Intelligente Eiserkennung
Moderne Flugzeuge fliegen in großen Höhen, wo die Luft sehr kalt ist. Das macht die Flugzeugtragflächen anfällig für Vereisung, was sich wiederum auf die Sicherheit und Effizienz auswirkt. Aktuelle Eisdetektoren sind selten auf den Tragflächen angebracht, weshalb die Vereisungsschutzsysteme aktiviert werden, bevor es erforderlich ist, und was zu weiteren Ineffizienzen führt. Das EU-geförderte Projekt INAIPS (Innovative aircraft ice protection system – Sensing and modelling) wollte Systeme für die automatische Eiserkennung und -bewertung verbessern. Das Konsortium ist ein Teil von Europas sehr großem Clean Sky-Programm und erweiterte Technologien aus den früheren Projekten ACIDS und ON-WINGS. Zu den Zielen von INAIPS gehörten die Entwicklung eines Systemmodells für Eiserkennung und -schutz, die Verfeinerung von Sensortechnologien sowie die Modellierung der Auswirkungen von Eis während des Flugs. Die Teammitglieder entwickelten mehrere vorhandene Eiserkennungssensoren weiter. Der erste erkennt Vereisung anhand von optischen Effekten wie vor allem Rückstreuung und Reflexion. Die Forscher montierten den Sensor an zwei Positionen auf einer Vorderkante der Tragfläche. Eine zweiter, quasi-verteilter Sensortyp erkennt Eis anhand von optischen Verlusten. Das Konsortium entwickelte einen dritten, neuartigen optischen Sensor, der das Vorhandensein von Eis hinter dem Erosionsschild anzeigt. Der Sensor zeigte in Tests eine gute Leistung, erfordert aber noch weitere Entwicklung. Die Projektmitglieder entwickelten ein Datenerfassungssystem, bestehend aus 24 Fotodioden. Außerdem erweiterten die Forscher Algorithmen für die Eiserkennung, die im von ON-WINGS entwickelt wurden. Tests zeigten eine effektive Bestimmung der Eisdicke, obwohl das System weniger in der Lage war, unter Glatteisbedingungen die Art von Eis zu beurteilen. Eine weitere Entwicklung betraf eine grafische Benutzeroberfläche. Das Subsystem zeigt von Eis betroffenen Teile eines Flügels und Veränderungen der aerodynamischen Eigenschaften. Die Schnittstelle bietet zusätzliche Anwendungen für Simulation und Modellierung. Die Forscher kombinierten alle Komponenten zu einem Gesamtsystem. Der Algorithmus verarbeitet Sensordaten, um die Eisdicke zu berechnen und gleichzeitig die Art des Eises abhängig von Temperatur und anderen Parametern zu bewerten. Die gesammelten Informationen sagen voraus, wie die Vereisung das Flugzeug aerodynamisch beeinträchtigen könnte. Selbst eine dünne Eisschicht kann den Luftwiderstand drastisch erhöhen und den Auftrieb so reduzieren. Die Ergebnisse von INAIPS sollen zu mehr Sicherheit führen und durch einen sparsamen Kraftstoffverbrauch der Umwelt zugutekommen. In jedem Fall schafft das Projekt Möglichkeiten für den Luftfahrtsektor in Europa.
Schlüsselbegriffe
Eiserkennung, Flugzeuge, optische Effekte, aerodynamisch, Vereisung, Eisschutz, Erfassen
