Österreich: Von der Simulation zum sicheren Flugzeug der Zukunft - Vereisung präzise vorhersagen
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AIT Impact Stories: Forschung, die wirkt – für sichere Mobilität
Vereisung während des Flugs muss im Entwurf, in der Auslegung und im Betrieb von Luftfahrzeugen berücksichtigt werden. Denn Eisbildung an Tragflächen, Leitwerken, Rotoren oder Triebwerkseinlässen beeinflusst Strömungsmechanik, Auftrieb und Steuerbarkeit und erhöht zugleich den Energiebedarf von Schutzsystemen. Mit neuen Flugzeugarchitekturen, elektrifizierten Antrieben und verschärften Effizienz- und Nachhaltigkeitszielen stoßen etablierte Auslegungsansätze zunehmend an ihre Grenzen. Parallel dazu steigen die regulatorischen Anforderungen an realitätsnahe, nachvollziehbare Nachweise von Vereisungseffekten – idealerweise bereits in frühen Entwicklungsphasen. Die zentrale Herausforderung liegt dabei in der Balance zwischen physikalischer Genauigkeit, Rechenaufwand und industrieller Anwendbarkeit.
Das AIT verfolgt im Bereich In-flight Icing einen integrierten Ansatz, der numerische Simulation, experimentelle Validierung und datengetriebene Methoden systematisch verbindet. Die Basis dafür sind hochaufgelöste dreidimensionale Simulationen der Eisakkretion unter realistischen atmosphärischen Bedingungen, gekoppelt mit aerodynamischen Analysen vereister Konfigurationen. Diese werden durch Messkampagnen in internationalen Vereisungswindkanälen sowie durch eigens entwickelte optische Mess- und Auswerteverfahren abgesichert.
Aufbauend auf dieser physikalischen Basis werden KI-gestützte Methoden eingesetzt. Physikbasierte neuronale Netze und daten-getriebene Surrogatmodelle ermöglichen es, zentrale Icing-Größen – etwa Tröpfchenfelder, Impingement-Zonen, Eisformen oder aerodynamische Leistungsänderungen – mit hoher Genauigkeit und deutlich reduziertem Rechenaufwand vorherzusagen. Dadurch lassen sich komplexe Vereisungseffekte erstmals effizient in Entwurfs- und Optimierungsprozesse integrieren. Dies erlaubt eine Reduktion der Rechenzeiten um mehrere Größenordnungen bei gleichzeitiger Beibehaltung der für sicherheitskritische Anwendungen erforderlichen Genauigkeit.
Für die Industrie ergeben sich daraus verkürzte Entwicklungszyklen und geringere Testaufwände sowie neue Freiheitsgrade bei der Auslegung energieeffizienter Eis- und Enteisungsschutzsysteme – ein wesentlicher Aspekt insbesondere für elektrisch betriebene und hybride Luftfahrzeuge.
Die AIT-Expertise im Bereich In-flight Icing ist international sichtbar und durch zahlreiche wissenschaftliche Publikationen, Konferenzbeiträge und Kooperationen mit führenden Industrie- und Forschungspartnern untermauert. Internationale Auszeichnungen, darunter ein EREA Best Paper Award, bestätigen die wissenschaftliche Qualität und den Innovationsgrad.
Zukünftige Aktivitäten konzentrieren sich auf die Skalierung KI-gestützter Methoden hin zu integrierten digitalen Workflows, die Abbildung vollständiger Flugzeugkonfigurationen, die Kopplung mit digitalen Zwillingen sowie die Einbindung passiver und hybrider Schutzkonzepte. Durch belastbare digitale Nachweisketten für Vereisung wird ein wesentlicher Beitrag zu sicheren, effizienten und regulatorisch akzeptierten Luftfahrtsystemen der nächsten Generation geleistet.
AIT ist Brücke zwischen Wissenschaft und Innovation
Die Fähigkeit, neue Erkenntnisse rasch in marktfähige Technologien und anwendbare Lösungen zu überführen, wird zunehmend zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor für Europa. An dieser Schnittstelle zwischen Wissenschaft, Technologie und Anwendung kommt der angewandten Forschung am AIT Austrian Institute of Technology eine zentrale Rolle zu. Österreichs größte Research and Technology Organisation orientiert sich bei seiner Forschung eng an den Bedürfnissen der Industrie und an aktuellen gesellschaftlichen Herausforderungen. Forschung des AIT wirkt und schafft Lösungen – für Unternehmen, die Gesellschaft und letztlich für uns alle.
AIT Impact Report
Der AIT Impact Report 2026 zeigt anhand von rund 30 Beispielen, wie das AIT gemeinsam mit Partnerinnen und Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und öffentlicher Hand Forschung in konkrete Lösungen übersetzt. Die vorgestellten Projekte reichen von der Digitalisierung industrieller Prozesse über resiliente Infrastruktur und nachhaltige Energie- und Industriesysteme bis hin zu Gesundheit, Mobilität, Sicherheit und Kreislaufwirtschaft.
Der AIT Impact Report 2026 steht online zur Verfügung: www.ait.ac.at/impact-report
Quelle: OTS