Ausgangspunkt / Motivation

Flugzeugvereisung tritt auf, wenn Flugzeuge durch Wolken fliegen, die sogenannte unterkühlte Tröpfchen enthalten. Wenn diese unterkühlten Tröpfchen auf die Flugzeugoberfläche auftreffen, gefrieren sie in der Regel sofort, was zu Eisanlagerungen führt, dies kann im schlimmsten Fall zu Unfällen führen.

Die Luft- und Raumfahrtindustrie muss nachhaltige, kosteneffiziente und letztlich sichere Eisschutzsysteme entwickeln und deren Funktionalität in strengen Zertifizierungsverfahren nachweisen.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden zur Bestimmung und Charakterisierung der Eisbildung auf Flugzeugstrukturen hauptsächlich experimentelle Tests (in Vereisungswindkanälen oder unter natürlichen bzw. künstlichen Vereisungsbedingungen während der Flugerprobung) durchgeführt und hauptsächlich 2D-Simulationswerkzeuge verwendet.

Die experimentellen Methoden sind zeit- und kostenaufwendig und führen aufgrund ihrer Unsicherheiten zu stark konservativen Systemauslegungen.

Ziele

• Zusammenführung der bestehenden Simulationswerkzeuge (FHJ, ATX und SNU) und Bündelung der Entwicklungskapazitäten, um fortschrittliche 3D Eisanlagerungstools zu entwickeln.
• Entwicklung neuer und verbesserter experimenteller Dokumentationsmethoden, um die Generierung hochwertiger Validierungsdaten zu ermöglichen.
• Erzeugung und Auswertung von hochwertigen 3D-Validierungsdaten.

Inhalt

Es soll ein gut validierter 3D-Vereisungscode als Lösung entwickelt werden. Ein 3D-Vereisungscode wäre für den Entwicklungsprozess neuer Eisschutzsysteme und innovativer Flugzeuge von großem Nutzen. Damit kann der Testaufwand in Vereisungswindkanälen und im Flug deutlich reduziert werden, sowie der Entwicklungsprozess verbessert und beschleunigt werden.

Die bestehenden Vereisungscodes, die von der FH JOANNEUM, AeroTex und der Universität Seoul entwickelt wurden, werden zusammengeführt und gemeinsam weiterentwickelt. Methoden zur Dokumentation werden neu- und weiterentwickelt, um den Output von experimentellen Vereisungsversuchen deutlich zu erhöhen. Dazu gehören Wasseraufprallmessungen, die Bestimmung der lokalen Eisdichte sowie die Messung des lokalen Wärmeübergangskoeffizienten.

Methodik / Vorgehensweisen

Hochwertige 3D-Validierungsdaten werden während Vereisungswindkanal-Testungen im Klimawindkanal von RTA generiert. Die Versuche werden sowohl mit den neu entwickelten Methoden als auch mit modernen existierenden Dokumentationsmethoden wie 3D- und 4D-Scanning erfasst. Die Validierungsdaten werden entsprechend ausgewertet und in die weltweit größte durchsuchbare Online-Validierungsdatenbank für experimentelle Vereisungstests integriert.

Erwartete Ergebnisse

Die Entwicklung eines 3D-Vereisungscode soll durch Effizienzsteigerungen Energieverbrauch und Emissionen wesentlich reduzieren. Es sollen ebenfalls adäquate experimentelle Methoden entwickelt werden, um hochwertige Validierungsdaten zu erhalten. Die erhaltenen Daten sollen in die weltweit größte durchsuchbare Online-Validierungsdatenbank für experimentelle Vereisungstests integriert werden.

Projektkoordinator

FH JOANNEUM Gesellschaft mbH

Projektpartner:innen

• AeroTex GmbH
• Seoul National University - SNU R&DB Foundation
• RTA Rail Tec Arsenal Fahrzeugversuchsanlage GmbH
• Österreichisches Institut für Vereisungswissenschaften in der Luftfahrt (AIIS)

FH JOANNEUM Gesellschaft mbH
Alte Poststraße 149
A-8020 Graz
Tel.: +43 (316) 5453 0
E-Mail: info@fh-joanneum.at