Wie Österreich Technologieführer im Bereich Enteisung wurde
Seit 2020 hat Österreich seine Rolle als internationaler Hotspot noch weiter ausgebaut: neue Forschungsprojekte, maßgeschneiderte Prüfstände für Klimatests, innovative Enteisungssysteme für unbemannte Fluggeräte, Hightech-Sensoren und intelligente Oberflächen machen den Standort zu einem Vorreiter in Sachen sicherem und nachhaltigem Fliegen. Internationale Kooperationen haben eine noch wichtigere Rolle gespielt als bisher schon.
Die gute Zusammenarbeit der österreichischen Forschungs- und Industrieakteure im Bereich Enteisung in nationalen und internationalen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben wird durch herausragende Ergebnisse belohnt:
So kann im Klima-Wind-Kanal Wien der Rail Tec Arsenal (RTA) die Vereisung von verschiedenen Luftfahrzeugen in Originalgröße – von Drohnen über Helikopter bis zu kleineren Flugzeugen und Komponenten größerer Flugzeuge – studiert werden. Mit der Weiterentwicklung zum weltweit größten Icing Wind Tunnel für Luftfahrzeuge wurde ein Geschäftsfeld eröffnet, das mittlerweile von vielen namhaften Herstellern genutzt wird.
Erfolgreiche F&E-Kooperationen führten unter anderem zur Gründung des Austrian Institute for Icing Sciences (AIIS), das unter anderem Zertifizierungstests bei RTA mittels einzigartiger Methoden dokumentiert und komplexe Eisstrukturen mit additiver Fertigung nachbaut, sowie außerdem der AeroTex GmbH, einem spezialisierten Beratungsunternehmen auf dem Gebiet der Flugzeugvereisung.
Diese gewachsenen und etablierten Organisationen arbeiten mit der FH Joanneum zusammen, die über Simulationskompetenzen wie die Entwicklung von Vereisungscodes verfügt, sowie mit dem AIT, wo Strömungssimulationen (CFD) die aerodynamischen Effekte von Eis analysieren.
Die Enteisungssysteme der österreichischen Firma Villinger GmbH zählen zu den modernsten und leistungsfähigsten am Weltmarkt und setzen seit 2020 verstärkt auf hybride Systeme, die Heizfolien, Schwingungsantriebe und Anti-Eis-Beschichtungen kombinieren. Damit erschließen sich neue Märkte, insbesondere für elektrische Fluggeräte und Drohnen.
Auch im Bereich von Anti-Eisbeschichtungen basierend auf hydro- oder eisphoben Materialien ist die österreichische Expertise stark, z.B. bei Aerospace & Advanced Composites (AAC). Mit dem durch die TU Wien geleiteten Projekt LABELO (2022–2025) werden langlebige, laserstrukturierte Oberflächen entwickelt, die Eis gar nicht erst haften lassen. Auch Sensorik ist ein starkes österreichisches Feld: Die Grazer Firma eologix sensor technology bringt flexible Sensorfolien hervor, die die Eisbildung in Echtzeit erkennen – inzwischen nicht nur auf Windkraftanlagen, sondern auch an Drohnen und Kleinflugzeugen.
Als besonders zentrales Leitprojekt ist das FFG-Projekt JOICE (2020-2023) hervorzuheben, an dem praktisch alle österreichischen Forschungsakteure im Bereich Enteisung beteiligt waren: hier wurde die technologische Basis für das sichere Fliegen unter Vereisungsbedingungen zu verbessert, indem bestehende nationale Kompetenzen im Bereich Vereisung und Enteisung gebündelt und erweitert werden, neue experimentelle Methoden sowie innovative Enteisungsysteme entwickelt wurden.
In der Luftfahrtforschung rückt ein Thema zunehmend ins Zentrum: sogenannte Open-Rotor-Konzepte, die als besonders vielversprechend für die nächste Generation effizienter Flugzeuge gelten. Gleichzeitig stellen sie die Forschung vor neue Herausforderungen – etwa beim Umgang mit Vereisung.
