Untersuchungen zur Anlagerung und Ablösung von Eis in Flugzeugkraftstoffsystemen

Die Anwesenheit von Wasser in dem Kraftstoffsystem von Flugzeugen stellt für die Luftfahrt seit Jahrzehnten eine Herausforderung dar. Bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes kann Wasser innerhalb der Systemkomponenten Eisformationen bilden. Im ungünstigsten Fall reduzieren diese die Leitungsquerschnitte soweit, dass der Kraftstofffluss zu den Triebwerken sicherheitsgefährdend beeinträchtigt wird. Diese Arbeit zeigt die Ergebnisse einer eingehenden Untersuchung, welche einzelne Aspekte der Eisanlagerung und -ablösung sowie die Rolle zahlreicher Einflussfaktoren beleuchtet.
Grundlage bildet eine eigens entwickelte Versuchsanlage, mit der die Eisanlagerungs- und -ablösevorgänge realitätsnah und mit hoher Reproduzierbarkeit nachgebildet werden können. In Kombination mit zugeschnittenen optischen Messverfahren werden hiermit sowohl zeitlich als auch örtlich hochaufgelöste Informationen über das Geschehen innerhalb einer durchströmten Teststrecke gewonnen. Im Fokus der experimentellen Untersuchungen stehen drei fundamentale Mechanismen: die Entstehung und Morphologie der sich bildenden Eispartikel, deren Transport als Teil der Kraftstoffströmung sowie die Anlagerung und Ablösung von Eis in durchströmten Leitungen. Darüber hinaus wird in dieser Arbeit ein Modell zur Simulation der Eisanlagerung in durchströmten Leitungen eines Flugzeugkraftstoffsystems entwickelt.