, während die Radartechnologie dem Einsatz in der Nähe von Kristallen dient", erklärt Huet. "Diese On-Board-Detektoren sind noch genauer."  Das Projekt hat erfolgreich einen Nachweis des Konzepts für diese On-Board-Detektoren erreicht, auch wenn weitere Tests erforderlich sind. "In diesem Detektorprojekt drehte sich alles um die Leistungsdemonstration", sagt Huet. "Die nächsten Schritte konzentrieren sich auf die industrielle Demonstration; um die Verringerung des Gewichts und der Kosten, bis die Technik zur Kommerzialisierung bereit ist." Unterstützung von Spitzenforschung Das HAIC-Projekt rüstete außerdem europäische Vereisungstunnel erfolgreich um, um eine genauere Reproduktion von Mischphasen- und starken Vereisungsbedingungen zu ermöglichen. Geräte, die Eiskristalle mit spezifischen Größen erzeugen können, wurden installiert, was es der Luftfahrtindustrie ermöglicht, Prüfungen auf höchstmöglichen Niveau durchzuführen. "Einer dieser Tunnel kann nun den Grad des Höhendrucks simulieren, während ein anderer die Art von Kristallen in solcher Höhe erzeugen kann, anstatt nur Eisstücke", sagt Huet. "Diese Entwicklungen werden uns helfen, unser Wissen dazu, wie sich Kristalle auf Motoren auswirken, zu erweitern." Das Projekt arbeitete auch an numerischen Simulationen, um Forschern zu helfen, genauere prädiktive Modelle zu Wechselwirkungen zwischen Eiskristallen und Flugzeugteilen zu entwickeln. "Wir möchten gern mehr über die Auswirkungen von geschmolzenen Kristallen auf heißen Oberflächen wissen", sagt Huet. "Es gibt bereits einige Modelle, aber wir brauchen wirkliche 3D-Tools, um die potenziellen Auswirkungen von Kristalleis auf komplexe Teile wie Motoren richtig zu verstehen." Das HAIC-Projekt, das Experten aus der ganzen Welt zusammenführte und 34 europäische Partner plus 5 aus Australien, Kanada und den USA umfasst, wurde im Januar 2017 abgeschlossen.

Schlüsselbegriffe

HAIC, Eis, Höhenlage, 3D, Airbus, Vereisung, Eiskristalle

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