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Erweiterung des Klima-Wind-Kanals für Natur- und Trockenschnee (falling snow, blowing snow)

"falling snow" und "blowing snow" sind noch immer eine Heraus­forderung für die Simulation, durch den Ausbau des Klima-Wind-Kanales können diese Wetter­phänomene besser erforscht werden, was auch schon für Zulassungen eines Turboprop-Triebwerks sowie Verkehrs­flugzeug – APUs (Aircraft Auxiliary Power Unit) eingesetzt wurde.
Eine Person steht unter künstlichem Schneefall in einer großen, gelbgrünen Versuchskammer.

Innovation

Mit der Erweiterung des Klima-Wind-Kanals (KWK) in Wien wird erstmals eine Testumgebung geschaffen, die realistische Schneebedingungen für die Luftfahrt reproduzierbar abbilden kann. Während klassische Vereisung durch unterkühlte Wassertröpfchen bereits gut untersucht ist, gelten Schneephänomene – insbesondere „falling snow" und „blowing snow" – als eines der letzten großen ungelösten Probleme in der Zertifizierung in Testanlagen.

Ein zentraler Meilenstein war die erstmalige Durchführung von Zulassungstests für eine kommerzielle APU unter Naturschneebedingungen. Die Testmöglichkeit wurde im Rahmen von ICE GENESIS – initiiert und dann auf Eigeninitiative technologisch weiterentwickelt. Parallel dazu konnte 2022 erstmals die Zulassung eines Turboprop-Triebwerks unter Trockenschneebedingungen erfolgreich demonstriert werden, insbesondere mit Fokus auf kritische Bereiche wie den Triebwerkseinlass.

Kooperation

Die Erweiterung ist das Ergebnis eines breit aufgestellten Forschungsökosystems aus nationalen FFG-Projekten und europäischen Initiativen:

  • ICE GENESIS (EU, Airbus-geführt): Entwicklung der nächsten Generation von Vereisungs- und Schneesimulationsmethoden sowie datengetriebener Modellierungsansätze
  • FFG Take Off Projekte: Aufbau von Messmethoden, Infrastruktur und Anwendungsfällen für reale Wetterphänomene im Flugbetrieb
  • Industriepartnerschaften: Zusammenarbeit mit OEMs und Systemlieferanten zur Ableitung realer Zertifizierungsanforderungen

Parallel dazu werden im Rahmen neuer Initiativen (z. B. IWTresearch) bereits Anforderungen für die nächste Generation von Vereisungswindkanälen analysiert – mit Fokus auf Schneebedingungen und komplexe Partikelströmungen

Ergebnisse

  • Entwicklung nicht-intrusiver Messverfahren zur vollständigen Charakterisierung von Schneepartikeln (LOM-Ice)
  • Reproduzierbare Simulation von „falling snow" und „blowing snow" im Klima-Wind-Kanal Wien
  • Erste erfolgreiche Tests und Zulassungsnachweise für Luftfahrtsysteme unter Schneebedingungen
  • Schaffung einer Datenbasis für Validierung und Weiterentwicklung numerischer Icing- und Snow-Modelle

Bedeutung

Die Erweiterung des Klima-Wind-Kanals markiert einen Paradigmenwechsel in der Luftfahrtenteisung: Erstmals können Schneebedingungen systematisch untersucht, gemessen und für die Zertifizierung genutzt werden.

Da regulatorische Anforderungen (z. B. EASA CS-25/29) explizit Tests unter Schnee- und Vereisungsbedingungen verlangen, schafft die neue Infrastruktur eine entscheidende Voraussetzung für zukünftige Flugzeug- und Triebwerksgenerationen.

Gleichzeitig stärkt Österreich seine Rolle als internationaler Leitstandort für Forschung im Klima-Wind-Kanal und positioniert sich im Zentrum zukünftiger Entwicklungen – insbesondere im Kontext nachhaltiger, effizienter Luftfahrtantriebe und neuer Propeller- bzw. Open-Rotor-Konzepte.

Relevante Projekte (Auswahl)