Hydrophobe Beschichtung für Frontscheiben von Flugzeugen kommen in die nächste Phase
Scheibenwischer in Flugzeugen funktionieren einfach und verlässlich. Doch sie führen zu erhöhtem Luftwiderstand. Das erhöht den Kraftstoffverbrauch und begrenzt den Einsatz der Scheibenwischer auf die geringe Geschwindigkeit beim Start und der Landung. Bei Hochgeschwindigkeitsflügen werden die Scheibenwischer nicht genutzt, unabhängig vom Wetter. Das Flugzeug schleppt also die meiste Zeit zusätzliches Gewicht mit sich. Scheibenwischer schleifen auch nach und nach die Oberfläche der Frontscheiben ab. Als Alternative wurden chemische wasserabweisende Beschichtungen erprobt. Diese waren bereits etwas unklar, doch Kratzer durch Regen, Hagel und Nebel verschlimmerten dieses Problem noch.
Frontscheibenbeschichtung für Flugzeuge der nächsten Generation
Das EU-finanzierte Projekt HaSU entwickelte eine widerstandsfähige neue hydrophobe (wasserabweisende) Beschichtung für das Flugzeug NextGeneration Civil Tiltrotor (NextGenCTR). Dieses Flugzeug ist ein Passagiermodell in der Größe eines Busses, das ohne einen Flughafen zu brauchen vertikal starten und landen kann. Das NextGenCTR wird vom Rahmenprogramm Clean Sky entwickelt, in dem auch HaSU Mitglied ist. Die hydrophobe Beschichtung von HaSU hält die Frontscheibe des NextGenCTR frei von Wasser und Eis, macht das zusätzliche Gewicht der Scheibenwischermechanismen überflüssig und löst die Probleme vorheriger Generationen an Beschichtungen. „Unsere neue Beschichtung wird mit dem Sol-Gel-Prozess hergestellt und besteht aus Polyurethansilanen, die der Hydrolyse ausgesetzt waren“, erklärt Projektkoordinator Ernesto Benini. Die Beschichtung wird auf die Frontscheibe aufgetragen, auf der sie dann trocknet. Dadurch entsteht auf der Außenseite der Frontscheibe eine harte Schicht, die problemlos Regenwasser abweist. Zusätzlich beinhaltet die Beschichtung eine transparente, wärmeleitende Schicht, die auf die Glasoberfläche aufgetragen wird. Das ermöglicht die Entfernung von Eis.
Tests sind vielversprechend
Bei ausgiebigen Umgebungstests über sechs Monate zeigte die Beschichtung keine wesentliche Abnutzung. Das allein ist bemerkenswert im Vergleich zu vorherigen Beschichtungen. Wie lange sie beständig bleibt, ist derzeit unklar, doch es könnte viel länger als sechs Monate sein. Dennoch wird das Endprodukt wahrscheinlich regelmäßige Anstriche unter kontrollierten Bedingungen erforderlich machen, um Beständigkeit zu gewährleisten. Jede Scheibe wird für den neuen Anstrich aus dem Flugzeug ausgebaut und in die Fabrik gesendet. Das dauert ein paar Stunden. Laut Benini ist das ein sehr wettbewerbsfähiger und effizienter Prozess. Die Projektforschenden haben nicht getestet, wie beständig die Beschichtung bei Schlägen ist. „Wir glauben jedoch, dass diese Beschichtung widerstandsfähig genug ist, Schläge auszuhalten“, berichtet Benini. „Ein Großteil der Robustheit kommt durch die mehrschichtige Struktur, die entworfen wurde, um dem Einschlag von Vögeln, Hagel und ähnlichen Schlägen standzuhalten.“ Die Forschenden entwickelten die Technologie vom Technologiereifegrad TRL 4 bis TRL 6. Die Technologie wurde also in der anvisierten Umgebung getestet und hat sich als machbar bewiesen. In nächster Zukunft wird das Team den Fertigungsprozess verfeinern und die Technologie ausbauen. Von dort ist der Weg zur Zulassung der Flugtauglichkeit und vollen Marktreife relativ geradlinig. Obwohl die neue Beschichtung speziell für das NextGenCTR entwickelt wurde, sollte sie auf viele Fahrzeugarten, wie Züge und Autos, übertragbar sein. Flugzeugbetreiber werden zuerst profitieren. Die neue Beschichtung verringert das Gewicht und den Luftwiderstand, wodurch der Betrieb von Flugzeugen günstiger wird. Pilotinnen und Piloten werden auch die verbesserte und langanhaltende Sicht im Vergleich zu früheren Beschichtungen schätzen.
Schlüsselbegriffe
HaSU, Beschichtung, Flugzeug, Frontscheibe, NextGenCTR, hydrophob, Clean Sky
