Dieses Eis ist während des Fluges besonders gefährlich

Vereisungen während des Fluges können gefährliche Folgen haben. Wie tragisch es ausgehen kann, zeigte auch der Absturz von Air-France-Flug AF447 im Jahr 2009. Nachdem eine Pitot-Sonde, die für die Geschwindigkeitsmessung verantwortlich ist, vereist war, sendete sie falsche Daten und die Dinge gerieten außer Kontrolle. Das Flugzeug stürzte ab, 228 Menschen starben.

Das größte Problem besteht, wenn große unterkühlte Wassertropfen während des Fluges an Flugzeugen vereisen. Die daraus entstehende Vereisung kann sich an Positionen des Flugzeugs befinden, die die bekannten Schutzsysteme nicht erreichen können, schreibt auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

SLD-Eis wächst schneller und ist gefährlicher

Zusätzlich wächst das Eis in der Regel auch schneller als bei anderen Vereisungstypen, etwa mit kleineren Wassertropfen. SLD steht als Abkürzung für dieses Phänomen. Die Buchstaben stehen für «Supercooled Large Droplets».

Um den Betrieb in solchen Bedingungen sicherer zu machen, hat das DLR in den vergangenen Jahren rund um das Thema verschiedene Technologien erforscht. Eine von Embraer betriebene Phenom 300 hat im Februar und März 2023 auf 15 Flügen Daten von insgesamt 25 Flugstunden in Nordamerika angesammelt. Im Europäischen Luftraum führte eine ATR 42 von Safire im April 2023 ebenfalls 15 Flüge mit etwa 50 Flugstunden über Südfrankreich durch.

Tests im Flug und Vereisungskanal

Insgesamt befanden sich die Forschenden dabei über 14 Stunden in Vereisungsbedingungen und über zweieinhalb Stunden in SLD-Bedingungen. Solche Bedingungen sind schwer vorauszusagen. Daher war auch eine Gruppe von Meteorologen und Wissenschaftlern im Einsatz, die vor und während der Kampagnen auch während der Flüge mithalfen.

Insgesamt zehn neue Technologien haben die Forschenden in diesen Flugtests und in Vereisungswindkanälen getestet. Besonders vielversprechend sei eine Software-Lösung gewesen, so das DLR. Vereist ein Flugzeug, führt dies zu Abweichungen vom normalen Flugzustand und kann so auf indirekte Weise detektiert werden. Ein Überwachungs-Algorithmus überprüft also die Flugleistung kontinuierlich und zieht dadurch Rückschlüsse auf den Vereisungszustand.

Noch mehr Forschung nötig

Das Projekt verfolgt einen hybriden Ansatz: Die Forschenden kombinierten verschiedene Detektionsmöglichkeiten miteinander, um durch die Vorteile der jeweiligen Sensorik, wie zum Beispiel Schnelligkeit und Genauigkeit, SLD-Vereisung am Flugzeug schnell und fehlerfrei zu erkennen.

Die vom DLR erprobten Sensoren und Technologien könnten laut einer Mitteilung sowohl in zukünftigen Verkehrsflugzeugen als auch in Senkrechtstartern zum Einsatz kommen. Doch noch sei mehr Forschung erforderlich. «Mit den gesammelten Daten und Erfahrungen wurde sehr deutlich, dass noch mehr Untersuchungen der speziellen SLD-Vereisungsbedingungen für ein erweitertes Verständnis erforderlich sind.», erklärt Projektleiter Carsten Schwarz.