Drahtlose Sensoren für die Erkennung von Vereisungen auf Flugzeugen
Industrie und Wissenschaft arbeiten gemeinsam an der Entwicklung von drahtlosen Sensoren, um Vereisungen auf Flugzeugen zu erkennen. Das Institut für Intelligente Systemtechnologien leistet dazu einen Beitrag und bringt seine Expertise im Bereich Sensorik ein.
Bei Flügen in schlechtem Wetter kann es nicht verhindert werden, dass das Flugzeug längere Zeit in Wolken fliegen muss. Bei Außentemperaturen unter dem Gefrierpunkt – wie es in den üblichen Flughöhen häufig auch im Sommer der Fall ist – kann es zu gefährlicher Eisbildung auf den Tragflächen kommen, was die Flugeigenschaften negativ beeinflussen kann. Daher ist das Thema „Vereisung“ beispielsweise für die amerikanische nationale Behörde für Verkehrssicherheit, NTSB, nach wie vor eines der höchsten Sicherheitsrisiken in der Luftfahrt.
Derzeit obliegt es den Pilotinnen und Piloten, den Vereisungsgrad auf den Tragflächen oder anderen Elementen wie beispielsweise Geschwindigkeitssensoren und Lufteinlässen abzuschätzen und gegebenenfalls ein Enteisungssystem zu aktivieren. „Obwohl verschiedenste Möglichkeiten für die Enteisung vor und während des Flugbetriebs zur Verfügung stehen, können diese nicht optimal eingesetzt werden, weil kein wirklich zuverlässiges, genaues und flexibles Eisdetektionssystem existiert,“ erläutert Hubert Zangl (Institut für Intelligente Systemtechnologien). Enteisungssysteme können in Kleinflugzeugen auch nicht permanent eingeschaltet bleiben, da dies zu hohen Leistungsverlusten und erhöhtem Treibstoffverbrauch führt und im Dauerbetrieb unter Umständen auch Beschädigungen am Flugzeug hervorrufen kann. Die Enteisungsanlage soll also nur eingeschaltet sein, wenn tatsächlich Bedarf besteht.
Diesem Problem will man nun im Rahmen eines kooperativen Forschungsprojekts beikommen: Gefördert von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG wird eine Technologie entwickelt, mit der die Tragflächen von Luftfahrzeugen mittels eines Netzwerks drahtloser Sensoren überwacht werden können. Ziel des Projekts ist es, die Umsetzbarkeit eines Systems zur Eisdetektion zu erforschen, das sowohl flexibel montier- und skalierbar ist als auch zur Steuerung verschiedener Enteisungssysteme an Flugzeugen verwendet werden kann. Das Know-how zu Enteisungssystemen bringt dabei Projektpartner Villinger GmbH in das Konsortium ein.
Das System soll direkt auf den am meisten von Vereisung betroffenen Oberflächenstellen angebracht werden. Gelingt es dem Projektteam von eologix sensor technology gmbh, FH JOANNEUM (Institut für Electronic Engineering), Villinger GmbH und Alpen-Adria-Universität ein solches System zu realisieren, hätte dies weitreichende Einflüsse auf die Luftfahrtbranche. „Damit könnte die Sicherheit für die gesamte Luftfahrt wesentlich erhöht werden, da die Risiken eines Unfalls aufgrund von Vereisung im Flug gesenkt werden könnten“, so Zangl. Die Arbeiten haben im August 2015 begonnen, der Projektabschluss ist für Juli 2018 geplant.
für ad astra: Romy Müller
Um die simulationsbasierte Optimierung der Sensorik und die drahtlose Kommunikation zu überprüfen, führt das Team Versuche unter kontrollierten und reproduzierbaren Bedingungen in einem Vereisungswindkanal durch. Darüber hinaus untersuchen sie Umwelteinflüsse mittels Testfahren mit einem auf einem Fahrzeug montierten Flügelmodell. Die Ergebnisse der Experimente werden dann wiederum für die Verbesserung der Computermodelle verwendet.
