Fraunhofer utvecklar vibrationsbaserat system för avisning av flygplansvingar
Fraunhofer LBF har utvecklat en ny metod för att avisa flygplansvingar genom att använda specifikt riktade vibrationer. Tekniken kräver betydligt mindre energi jämfört med konventionella system som använder varmluft.
Forskare vid Fraunhoferinstitutet för strukturell hållbarhet och systemtillförlitlighet (LBF) har utvecklat en ny, energieffektiv metod för att avisa flygplansvingar. Som en del av projektet Clean Aviation har institutet, tillsammans med partners, tagit fram ett system som använder vibrationer för att få is på vingarna att spricka och lossna. Denna metod drastiskt minskar energibehovet jämfört med traditionella avisföringsmetoder.
Isbildning på flygplansvingar utgör en betydande säkerhetsrisk, då det minskar lyftkraften, ökar luftmotståndet och kan försämra funktionen hos styrkomponenter. Nuvarande system använder varmluft från motorerna, vilket är energikrävande och påverkar motorernas effektivitet negativt. Det nya systemet använder sensorer för att upptäcka isbildning på specifika delar av vingen. Därefter identifieras vingens naturliga resonansfrekvens, som sedan används för att aktivera piezoelektriska ställdon. Dessa ställdon genererar lågfrekventa vibrationer som spräcker isen.
"Vibrationerna ligger inom några kilohertz, är osynliga för blotta ögat men mycket effektiva. Isen som sitter fast på vingen bryts sönder och faller av," förklarar Denis Becker, forskare vid Fraunhofer LBF. Systemet tar hänsyn till en rad faktorer som påverkar resonansfrekvensen, inklusive vingens material, flyghastighet, höjd, temperatur, luftfuktighet och isens tjocklek. Sensorer samlar kontinuerligt in ny mätdata för att elektroniken ska kunna justera frekvensen.
Fraunhofer LBF:s forskning är en del av EU:s forsknings- och innovationsprogram Clean Aviation, med partners som Airbus och Parker-Meggitt. Metoden är särskilt viktig med tanke på framtidens flygplan med lågemissionsdrivsystem, som inte genererar samma mängd spillvärme som dagens system för avisföring kräver. Den nya tekniken förväntas kunna minska energiförbrukningen med upp till 80 procent.
Experiment i en isbindningsvindtunnel har bekräftat metodens effektivitet. Nästa steg är ytterligare tester i vindtunnlar innan systemet är redo för tester under flygning. Projektet syftar till att möta flygindustrins ökande krav på minskad energiförbrukning och koldioxidutsläpp.