Zivile Sicherheit und Verteidigungsforschung am Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, EMI
Studierende der Studiengänge Security & Safety Engineering und Risikoingenieurwesen besuchten im Januar in Begleitung von Prof. Dr. Ulrich Weber das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI in Efringen-Kirchen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer EMI analysieren werkstoffübergreifend Crash-, Impakt- und Stoßwellenphänomene. Anwendungsgebiete der am Institut betriebenen Forschung liegen dabei in den Bereichen Verteidigung, Sicherheit, Automotive, Raumfahrt und Luftfahrt.
Nach Begrüßung der Teilnehmenden stellte Prof. Dr. Werner Riedel die Fraunhofer-Gesellschaft als Ganzes sowie das Fraunhofer EMI im Speziellen vor. Dabei ging er auch auf die Forschung der Abteilung Sicherheitstechnologie und Baulicher Schutz ein und erläuterte, wie die am Institut durchgeführten Experimente und Simulationen dazu beitragen, die Sicherheit der zivilen Gesellschaft und deren Infrastrukturen zu erhöhen. Bei der anschließenden Besichtigung ausgewählter Labore des Instituts wurde dieses sehr konkret und anschaulich gezeigt.
Im Labor für dynamische Charakterisierung wurden die Versuche am sogenannten Split-Hopkinson-Bar erläutert: Ein auf bis zu 30 m/s beschleunigter Stahl Stab belastet eine Betonprobe definiert hochdynamisch. Die Probe versagt aufgrund der durch den Aufprall induzierten Spannungswelle. Dieser Versuch ermöglicht es mit Hilfe hochspezialisierter Messtechnik, wichtige dynamische Eigenschaften des untersuchten Werkstoffs zu bestimmen. Die Messergebnisse helfen bei der Auslegung von Werkstoffen und Strukturen zum Beispiel für Bauwerke die einem Sprengstoffimpakt standhalten sollen.
Das High Energy Laser Lab (HELL) befasst sich mit den Auswirkungen eines max. 120KW Laserstrahls auf Materialien und Strukturen. Die Ausgangsleistung des neuen Lasers orientierte sich an der Erwartung von Experten, die eine Einführung von Laserwaffen mit einer Leistung von deutlich über 100 Kilowatt ab der Mitte dieses Jahrzehnts erwarten. Damit wurde am Fraunhofer EMI die Basis geschaffen, die Bundeswehr durch wissenschaftliche Analysen zur Laserwirkung zu unterstützen und Untersuchungen zum Schutz von Soldaten und Soldatinnen bei der Anwendung von Hochenergielaserwaffen durchzuführen. Exemplarisch bietet das neue Labor die Möglichkeit, die Laserfestigkeit von Materialien für zukünftige wehrtechnische Systeme zu prüfen.
Crashzentrum mit Röntgencrash (LINAG)
Mit einer Photonenenergie, die mit bis zu 9 Megaelektronenvolt aktuell am Fraunhofer EMI vorhandene Systeme um das 20-Fache übersteigt, können in Zukunft alle im Fahrzeugbau üblichen Materialien durchleuchtet werden. Darüber hinaus ermöglicht eine kurze Röntgenpulsdauer von wenigen Mikrosekunden die Aufzeichnung von Deformationsprozessen im Crashtest ohne Bewegungsunschärfe. Durch die Verwendung einer kontinuierlich emittierenden Strahlenquelle wird die bisher existierende Begrenzung auf nur wenige Bilder aufgebrochen.
Batterieprüflabor (TevLib)
Zum Leistungsangebot im Geschäftsfeld Automotive gehören experimentelle und simulative Untersuchungen zum Crashverhalten von Batteriezellen, Modulen und Hochvoltspeichern. Außerdem können in der Versuchsanlage die thermische Propagation – die gefürchtete Kettenreaktion innerhalb eines Batteriepacks – studiert und geeignete Gegenmaßnahmen erforscht werden. Aber auch bei stationären Batteriespeichern, welche durch den zunehmenden Ausbau der erneuerbaren Energien nun auch im Heimbereich Einzug halten, besteht noch viel Forschungsbedarf, um zu sichereren Systemen zu kommen.
Eine Diskussion über die vorgestellten Projekte, bei der die Studierenden ihre Fragen und persönlichen Interessen einbrachten, schloss die Exkursion ab. Im Nachgang diskutierten die Professoren Weber, Stienen, Riedel und Meinert mit den Fraunhofer-Experten, Konzepte für Studiengänge im Bereich zivile Sicherheit und urbane Resilienz.
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