Dreamliner B787, die dritte, Update

Update am 13.3.2013

Die amerikanische Behörde FAA (Federal Aviation Adminstration) genehmigt den Lösungsplan für das 787-Akku-Problem der zur erneuten Zulassung der 787 führen soll. Er besteht aus drei Massnahmen-Richtungen:

  1. Änderungen am Akkudesign, die einerseits Fehler an einzelnen Zellen verhindern sollen und andererseits ausschließen sollen, dass, wenn doch welche auftreten, beschädigte Zellen auf andere eine schädliche Auswirkung haben. Dass soll unter anderem durch thermische und elektrische Abschottung erreicht werden.
  2. Optimierungen bei der Akkuherstellung: mehr Tests der Akkukomponenten vorm Zusammenbau.
  3. Der Akku wird ummantelt. Wenn er trotzdem in Brand geraten sollte, soll dies keine Auswirkung  auf ein sicheres Fluggeschehens haben. Das Feuer soll nicht durch die Ummantelung dringen.

So der Plan. Nach genehmigten Tests und Testflügen wird man weitersehen.

Hoffentlich sind die hohen Erwartungen der Beteiligten gerechtfertigt.
Wir bleiben dran.

 

 

Update am 11.2. nach dem Testflug

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Laut NTSB war bei der 787 der JAL ein Kurzschluss in einer der acht Zellen die Ursache des Feuers in Boston Logan Airport am 7. Januar. Soweit nun bekannt, sei die Batterie und nicht das Flugzeug (also auch nicht die Verkabelung) die Ursache. Diese Feststellungen sind wichtig für die Schadensersatzansprüche, sie lösen allerdings noch nicht das generelle Problem der Akkus.
Die Temperatur innerhalb des beschädigten Akkus soll mehr als 500 Grad F (260° C) betragen haben.

Allerdings sei das aus Sicht des (untersuchenden) NTSB noch kein Freibrief für die ausstellende Behörde FAA und auch nicht für Boeing. Denn die Ausfallrate der Akkus war bedeutend größer als von Boeing bei der Zulassung versprochen, ebenso die Wahrscheinlichkeit eines Brandes benachbarter Zellen, wenn eine in Brand gerät (propagation to adjacent cells).

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Der Dreamliner fliegt wieder. Wenn auch nur Boeing-intern und zu Testzwecken.

Die Testflüge sollen Daten darüber sammeln, wie Temperaturwechsel den Li-Ionen-Akku in der B787 bei unterschiedlichen Flugzyklen beeinflussen, unter Berücksichtigung von Vibrationen bei Start- und Landung.

(Das entspricht doch recht gut unserer bisherigen Analyse.)

Akribisches Fahnden nach dem Fehler
Quelle: NTSB

Zudem soll wohl auch untersucht werden, ob Feuchtigkeit, die von aussen in den Akku eingetreten sein könnte, eine Rolle bei den Vorfällen spielt.

Nach Boeing – auch das ist nicht wirklich überraschend – arbeiten die mehr als 100 Ingenieure und technischen Experten rund um die Uhr: einerseits um die Vorfälle aufzuklären und andererseits an einer (vielleicht davon unabhängigen) Lösung, um die 50 B787-Flugzeuge der Airlines so schnell wie möglich wieder in die Luft zu bekommen.

Eine der untersuchten Schnelllösungen soll darin bestehen, ein internes Überhitzen des Akkus zu verhindern und zudem austretende heiße Gase und Flüssigkeiten schneller ableiten.

Aber selbst wenn das alles erfolgreich sein sollte, soll es noch Wochen oder Monate dauern, bis die Traumflieger wieder im Alltag fliegen.

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Soweit die offiziellen Statements. Nichts wirklich neues. Was aber spannender ist, sind die technischen Details, die so langsam durchsickern. Und da sich im Flug-Blog auch jede Menge Fachleute engagiert den Kopf zerbrochen haben, warum und wie man es besser machen könnte, einige weitergehende technische News zum Weiterdiskutieren:

Thermische Überhitzung
Quelle: Airbus

Stand der Untersuchungen:

Aus Gründen der höheren Kapazität begannen Flugzeughersteller zunehmend, die bewährten Ni-CD-Akkus durch Li-Ionen Akkus zu ersetzen. Die Brandgefahr bei letzteren entsteht durch thermische Überhitzung in einer oder mehrerer Zellen. Überhitzung beschleunigt das Übergreifen des Feuers auf die anderen Zellen und über kurz oder lang auch auf die Umgebung des Akkus.

JAL APU Akku
Quelle: NTSB

Nach einem NTSB-Zwischenbericht ergab die Untersuchung der beschädigten Akkus des ANA-Fliegers, dass die Größe der Einzelzellen das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Feuerausbreitung wesentlich mehr als linear beeinflusst. (Mehr Substanz, mehr Puff, würde einem ja schon der Hausverstand sagen). Dazu konnten Kurzschlüsse im Akku nachgewiesen werden.

