In Wien wird seit mehr als 50 Jahren Klima- und Windkanal-Forschung betrieben. Hier ein Stadler "Flirt" (Schweizer Premium-S-Bahn), der 2005 "auf Herz und Nieren" getestet wurde. - © Kurt Feuerfeil
In Wien wird seit mehr als 50 Jahren Klima- und Windkanal-Forschung betrieben. Hier ein Stadler "Flirt" (Schweizer Premium-S-Bahn), der 2005 "auf Herz und Nieren" getestet wurde. - © Kurt Feuerfeil

Wien. Wien präsentiert sich nun verstärkt auch als Luftfahrt-Technologie-Standort. Neben den bereits traditionellen Branchen Automobil und Eisenbahn, in denen namhafte Konzerne wie Bombardier, General Motors, MAN, Plasser & Theurer und Siemens tätig sind, erfährt Österreichs Ost-Region jetzt auch im Hinblick auf Flugzeug- und damit im Zusammenhang stehende Entwicklungen einen zusätzlichen Schub.

Die österreichische Hightech-Forschungsinstitution RTA (Rail Tec Arsenal) mit Sitz in Wien 21 präsentierte am Montag eine "Triebwerksvereisungsanlage" (Fachausdruck: "Icing Rig"), mit der es Herstellern möglich wird, Vereisungstests an kompletten Triebwerken und an kompletten Helikoptern zu simulieren – und das auch unter Volllast.

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Die Vereisung – besonders jene von Triebwerken – ist in der Luftfahrt ein großes Problem: Beim Durchfliegen von Wolkenschichten in großer Höhe gefrieren Wassertröpfchen sehr rasch und führen binnen kürzester Zeit zur Bildung einer Eisschicht von mehreren Zentimetern Dicke. Es ist dies für Triebwerke, Rotoren, Trag-flügel und sonstige Komponenten eine große Gefahr.

Für die Zulassung eines Luftfahrzeugs sind daher spezielle Nachweise zu erbringen, dass wirksame Schutzmaßnahmen gegen Vereisung bzw. Eisbildung vorhanden sind. Zur Erbringung eines solchen Nachweises sind leistungsfähige Anlagen notwendig, in denen entsprechende Simulationen und Tests durchgeführt werden können.

Künstliche Wolken

RTA hat nun mit der Adaption ihrer Versuchsanlage für Schienen- und sonstige Fahrzeuge die Voraussetzungen dafür geschaffen, um auch den Prozess der Triebwerk-Vereisung untersuchen zu können. Die neue Anlage ermöglicht das Simulieren von sog. Stratus-Wolken (strukturlos, bestehend aus Wassertröpfchen, die zu Sprühregen oder Schneegriesel führen – Fachausdruck "Continuous Maximum Condition") und von sog. Cumulus-Wolken (Wolkenhaufen, die zu schweren Gewittern und Hagelunwettern führen können – Fachausdruck "Intermittent Maximum Condition").

Die wissenschaftlich-handwerkliche Herausforderung ist es dabei, die Wassertröpfchen – sie haben eine Größe von 15 bis 40 Mikrometer – auch bei Minus-Temperaturen flüssig zu halten; diese "Wolkenbildung zu ebener Erde" wird durch ein präzise gesteuertes Zusammenspiel von Wasser und Druckluft herbeigeführt.

Die Anordnung der Anlage erlaubt Vereisungstests für kleinere bis mittlere Triebwerksgrößen (bis etwa 1.800 PS) bei einer Geschwindigkeit von bis zu 300 km/h (langsam fliegende Maschinen) bei Temperaturen von bis zu minus 30 Grad Celsius (Temperatur-Bereich der zu simulierenden Wolken-Schichten); der Querschnitt der Vereisungsfläche beträgt bis 8,75 Quadratmeter.

Auf Grund der Nutzung bereits bestehender Anlage-Elemente – vor allem aber durch Jahrzehnte von Erfahrung in Sachen Eisbildung – war dafür eine Investition von vergleichsweise bescheidenen 1,15 Millionen Euro notwendig, die sich nach Wirtschaftsplan binnen vier Jahren rentieren sollte. Die Triebwerks-Versuche lasten die Dienstleistungs- bzw. Anlagen-Kapazität der RTA für derzeit vier bis acht Wochen pro Jahr aus.

Verbesserte Tragflächen-Enteisung

Die RTA ist bereits seit vielen Jahren an der Luftfahrt-Forschung beteiligt. So wurden Hubschrauber-Kaltstarts (bei bis zu minus 40 Grad Celsius), aber auch Landeeinrichtungen und Klimaanlagen erforscht und getestet; aktuell wird an der Entwicklung eines energieoptimierten thermoelektrischen Tragflächen-Enteisungssystems mitgearbeitet. Ähnliche Anlagen gibt es in den USA sowie in Italien.