"Hybrides" Vereisungsschutzsystem in Sicht
Clean Sky ist eine einzigartige öffentlich-private Partnerschaft zwischen der Europäischen Kommission und der Luftfahrtindustrie, die der Ökologisierung der Luftfahrt gewidmet ist. Unter den Technologiedemonstratoren, die Clean Sky ausmachen, sollen Systeme für den umweltfreundlichen Flugbetrieb (Systems for Green Operations, SGO) Flugprofile definieren, die auf optimale Weise mehrere Kriterium erfüllen und das Management der Flugzeugenergie verbessern sollen. Als Teil des Energiemanagements wurden neue Architekturen und Technologien für ein im stärkeren Maße elektrisch betriebenes Luftfahrzeug (more electrical aircraft) einschließlich Stromerzeugung, Umwandlung und Speicherung untersucht. Das Wärmemanagement wird man durch Optimierung von Wärme- und Kältequellen an Bord des Flugzeugs verbessern. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Typen von Tragflächenvereisungsschutzsystemen erforscht. Die an dem EU-finanzierten Projekt HETEMS (Hybrid WIPS design code) arbeitenden Forscher übernahmen die Aufgabe der Erprobung der neu aufkommenden elektromechanischen Niederspannungs-Vereisungsschutzsysteme und konventioneller elektrothermischer Hochleistungssysteme sowie deren Kombination. Ziel war die Entwicklung und Validierung theoretischer Modelle für zwei- und dreidimensionale (2D, 3D) Simulationen und deren Zusammenführung in einem einzigen Softwarepaket. Vor dem HETEMS-Projekt stand kein derartiges modulares Werkzeug zur Analyse von elektrothermischen und elektromechanischen Systemen für Flüge unter realistischen Vereisungsbedingungen zur Verfügung. Zur Verifikation und Validierung des nun neu entwickelten Werkzeug ermittelte man im Vereisungswindkanal des italienischen Luft- und Raumfahrtforschungszentrums (Italian Aerospace Research Centre, CIRA) qualitativ hochwertige Daten. Zu diesem Zweck wurden Prototypen der Vereisungsschutzeinrichtungen auf einem maßstabsgetreuen Flügelspitzenabschnitt eines Geschäfts-Düsenflugzeugs genutzt. Der Erfolg der Testkampagne stellt einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung des neuen Werkzeugs zur Modellierung von Vereisungsschutzsystemen dar. Auf Grundlage der Vergleichsergebnisse zwischen Messungen und Vorhersagen wurden außerdem auch Empfehlungen für Tests ausgesprochen, um zusätzliche mechanische Versagenseigenschaften zu bestimmen. Die Resultate von HETEMS, die für eine Generalüberholung in der Gestaltung von Hybrid-Vereisungsschutzsystemen sprechen, wurden im Juni 2015 auf der in Prag abgehaltenen internationalen Konferenz zum Thema Vereisung (2015 SAE International Icing Conference) vorgestellt.
Schlüsselbegriffe
Vereisungsschutz, Tragflächen, Flügel, Flugzeuge, Luftfahrzeug, HETEMS, elektrothermische Systeme, Flügelspitze