Ludwig-Maximilians-Universität München
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Flugverkehr

Zu heiß für Vulkanasche

München, 27.05.2014

Vulkanasche könnte Flugzeugmotoren stärker schaden als bislang angenommen. Das zeigen Experimente von LMU-Vulkanologen.

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Santiaguito volcano, Guatemala (Foto: David Damby)

Vulkanasche in der Luft kann Piloten die Sicht nehmen. Daneben ist sie ist aber auch für den Flugzeugmotor gefährlich. Vulkanologen unter der Leitung von Professor Donald Dingwell, Direktor des Departments für Geo- und Umweltwissenschaften an der LMU, haben in Experimenten gezeigt, dass Vulkanasche bereits bei 1050 Grad erweichen und sich anlagern kann und dadurch die Turbinen stärker beschädigen kann als bislang angenommen. Darüber berichten die Wissenschaftler aktuell in dem Journal of Applied Volcanology sowie in den Geophysical Research Letters.

Die Forscher verwendeten Asche der Vulkane Eyjafjallajökull in Island und Santiaguito in Guatemala. In mehreren Experimenten analysierten sie das Verhalten der Asche bei Temperaturen zwischen 50 und 1600 Grad in einem speziellen Mikroskop. Sie simulierten dadurch die unterschiedlichen Temperaturen, wie sie an verschiedenen Stellen von Flugzeugmotoren herrschen können.

Empfindliche Aschepartikel
„Vulkanasche reagiert bei hohen Temperaturen wie klebrige Tröpfchen. Es besteht die Gefahr, dass sie sich an wichtigen Teilen des Flugzeugmotors anlagert“, sagt Dr. Wenjia Song. Dadurch könnte sich der Luftstrom in den Turbinen verändern und die Kühlung beeinträchtigt werden. Ein weiteres Problem ist die abrasive Natur der Vulkanasche, die jeglichen Teil eines Flugzeugs, am Rumpf oder in der Turbinen, betreffen kann.

Die untersuchten Aschepartikel begannen bei 600 Grad weicher zu werden und bei 1050 Grad zusammenzuschmelzen und sich zu verfestigen. „Unsere Untersuchungen zeigen, dass Vulkanasche bei niedrigeren Temperaturen schmelzen und an Material kleben kann als bislang angenommen. Das bedeutet ein größeres Risiko für den Flugverkehr“, sagt Dr. Ulrich Küppers.

Die Forscher untersuchten auch, wie Testsand bei Hitze reagierte, mit denen die Haltbarkeit von Flugzeugturbinen in der Industrie getestet wird. Der untersuchte Testsand reagierte weniger empfindlich als die Aschepartikel. „Kristalliner Sand ist nicht geeignet, um die Wirkungen von Vulkanasche auf Flugzeugmotoren bei erhöhten Temperaturen zu simulieren“, resümiert Küppers. Aufgrund der Ergebnisse plädieren die Wissenschaftler dafür, das Risiko von Vulkanasche für Flugzeugturbinen, die nur mit Sand getestet wurden, neu zu bewerten. „Bei den Tests sollten nicht nur die Auswirkungen der Konzentration der Aschepartikel untersucht werden, sondern auch, welche Folgen die Anzahl der Partikel hat“, sagt Küppers. (Geophysical Research Letters 2014, Journal of Applied Volcanology 2014) nh