Lithium Batterien und Akkus
Quelle: Airbus

Bedeutend kleinere Lithium-Ionen Akkus sind seit mehr als 10 Jahren in Flugzeugen im Einsatz. Unter anderem auch beim ELT (Emergency Locator Transmitter), also dem Device, das nach einem Crash den Unfallort senden soll. Im Airbus 350 gibt es etwa
Li-Akkus an fünf Stellen, die beiden Blackboxen (Voice- und Flugdatenrekorder) mit eingeschlossen.

In der 787 wiegt jede Akku-Einzelzelle allein rund 3 Kilo, ein gesamter Akku knapp unter 30 Kilogramm. Die Nennkapazität einer Zelle beträgt 75 Ah, der Spannungseinsatzbereich rund 2,5 bis 4,1V; für den gesamten Akku liegt er bei 20 bis 32,2V.

8 Gedanken zu “Dreamliner B787, die dritte, Update

  1. Helga Kleisny 7. Februar 2013 / 14:08

    Update des dritten 787-Blogbeitrages!!!!!! Mit Fotos und, wie vielfach gefordert, mit mehr technischen Details.

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    • Helga Kleisny 7. Februar 2013 / 15:49

      😉
      Awesome. To be quoted by Terry Pratchett. What else can you ask for?

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  2. Dr. Webbaer 8. Februar 2013 / 11:01

    Sieht im Moment nicht gut aus:
    ‚This investigation has demonstrated that a short-circuit in a single cell can propagate to adjacent cells and result in smoke and fire. The assumptions used to certify the battery must be reconsidered.‘ (Hersman, NTSB)

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  3. engywuck 10. Februar 2013 / 19:54

    die Größe der Einzelzellen das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Feuerausbreitung wesentlich mehr als linear beinflusst. (Mehr Substanz, mehr Puff, würde einem ja schon der Hausverstand sagen).

    „mehr Substanz, mehr Puff“ wäre ja erstmal linear. das Nichtlineare dürfte eher durch größeres Volumen kommen bzw. dass Volumen kubisch, die Oberfläche (die der Wärmeabfuhr dienen kann) aber nur quadratisch wächst. Doppeltes Volumen = 2^(2/3) (=1,59) fache Oberfläche bei konstanter Form. Dazu dann noch mehr Material (=länger brennendes Feuer) und schlechtere Wärmeableitung von der Mitte einer Zelle aus aufgrund größerer Kantenlänge…

    Das einfachste wäre wohl, nächstes Mal kleinere Zellen und bessere Wärmeableitung zwischen den Zellen zu verwenden und weniger davon „auf einen Haufen“. Was den Ingenieuren unter der Randbedingung „wir haben aber schon ein Flugzeug“ einfällt wird sich dann zeigen.

    Interessanterweise scheint Boeing die Akkus selber zertifiziert zu haben: die von der FAA bestellten Experten waren Angestellte bei Boeing… Quelle: http://seattletimes.com/html/localnews/2020288737_787faaxml.html

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  4. Hajo 26. Februar 2013 / 21:39

    Mir scheint die Verkabelung der Überwachungsleitungen an den Zellen der „Exemplar Battery“ stark verbesserungsbedürftig zu sein. Ich war früher als Ing. für stationäre Anlagen zuständig, und deshalb hat mich bei diesem Anblick das kalte Grausen gepackt. Die Kabelbäume sind anscheinend nicht ausreichend fixiert, die Enden der Drähte zu den Zellen viel zu kurz und ohne etwas Schlaufenreserve teils unter mechanischer Zugspannung stehend. Und das bei einer Batterie, die im Betrieb starken Vibrationen ausgesetzt ist. Ich kann mich natürlich nur am Foto orientieren, aber hier sollte mal ein deutscher Energieanlagenelektroniker konsultiert werden. Jeder Lehrling im 1. Lehrjahr hat mehr Ahnung von sauberer Verdrahtung.

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    • Helga Kleisny 27. Februar 2013 / 10:20

      🙂

      okay, ein kurzer Update zum Stand (23.2.):

      Wie aus Kongresskreisen in Washington verlautete, sollen die beiden problematischen Lithium-Batterien des Flugzeugs überarbeitet werden, damit Kurzschlüsse nicht zu einem Feuer führen können. Um das zu erreichen, solle eine robustere Keramik-Isolierung um jede der acht Zellen der Batterien eingebaut werden. Laut Boeing könnte mit den technischen Änderungen im April der Flugbetrieb wieder aufgenommen werden.

      Von Verkabelung steht hier noch nichts…
      Vielleicht wäre ein Tipp an die richtigen Stellen gut?

      Ich will hier nicht jede neue Kleinigkeit, die Boeingseitig zum Thema verbreitet wird, breittreten und warte mal auf die große Veröffentlichung, wie es tatsächlich weitergehen wird.

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