Genau hier setzt eine Reihe von Projekten an, die nicht nur technologische Grenzen verschieben, sondern auch neue internationale Kooperationen ermöglicht haben. Ein entscheidender Impuls kam dabei aus dem Projekt PRECISE (koordiniert von AeroTex), das unter anderem die Zusammenarbeit mit der NASA initiierte. Gemeinsam werden hier neue Skalierungsmethoden entwickelt, um reale Flugbedingungen noch präziser abzubilden.
Besonders bemerkenswert sind die neu entwickelten Dokumentationsmethoden: Erstmals konnte von AIIS ein vollständiger Datensatz zur Eisablösung bei einem Test im Klima-Wind-Kanal von RTA erstellt werden – inklusive der kinetischen Energie wegfliegender Eispartikel sowie deren 3D Flugtrajektorie.
Diese Daten sind weltweit einzigartig und haben unmittelbare industrielle Relevanz, was sich bereits in einer steigenden Nachfrage und konkreten Aufträgen widerspiegelt. Ein wachsender Anteil des Umsatzes stammt aus kommerziellen Aufträgen, die auf diesen Erkenntnissen aufbauen. Gleichzeitig stoßen die bestehenden Kapazitäten an ihre Grenzen, weshalb bereits über Erweiterungen der Infrastruktur – insbesondere des Klima-Wind-Kanals – nachgedacht wird.
Im Hintergrund entsteht die weltweit größte Datenbank zum Thema Ver- und Enteisung, basierend auf experimentellen Bodentests. Sie umfasst Ergebnisse aus österreichischen F&E-Projekten sowie Daten internationaler Partner wie beispielsweise der NASA. Diese Sammlung ist für Digitalisierung und Validierung essenziell. (www.icing-databse.eu).
Auch strategisch gewinnt der Standort an Bedeutung: Die Bündelung von Forschungskompetenz, Testinfrastruktur und industriellem Know-how schafft gute Voraussetzungen, um zusätzliche Entwicklungs-, Erprobungs- und Zertifizierungsaktivitäten im Bereich Enteisung nach Österreich zu ziehen. Internationale Forschungskooperationen unterstreichen bereits heute die Relevanz des Standorts in diesem Technologiefeld.
Die gute Reputation des Forschungsstandorts Österreich hat sich auch daran gezeigt, dass Wien 2023 Gastgeber der SAE-Konferenz war. Besonders im Bereich kommerzieller Luftfahrt eröffnen sich damit neue Perspektiven, nicht zuletzt, weil komplexe Wetterphänomene wie Freezing Rain bislang nur in der Natur getestet werden können.
Insgesamt zeigt sich: Die Verbindung aus innovativer Forschung, internationaler Kooperation und industrieller Anwendung schafft hier eine dynamische Innovationslandschaft mit erheblichem Zukunftspotenzial.
Im Projekt IWTresearch an der TU Wien wird die Machbarkeit eines spezialisierten mittelgroßen Vereisungswindkanals geprüft, der realistische Bedingungen am Boden simuliert und künftig Flugtests ergänzen oder ersetzen könnte. Auf Basis dieser Studie könnte ab etwa 2027 die konkrete Planung und Umsetzung beginnen. Die Realisierung der Anlage wäre gegen Ende der 2020er-Jahre denkbar und würde eine eigenständige Forschungsinfrastruktur schaffen.
InnovationsboosterDer Klima-Wind-Kanal startete durch
Die klimatische Erprobung von Luftfahrtprodukten war lange aufwendig, teuer und nur begrenzt reproduzierbar bzw. im Falle von Freezing Rain überhaupt unmöglich. Moderne Klima-Wind-Kanäle ermöglichen heute die kontrollierte Simulation extremer Bedingungen – etwa für Kaltstarts, Vereisung oder Materialtests unter realitätsnahen Umweltbedingungen.
