Flugzeugtechnik Zum Schutz vor Blitzen wird das Flugzeug unter Strom gesetzt

Forscher haben ein Verfahren entwickelt, um Verkehrsflugzeuge besser vor Blitzen zu schützen: Sie setzen die ganze Maschine unter Strom.
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Im Schnitt wird ein Verkehrsflugzeug alle ein bis drei Jahre von einem Blitz getroffen. (Foto: Joan Montanya/Polytechnic University of Catalonia)
Blitz-Simulation im Labor

Im Schnitt wird ein Verkehrsflugzeug alle ein bis drei Jahre von einem Blitz getroffen. (Foto: Joan Montanya/Polytechnic University of Catalonia)

BerlinWer durch die Wolken reist, muss damit rechnen, vom Blitz getroffen zu werden. Zwar versuchen Piloten, größeren Gewitterwolken möglichst auszuweichen, trotzdem wird jedes Verkehrsflugzeug im Schnitt alle ein bis drei Jahre von einem Blitz getroffen.

Für die Menschen im gut isolierten Inneren der Maschine stellen Blitze keine große Gefahr dar – sie nehmen meist nur ein helles Licht oder einen lauten Knall wahr. Für Fluggesellschaften ist Blitzschlag dagegen ein Kostenfaktor, denn die getroffenen Maschinen müssen für Sicherheitschecks und mögliche Reparaturen längere Zeit am Boden bleiben.

Kein Wunder also, dass ein Flugzeugbauer wie Boeing die Arbeit von Carmen Guerra-Garcia finanziell unterstützt. Die Professorin am Massachusetts Institute of Technology (MIT) arbeitet mit ihrem Team an einem Verfahren, mit dem Flugzeuge besser gegen Blitzschlag geschützt werden sollen – indem der Flugzeugrumpf kurzzeitig unter Strom gesetzt wird.

Diese Flugzeugtrends erwarten uns in Zukunft
Airbus – Virtual Reality Passenger Experience
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Airbus kooperiert mit dem deutsch-spanischen Startup Inflight VR. Mit neuer Technologie will der Flugzeugbauer beispielsweise Flugangst bekämpfen – indem Passagiere mittels VR-Brille das Gefühl bekommen, gar nicht in einem Flugzeug zu sitzen.

Uni Cincinnati – Virtual Assistant
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Eine Universität aus dem US-Bundesstaat Ohio hat ebenfalls ein VR-System entwickelt. Sämtliche für den Flug wichtigen Inhalte werden auf diese Weise in die Kabine projiziert. Sicherheitsanweisungen, Essensbestellung und Unterhaltungsprogramm erscheinen direkt vor dem Passagier.

Rockwell Collins – Secant Luminous Panel
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Rockwell Collins macht das Flugzeug zum Planetarium. Der durch das US-Unternehmen entwickelte Kabinenhimmel kann beliebige Bilder visualisieren und auf diese Weise eine besondere Atmosphäre erzeugen.

Ameco – ChineseDragon Cinema
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Das Bordkino von Ameco bietet Platz für mehrere Personen. Es stehen verschiedene Lichtmodi zur Verfügung, die den Raum in Szene setzen.

Singapore Airlines – A380 Suiten
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Dass man in einem Flugzeug sitzt – oder besser: liegt – merkt man in dieser Kabine nur noch anhand des Ausblicks aus den Bullaugen. Ansonsten mutet die Suite wie ein Hotelzimmer an.

ACLA – First Cabin
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ACLA hat einen Abteilbereich mit Sitzbänken für mehrere Personen entwickelt. Für das Unterhaltungsprogramm steht ein großflächiger Bildschirm zur Verfügung.

Iacobucci – Cambiano
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Das italienische Unternehmen Iacobucci hat ein Sitzmodul für die Business Class entwickelt. Das System erlaubt es den Passagieren, eine vollständig ebene Liegefläche herzustellen.

Um die Technik zu verstehen, muss man sich vergegenwärtigen, was beim Eindringen eines Flugzeugs in eine Gewitterwolke passiert: Durch das elektrische Feld der Wolke kommt es an der Außenhaut der Maschine zu Ladungsveränderungen. Dadurch können sich Ströme von leitfähigem Plasma bilden, die das Flugzeug zu einer Art Blitzmagneten machen.

„Wenn die Ströme die Wolke und den Boden erreichen, schließt sich der Kreis und Strom fließt“, erläutert Guerra-Garcia. „Im schlechtesten Fall werden dabei 100.000 Ampere erreicht – und das kann Schäden verursachen.“

Um der Gefahr zu begegnen, setzen die Forscher auf Sensoren, die auf elektrische Felder in der Umgebung der Maschine sowie am Flugzeug reagieren. Erkennt das System die Gefahr eines Blitzschlags, setzen am Rumpf verbaute Stromquellen die Außenhaut für kurze Zeit stark genug unter Strom, um potenziell gefährliche Ladungsunterschiede auszugleichen.

„Wir versuchen so, das Flugzeug möglichst unsichtbar für Blitze zu machen“, sagt MIT-Forscher Jaime Peraire, Mitautor einer Studie im Fachmagazin American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal, in der das Team sein Verfahren beschreibt.

Derart vorbeugender Blitzschutz ist für Flugzeughersteller umso wichtiger, als die in den heutigen Maschinen verbauten Verbundwerkstoffe im Schadensfall aufwändigere Reparaturen nötig machen. „Moderne Verkehrsflugzeuge bestehen zu etwa 50 Prozent aus Verbundmaterialien“, so Guerra-Garcia. „Das Schadensbild bei Blitzschlag ist hier ganz anders und Reparaturen sind wesentlich teurer als bei rein metallischen Flugzeugen.“

Bislang hat sich die Technik nur in Labortests mit Kleinmodellen bewähren müssen. Für Tests unter realistischeren Bedingungen wollen die Forscher Drohnen durch Gewitterwolken schicken. Allerdings müssen sie dafür noch an der Geschwindigkeit ihres Systems arbeiten. Das reagiert zwar schon jetzt innerhalb einer Sekunde auf eine Blitzgefahr, doch das könnte in einer echten Gewitterwolke noch zu langsam sein.

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