Mobile Times - Intelligente Aussenhüllen für Flug- & Fahrzeuge

	Intelligente Aussenhüllen für Flug- & Fahrzeuge
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(Cambridge, England - 2011-01-11) «Smart Skin» ist das Thema von zwei bzw. drei Veranstaltungen von IDTechEx in Deutschland 2011.
Dr. Peter Harrop, Vorsitzender von IDTechEx, erläutert, was man runter zu verstehen hat: Autos, die im Dunklen glühen und mehr Platz für die Insassen haben; Flugzeuge und U-Boote, die ihre komplette äussere Hülle überwachen; Militärfahrzeuge, die Geschosse, von denen sie getroffen werden, vernichten. Heute ist die äussere Hülle eines Fahrzeuges dumm. Sie ist nicht mehr als eine Verpackung aus gebogenem Metall, Glas und geformten Kunststoff, die den klugen Inhalt schützt und ihm eine elegante Form gibt.
Aber der Platz innen wird für Passagiere und Ladung benötigt. Grosse Batterien und Motoren innen können überhitzen und benötigen daher eine teure und oft unzuverlässige Kühlung - sehr oft eine Wasserkühlung.
Dabei benötigen wir viel mehr Funktionen, die von innerhalb des Fahrzeuges gar nicht effizient erfüllt werden können: Solarenergie, externe Sensoren und Beleuchtung sind nur drei davon. So hat z. b. das US Verteidigungsministerium ein Entwicklungsprogramm, bei dem es darum geht, die strukturelle Integrität der gesamten Aussenseite eines Luftfahrzeuges durch eine «Smart Skin» zu überwachen.
Es gibt schon eine Reihe geeigneter Technologien aus denen «Smart Skins» werden können. Multilayer etwa oder flache Elektromotoren haben sich als praktischer erwiesen, wenn man Dünnfilm und Drucktechniken verwendet. Mechanische Verbindungen werden eliminiert, was Platz und Kosten spart und die Verlässlichkeit erhöht. Multilayer ersetzt schwere und teure Kupferverdrahtungen in Fahrzeugen und verwandelt die groben schweren Beulen am Armaturenbrett und an der Autodecke in ein Multilayerlaminat.
Schreiner macht bereits für BMW gedruckte Verzierungen, die leuchten, wann man die Türe öffnet. BMW bereitet auch einen laminaren thermoelektrischen Generator vor, der die Hitze von Motor und Auspuff nutzt. LED in Schweinwerfern haben eine zehnmal längere Lebensdauer als Glühbirnen. Jetzt haben wir bereits LED-Arrays, die man in Laminate einbauen kann. Die dünnsten LEDs, die bisher erzeugt wurden sind nur mehr 20 Micron dick. Parallel dazu ist man dabei, die beschränkte Lebensdauer von OLEDs zu verlängern.
Dünnfilmbatterien, wie sie in der Elektronik verwendet werden, können schneller geladen und entladen werden, halten länger und arbeiten auch dann, wenn man einen Nagel hineinschlägt. Solicore etwa hat demonstriert, dass diese Batterien auch dann noch arbeiten, wenn die vergleichsweise grossen LiIon-Antriebsbatterien nach einer Verletzung längst explodiert sind. Akkus mit einem festen Elektolyten werden von Planar Energy, The Paper Battery Company und anderen vorbereitet.
Einige dieser Batterien haben ihre Feuertaufe in rein elektrisch angetriebenen Flugzeugen bereits bestanden. Firmen wie Northrop Grumman, Lockheed Martin, AeroVironment und Aurora Flight Sciences haben jeweils Verträge von bis zu 530 Millionen Dollar zur Entwicklung verschiedener Luftfahrzeuge mit laminarer Photovoltaik-Aussenhaut. Die Universität von Texas in Austin hat einen gedruckten Molekularschalter entwickelt, der die Methode von Pflanzen aus Licht Energie zu gewinnen, nachahmt. Damit könnte die Energiegewinnung viel direkter erfolgen als via Pflanzen, die dann zu Biotreibstoffen verarbeitet werden.
In Japan und Taiwan hat man im Labor bereits gezeigt, dass man Strom aus Laminaten gewinnen kann, die direkt auf die Windschutzscheibe gedruckt sind. Die bleibt aber trotzdem voll durchsichtig. Bei NEC arbeitet man an einer transparenten wiederaufladbaren Batterie und viele OLED Displays sind bereits durchscheinend und sie arbeiten im Bereich der geringen Spannungen, die transparente Photovoltaik erzeugt.
Die britischen BMT Defence Services haben für die European Defence Agency eine «elektrische Panzerung» erprobt, die im Prinzip statt der gewohnten Stahlplatten einen Kondensator als Aussenhaut haben, als zwei leitende Schichten, die durch eine nicht leitende Schicht getrennt sind. Durchschlägt ein Geschoss die oberen Schichten entsteht ein Kurzschluss, der das eindringende Geschoss vernichtet. Nach den Versuchen wurde der Prototyp eine 30 Tonnen Militärfahrzeuges in Angriff genommen, dass neben der «elektrischen Panzerung» auch noch den Vorteil hat, praktisch keine Wärme abzugeben und keine Geräusche zu erzeugen.

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