Sensibelchen in der Luft
Fliegen ist zwar verlockend schnell, aber definitiv keine Freundlichkeit gegenüber unserem Klima. Das Fraunhofer IZM hat sich daher die spannende Aufgabe gestellt, Flugreisen grüner zu gestalten, indem es die Energieeffizienz von Flugzeugen aufpeppt. Von Ruben Vorwald
Forscher gehen der Frage nach, wie Flugzeuge zukünftig sparsamer durch die Lüfte gleiten können, indem sie leichte, langlebige Materialien verwenden und der Aerodynamik auf die Sprünge helfen. Dabei sind präzise Daten über Verschleiß, Luftwiderstand und Belastungen während des Fluges das A und O.
Das Forschungsteam hat für Airbus eine innovative Sensorhaut entwickelt, die sich wie eine zweite Haut über die Flügel des Flugzeugs spannt. Diese robusten Sensoren sind in die äußere Kunststoffverkleidung integriert und messen zuverlässig Temperatur, Luftdruck, Schwingungen und Vibrationen. Sie trotzen extremen Winden, Turbulenzen, Druckunterschieden sowie Chemikalien. Die Forscher analysierten den verwendeten Kunststoff und leiteten daraus coole Prozessparameter für die Folienlaminierung und das Löten der Bauteile ab.
Um das Schaltungsmuster für das dehnbare Sensormodul zu erstellen, verwendete das Team raffinierte Lithographie- und Ätzprozesse. Zwei Schutzmethoden für die Bauelemente wurden vorgestellt: "Glob Tops" aus Polyurethan und die Integration dünner Chips mittels Flip-Chip-Montage. Die Flexibilität der dehnbaren Folie aus Thermoplastischem Polyurethan (TPU) als Schaltungsträger, ermöglicht eine perfekte Anpassung an die Flügel und schützt die Elektronik.
Die Energieeffizienz-Forschung des Fraunhofer IZM bietet spannende Potenziale für den öffentlichen Verkehr, besonders für Straßenbahnen. Durch den Einsatz leichterer und langlebiger Materialien könnten Straßenbahnen von einem schlankeren Fahrzeuggewicht profitieren, was den Energieverbrauch senkt und die Abnutzung von Schienen und Rädern reduziert.
Die Optimierung der Aerodynamik von Straßenbahnen könnte den Luftwiderstand, Energieverbrauch und Lärm reduzieren, was zu einer höheren Energieeffizienz und angenehmeren Fahrt für Fahrgäste führt. Die in der Flugzeugforschung entwickelten Sensoren könnten in Straßenbahnen eingesetzt werden, um den Fahrzeugzustand besser zu überwachen und präzise Informationen über Verschleiß, Belastungen und potenzielle Probleme zu liefern. Das ermöglicht gezielte Wartung und minimale Stillstandzeiten.
Die entwickelten Methoden zur Identifizierung von Schwachstellen und zur Vorhersage der Lebensdauer von Materialien könnten auf die Wartung von Straßenbahnen angewendet werden, um proaktive Instandhaltung zu ermöglichen und Ausfälle und Störungen zu verhindern.
Insgesamt könnten die Forschungsergebnisse des Fraunhofer IZM in der Straßenbahn-Branche und im öffentlichen Verkehr zu innovativen Verbesserungen hinsichtlich Energieeffizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit führen. Das würde den öffentlichen Verkehr noch attraktiver und umweltfreundlicher gestalten, und wer weiß – vielleicht bringen sie uns eines Tages in einer supergrünen Straßenbahn zur Arbeit!