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Nasa und DLR untersuchen Biotreibstoffe im Formationsflug

Köln / Palmdale, USA - Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde Nasa und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie das kanadische National Research Council (NRC) testen derzeit bei gemeinsamen Flugversuchen den Einsatz von Biotreibstoffen im Flugverkehr.

Noch bis zum 16. Mai werden in Kalifornien in typischen Reiseflughöhen die Emissionen eines Biotreibstoff-Kerosin-Gemisches sowie dessen Auswirkungen auf die Bildung und Eigenschaften von Kondensstreifen vermessen. Die von der Nasa geleitete Flugkampagne umfasst mehr als einhundert beteiligte Wissenschaftler und Techniker. Vier Forschungsflugzeuge sind im Einsatz, darunter die Falcon 20-E des DLR. Ausgangsort ist das Armstrong Flight Research Center der Nasa am Standort Palmdale in Kalifornien.

Forschung im Formationsflug

Die Forschungsflüge finden im Rahmen des Projekts Access-II (Alternative Fuel Effects on Contrails and Cruise Emissions) statt. Die vier beteiligten Forschungsflugzeuge fliegen in typischen Reiseflughöhen zwischen neun und zwölf Kilometern in Formation, angeführt von der vierstrahligen DC-8 der NASA. Hinter der DC-8 messen die Wissenschaftler an Bord der DLR-Falcon und der NASA-Falcon die Abgas-Zusammensetzung in einer Entfernung von 100 Metern bis 20 Kilometern. Zudem untersucht eine T-33 des kanadischen National Research Council (NRC) die Dynamik der DC-8-Wirbelschleppe.

"Messungen in Abgasstrahlen und Kondensstreifen von Flugzeugen erfordern viel Erfahrung und eine erprobte Messausrüstung", sagt der DLR-Missionsleiter, Dr. Hans Schlager vom Institut für Physik der Atmosphäre. "Diese Expertise und Messinstrumentierung hat das DLR in den vergangenen Jahren bei Messungen im Nachlauf von Flugzeugen aufgebaut." Seit dem Jahr 2000 wurde die DLR-Falcon bereits in verschiedenen Messkampagnen bei der Untersuchung von Emissionen und Kondensstreifen hinter Verkehrsflugzeugen eingesetzt.

Falcon des DLR hat schon die Aschewolke aus Island untersucht

"Unsere Falcon ist ein außergewöhnlich robustes Forschungsflugzeug und ideal für Messungen im Abgasstrahl und in Kondensstreifen", sagt DLR-Testpilot Philipp Weber. "In der Flugzeug-Wirbelschleppe können starke Strukturbelastungen auftreten, für die nicht jedes Flugzeug gebaut ist." Zudem gibt es für die Falcon zahlreiche in-situ Spurengas- und Aerosol-Messinstrumente, die für die harschen Bedingungen im Nachlauf eines Flugzeugs ausgelegt sind. Die DLR-Falcon wurde im Frühjahr 2010 deutschlandweit bekannt, während sie als Vulcano Ash Hunter Messungen in der Aschewolke des isländischen Vulkans Eyjafiallajökull über der Bundesrepublik durchführte.

Emissionen alternativer Treibstoffe

Während der Forschungsflüge werden die vier CFM56-Triebwerke der DC-8 abwechselnd mit regulärem JP-8 Flugtreibstoff und einer eins zu eins Mischung aus JP-8 und dem Biotreibstoff Hefa (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids) betrieben. Hefa wird aus dem Öl der Camelina-Pflanzen gewonnen. Die DLR-Forscher konzentrieren sich bei Ihren Messungen der Biotreibstoffabgase auf die Emissionen von Rußpartikeln-und Schwefelverbindungen, sowie die Größe und Form der Eiskristalle in den Kondensstreifen. Es wird erwartet, dass bei der Verbrennung von Biotreibstoffen, zusätzlich zur besseren CO2-Bilanz, deutlich weniger Ruß- und Schwefelpartikel freigesetzt werden. Damit könnten sich bei geringerem Rußanteil größere Eiskristalle in den Kondensstreifen bilden und sich insgesamt die Klimawirkung des Luftverkehrs durch eine Erhöhung der Wolkenbedeckung reduzieren.

14.05.2014