Flugzeug Komponenten der Namendo Solutions AG
Herstellung einer mitlaufende Grenzschicht zur Verminderung der Reibung von Flüssigkeiten und Gasen an Oberflächen
Der Kerosinverbrauch eines Flugzeugs hängt maßgeblich vom Reibungswiderstand ab, den Luftwirbel an der Flugzeugoberfläche verursachen. Alleine die Deutsche Lufthansa gibt jährlich etwa drei Milliarden Euro für Treibstoff aus. Eine Verminderung des Reibungs-widerstandes würde nicht nur Kosten, sondern auch wertvolle Rohstoffressourcen sparen.
Widerstand und Abrasion wird vermieden, wenn die Luftmoleküle, Schwebeteilchen und Partikel die Flügeloberfäche in einer laminaren (schichtenähnlichen) Strömung nicht mehr erreichen. Man setzt hier bei der Grenzschicht an, die nahe an einem Körper entsteht, wenn ein Fluid (also eine Flüssigkeit oder ein Gas) ihn überströmt. In dieser dünnen Schicht passt sich die Geschwindigkeit des Fluids an die Geschwindigkeit des Körpers an. Der Zustand der Grenzschichtströmung bestimmt den Reibungswiderstand beim Flug, wobei eine ruhige, laminare Strömungsform deutlich weniger Widerstand verursacht als eine chaotische, turbulente Form.
Vermeidung des Überschallknalls
Um Überflüge über Land mit Mach 2 bis 3 oder mehr zu ermöglichen, muss neben der erwünschten Treibstoffeinsparung der störende Überschallknall vermieden werden. Dieses wird versucht zu vermeiden, in dem die Spitze des Flugzeuges weiter nach vorne hinausschiebt, da dadurch der Anstiegswinkel der Spitze bis zum Flugzeug flacher und die durch Reibung verursachte Schockwelle minimiert wird. Dies hat jedoch konstruktive Grenzen.
Eine aussichtsreiche, leicht und wirtschaftlich herzustellende Lösung ist die Nanostrukturierung der Oberfläche in einem Bereich, in dem stationäre Nanowirbel entstehen und die Grenzschicht sich nicht ablöst. Somit reibt Luft auf Luft und nicht Luft auf Flügel. Diese Effekte konnten mit Nanometerpartikeln, die auf den Flügel aufgebracht wurden, nachgewiesen werden. Es konnte jedoch kein Auftrag auf den Flügeln gefunden werden, der sowohl den mechanischen als auch den Strahlungseinflüssen dauerhaft standhalten konnte.
Es ist also notwendig, die Oberfläche des Flügels zu strukturieren und nicht zu beschichten. Auch bei einem Rotorflügel am Helicopter bedeutet das, dass das leidige Helicoptergeräusch nahezu verschwindet und ein Flug über bewohnte Gebiete ohne Geräuschbelästigung möglich wird.
Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Windkraftanlagen. Der Wirkungsgrad von Windkraftrotoren könnte ebenso erheblich gesteigert werden.