In Österreich zählt die Simulation von Wetter- und Klimaeffekten zu den Kernkompetenzen des Rail Tec Arsenal (RTA). Der Klima-Wind-Kanal Wien, ursprünglich für Schienenfahrzeuge entwickelt, wurde seit den 2010er-Jahren gezielt für die Luftfahrt erweitert. Heute werden dort Triebwerke, Helikopter und ganze Fluggeräte unter extremen Bedingungen getestet – von eisiger Kälte bis zu feuchter Luft und Partikeln.
Ein wichtiger Schritt war die Einführung von Vereisungstechnologien: Mithilfe spezieller Systeme lassen sich realistische Wolkenbedingungen erzeugen, wie sie für Zulassungstests erforderlich sind. Bereits 2014 wurden gemeinsam mit Leonardo Helicopters (ehemals Agusta Westland) und der European Union Aviation Safety Agency erste erfolgreiche Tests an Hubschraubertriebwerken durchgeführt.
Heute sind Tests bei extremen Temperaturen und Windgeschwindigkeiten bis etwa 80 m/s möglich – zunehmend auch unter realistischen Schnee- und Partikelbedingungen. Damit ist der Klima-Wind-Kanal Wien eine zentrale Infrastruktur für die sichere und effiziente Entwicklung zukünftiger Luftfahrtsysteme.
Ein entscheidender Erfolgsfaktor für die Weiterentwicklung des Klima-Wind-Kanals ist seine langfristige Perspektive: Der Betrieb der Anlage in Wien ist vertraglich bis zum Jahr 2062 gesichert. Diese langfristige Absicherung schafft eine stabile Grundlage für Forschung, Industrie und internationale Kooperationen.
Für die Luftfahrt bedeutet das: Neue Technologien – etwa für Enteisung, Schneesimulation oder nachhaltige Antriebssysteme – können kontinuierlich entwickelt, getestet und zertifiziert werden. Gleichzeitig stärkt dies die Planungssicherheit für Investitionen und positioniert Österreich dauerhaft als führenden Standort für Tests unter extremen Wetterbedingungen.
Das ist einzigartig
- Mit RTA größter Icing Wind Tunnel für Luftfahrzeuge weltweit, der für Zertifizierungsprüfungen genutzt werden kann.
- Eigenständiger Klima-Wind-Kanal für Luftfahrt in Österreich
- Testung mit laufenden Triebwerken bis rund 2000 PS
- Erzeugung von gefrierendem Regen gemäß EASA und FAA Certification Standards
- Integration modernster Sensorik und digitaler Zwillinge zur Echtzeitüberwachung
- Erster Eisprüfstand für Open Rotor Technologien in Europa
Entwicklungspotential
- Erzeugung von naturnahem Kunstschnee und Supercooled Large Droplets
- F&E im Bereich Vereisung gekoppelt mit Vereisungsschutz (ice protection)
- Umfassendes Dienstleistungsangebot für Zulassungstests: Vorbereitung, Durchführung, Dokumentation, Simulation, Prüfstands- und Mockupbau
- Integration nachhaltiger Technologien: energieeffiziente Heizsysteme, hybride Beschichtungen und datenbasierte Optimierung
Meilensteine
InnovationsboosterVereisungsprozesse verstehen - Sicherheit erhöhen und CO2-Emissionen sparen
Simulation und Modellierung von Vereisungsprozessen
Flugversuche für die Untersuchung von Vereisungseffekten zur Zertifizierung von Fluggeräten sind sehr aufwendig, kosten Zeit und Geld. Daher wird verstärkt in die Modellierung und Vorhersage von Eisablagerungen investiert. Es ist dies ein sicherheitsrelevantes Thema, das auch in die ACARE-Forschungsagenda aufgenommen wurde.
