Analyse des Klimawandels im Passagierflugzeug

invenio unterstützt Klimaforschungs-Projekt mit umfangreichen Simulationsberechnungen

Klimaforschung ist eines der Kernthemen unserer heutigen Zeit: Messstationen am Boden sowie Satelliten sammeln große Datenmengen zur Analyse der Grenzregion zwischen Tropo- und Stratosphäre. Ziel ist es nachzuweisen, inwiefern sich die chemische Zusammensetzung dort durch den Klimawandel verändert.

Nun wird auch ein Langstreckenflugzeug zum Datenerfasser - rund 100 Parameter der Luft-Zusammensetzung sollen in über 10.000 Metern Höhe erforscht werden. Dazu wird im Rumpf eines Linienflugzeuges des Typs Airbus 350 der Lufthansa ein großes Loch gefräst. In diese Öffnung wird im Auftrag des Karlsruher Instituts für Technologie eine Lufteinlasssonde montiert, die gemeinsam mit dem angebunden vollautomatisierten Labor im Flugzeugrumpf beispielweise Kohlendioxid, Methan aber auch Spurengase und Aerosole erfassen und auswerten kann. So findet in Zukunft Klimaforschung statt, während Reisende zu ihren Wunsch-Destinationen geflogen werden.

Passagiere können sich zukünftig guten Gewissens und mit weniger Flugscham in diesem Airbus (Kennung D-AIXJ) auf den Weg in die Karibik zurücklehnen – schließlich fliegt man nicht alle Tage in einem Labor für Atmosphärenforschung. Wie passend, dass der Projektname ebenfalls 'CARIBIC' lautet. Es steht für 'C ivil A ircraft for the R egular I nvestigation of the atmoshere B ased on an I nstrument C ontainer'.

Die Sicherheit durch Simulationen von invenio gewährleisten

Eine Lufteinlasssonde am Flugzeugrumpf betreibt Klimaforschung und invenio unterstützt mit umfangreichen Simulationen.

Da das Lufteinlasssystem etwa 50 Zentimeter aus dem Rumpf des Flugzeuges herausragt, ist invenio für umfangreiche Simulationsberechnungen in das Projekt eingebunden worden. Mit der langjährigen Erfahrung und dem tiefgreifenden Know-how im Bereich der technischen Simulationen, soll invenio die Sicherheit des Flugzeuges und dessen Passagiere zu jeder Zeit gewährleisten.

Die europäische Flugsicherheitsbehörde EASA hat strenge Kriterien bezüglich des Strukturverhaltens derartiger Einlasssysteme bei einer Kollision mit einem Vogel im Start- und Landeanflug definiert, die eingehalten werden müssen. Die invenio-Experten untersuchen diese sogenannten 'Bird-Strike'-Kollisionsszenarien mittels entsprechender Software-Tools und großen Dummy-Vögeln mit einem Gewicht von 1,8 Kilogramm, wobei Aufprallpunkte und die Aufprallwinkel auf die Sonde variieren. Das Ziel dieses Strukturnachweises ist es, sicherzustellen, dass der Aufschlag eines großen Vogels auf das Einlasssystem zwar eine lokale Verformung des Flugzeugrumpfes hervorrufen kann, jedoch Gefahren für das Flugzeug sowie für die Menschen am Boden – beispielsweise durch herabfallende Bruchstücke – nicht entstehen.

Um dieses Strukturverhalten im Vorfeld abzusichern, müssen eine Vielzahl hoch-dynamischer FE-Analysen durchgeführt und bei Bedarf Strukturoptimierungen vorgenommen werden. Als Bewertungskriterium für die Lasteinwirkung auf die Rumpfstruktur wird dabei die Fläche unter dem Momentverlauf über die Zeit bis zum ersten Null-Durchgang gewählt.

Diese Arbeiten am Flugzeug sind zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht abgeschlossen aber mit der Unterstützung von invenio und seinen hochpräzisen Simulationen wird das Einlasssystem künftig zuverlässig und sicher über viele Jahre hinweg der Klimaforschung dienen.

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