Ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts in Deutschland hat in Zusammenarbeit mit Partnern ein neuartiges Vibrationssystem zur Enteisung von Flugzeugflügeln entwickelt. Dieses System entfernt Eis effizient durch mechanische Vibration, reduziert den Energieverbrauch beim Enteisungsprozess deutlich und bietet eine kompatible Lösung für zukünftige emissionsarme Antriebssysteme.

Die Vereisung von Flugzeugflügeln beeinträchtigt den Auftrieb, erhöht den Luftwiderstand und behindert die Steuerflächen, was ein ernstes Flugrisiko darstellt. Die gängige Lösung besteht darin, die Flügel mit Triebwerks-Heißluft zu erwärmen. Dieses Verfahren ist jedoch energieintensiv und beeinträchtigt die Triebwerkseffizienz. Das neue Verfahren des Fraunhofer-Instituts für Strukturlebensdauer und Systemzuverlässigkeit nutzt Vibration, um das Eis im vereisten Bereich aufzubrechen und zu entfernen. Das System identifiziert zunächst den vereisten Bereich mithilfe von Sensoren und berechnet anschließend die Vibrationsfrequenz, um diese zu aktivieren.

„Die Schwingungsfrequenz liegt nur im Kilohertzbereich. Sie ist mit bloßem Auge nicht sichtbar, aber die Wirkung ist hervorragend. Das am Flügel anhaftende Eis bricht ab“, erklärt Dennis Becker, Forscher am Fraunhofer LBF Institut. Die Berechnung der Schwingungsfrequenz erfordert die umfassende Berücksichtigung verschiedener Faktoren, darunter Flügelmaterial, Flugparameter und Umgebungsbedingungen. Da sich die äußeren Bedingungen während des Fluges ständig ändern, kann das System die Schwingungsfrequenz mithilfe von Sensoren kontinuierlich messen und dynamisch anpassen, um die Enteisungswirkung aufrechtzuerhalten. Diese Technologie wurde erfolgreich in Vereisungsversuchen im Windkanal validiert.

Diese Forschung ist Teil des EU-Programms für Forschung und Innovation in der sauberen Luftfahrt (Clean Aviation Research and Innovation Programme) mit Partnern wie Airbus und Parker-Meggit. Für zukünftige Flugzeuge mit emissionsarmen Antriebssystemen wie Elektro- oder Hybridantrieben werden herkömmliche Enteisungsmethoden, die auf der Abwärme des Triebwerks basieren, an ihre Grenzen stoßen. Becker erklärte: „Zukünftige Antriebssysteme werden jedoch keine Hochtemperatur-Abgase oder Abwärme mehr erzeugen, die für die einwandfreie Funktion thermomechanischer Systeme notwendig sind. Unser Verfahren soll den Energieverbrauch um bis zu 80 % senken und damit einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Luftfahrt leisten.“ Das Forschungsteam plant derzeit weitere Windkanaltests, um das System für die Flugerprobung vorzubereiten.