Fraunhofer-Forscher haben ein neuartiges Messgerät für Verkehrsflugzeuge entwickelt, das den Piloten vor gefährlichen Luftturbulenzen warnen kann. Mithilfe des Systems könnten die Sicherheitsabstände zwischen landenden oder startenden Flugzeugen verringert werden und damit die Start- und Landefrequenzen erhöht werden. Kernstücke des Gerätes sind ein Laser und ein neuartiger, superleichter Präzisionsspiegel, berichtet das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena.
Flugzeuge ziehen eine Schleppe aus Luftverwirbelungen hinter sich her. Nachfolgende Maschinen müssen einen Sicherheitsabstand von mehr als elf Kilometern einhalten, da ein eventueller Einflug in diese Wirbelzone gefährlich ist und sogar zum Absturz führen kann. Dieser Abstand ist jedoch großzügig bemessen und wäre im Einzelfall oft überhaupt nicht notwendig. “Wenn man die Position und das tatsächliche Ausmaß der Luftwirbel direkt messen könnte, ließe sich der Sicherheitsabstand an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen und verkürzen”, sagt Thomas Peschel vom IOF in Jena.
Gemeinsam mit acht Teams aus vier Ländern entwickelten Peschel und seine Arbeitsgruppe daher einen optischen Sensor, der feststellen kann, wann für ein folgendes Flugzeug die Luft ruhig genug ist. Derzeit wird ein Prototyp des Gerätes an Bord einer Cessna getestet. Doch in Zukunft könnte der Scanner an Bord von Verkehrsflugzeugen sichere Informationen über die vorhandenen Luftturbulenzen liefern. “Das Messprinzip ist relativ einfach”, erklärt Peschel. “Ein Laser schickt Pulse in den Luftraum vor dem Flugzeug. Das Licht wird an Aerosolen oder Staubteilchen gestreut und von einem Detektor registriert.” Das Gerät erkennt aufgrund des Doppler-Effektes, ob sich die Teilchen auf den Laserstrahl zu oder von ihm weg bewegen. Eine Software berechnet aus den Informationen, ob es noch gefährliche Verwirbelungen in der Luft gibt oder nicht.
Für diese Messapparatur wird ein hochpräziser Spiegel benötigt, der sich in einer Sekunde mehrfach hin und her bewegt. Damit der Präzisionsspiegel diese Belastung überhaupt aushalten kann, ohne sich zu verformen und damit die Messergebnisse zu beeinträchtigen, konstruierten die Forscher vom IOF ihn extrem leicht. Die Aluminiumplatte des Spiegels ist in ihrem Inneren durchlöchert, so dass dieser die gewünschte optische Qualität aufweist, aber aufgrund des geringen Gewichtes auch schnell beschleunigt und abgebremst werden kann.
ddp/bdw ? Cornelia Pfaff