In Österreich haben sich folgende Einrichtungen als führend etabliert:
Die FH JOANNEUM Graz, das AIT und die AeroTex GmbH mit Expertise insbesondere in numerischer Strömungssimulation und Eiscode-Entwicklung sowie das Austrian Institute of Icing Sciences (AIIS), das mit 3D- und seit 2021 auch 4D-Scan-Technologien (dreidimensionale Scans über die Zeit – also zeitaufgelöste 3D-Dokumentation) die Dokumentation und Analyse von Eiswachstum auf Luftfahrzeugstrukturen auf ein neues Niveau hebt.
Seit 2020 wurden mehrere entscheidende Innovationsschritte gesetzt:
Im geförderten FFG Projekt PrISM wurden die sicherheitskritischen Auswirkungen der Vereisung auf großskalierte Propeller, inklusive SLD-Bedingungen untersucht und eine verbesserte Testumgebung sowie geeignete Messsysteme zur Erfassung von Eisbildung und Ice‑Shedding entwickelt.
Die einzigartigen experimentellen Ergebnisse tragen zur Verbesserung von Enteisungssystemen und zur Erhöhung der Flugsicherheit bei. Gleichzeitig werden die Daten zur Weiterentwicklung und Validierung numerischer Simulationswerkzeuge genutzt, um Vereisungsphänomene künftig zuverlässiger vorhersagen zu können. Das Projekt war ein wichtiger Schritt und Auslöser für mehrere internationale Kooperationen.
Das Projekt 3D-ICESIM entwickelte hochpräzise numerische Eisbildungsmodelle sowie die Generierung hochwertiger experimenteller Daten an einem generischen 3D-Modell, ein Meilenstein für die Standardisierung von Simulationscodes. AeroTex setzt die entwickelten Simulationstools bereits in kommerziellen Projekten ein, unter anderem auch im Rahmen von Zulassungsprozessen.
Im Rahmen des vom BMIMI über die FFG geförderten Leitprojekts JOICE wurde der Schulterschluss zwischen Simulation, Experiment und digitaler Dokumentation gestärkt. Dadurch können beispielsweise künstliche Eisstrukturen basierend auf einem von AIIS patentierten Verfahren additiv gefertigt werden und im Zuge von weiterführenden Windkanal- und Flugtests genutzt werden.
Parallel dazu gehen Forschungsansätze in Richtung Kombination von Simulationsmethoden mit neuer Sensorik, die Eisbildung frühzeitig erkennt, wobei auch digitale Zwillinge eine Rolle spielen.
Die Vereisungsprozesse bleiben komplex und reagieren empfindlich auf kleinste Veränderungen. Erst die heute verfügbare Rechenleistung, gekoppelt mit intelligenter Sensorik und modernsten Scanverfahren, sowie detaillierte Fachkenntnisse ermöglicht eine fundierte Erforschung und Vorhersage. Österreich zählt damit zu den globalen Vorreitern, wenn es um die digitale Modellierung, Dokumentation und Simulation von Vereisung geht.
Das ist einzigartig
- Testplanung, Simulation, 3D/4D-Dokumentation und Unterstützung bei der Zertifizierung aus einer Hand
- Aufbau einer europäischen Validierungsdatenbank zur Verbesserung der Simulationsmodelle
- Additive Fertigungsmethoden zur Herstellung komplexer künstlicher Eisstrukturen
Darin liegt Entwicklungspotential
- Weiterentwicklung hybrider und optimierter Vereisungsmodelle auf Basis von KI und Big Data
- Vollintegrierte 4D-Scans zur lückenlosen Dokumentation des Eiswachstums
- Spezialisierter mittelgroßer Forschungs-Klima-Wind-Kanal
- Entwicklung von neuer Testinfrastruktur für Supercooled Large Droplets (SLD)
- Digitale Zwillinge für die Zulassung von Enteisungssystemen