Auftakt des „Greener-RQL“ Projekts

TUM.PtX News |

Im Bericht „Flightpath 2050 – Europe’s Vision for Aviation” wird das Ziel einer starken Verminderung der Schadstoffemissionen von CO2 und NOx, sowie des emittierten Lärms formuliert. Insbesondere der Umstieg vom Treibstoff Kerosin auf Wasserstoff soll zur Dekarbonisierung der Triebwerksemissionen beitragen. Das im Juli 2022 an der Professur für Sustainable Future Mobility gestartete Projekt „Greener-RQL“ unterstützt die Entwicklung von Wasserstofftriebwerken durch die Untersuchung der bisher kaum verstandenen Ursachen des Growl/Rumble-Phänomens.

Das Growl/Rumble-Phänomen beschreibt tieffrequenten Lärm, welcher auch in der Flugzeugkabine wahrnehmbar ist und als unangenehm empfunden werden kann. Darüber hinaus besteht das Risiko von Triebwerksschäden. Es wird davon ausgegangen, dass Äquivalenzverhältnis- und Entropiewellen das Growl/Rumble-Phänomens verursachen. Besonders im Kontext der Wasserstoffverbrennung herrscht jedoch ein Mangel an fundierten Untersuchungen.

Im Rahmen des Vorhabens „Greener-RQL“ soll deshalb die entropiewellengetriebene Thermoakustik mit zwei verschiedenen Treibstoffen untersucht werden: Kerosin - der Treibstoff aktueller Flugtriebwerke - und Wasserstoff - der Treibstoff einer neuen Generation von Flugtriebwerken. Durch „Greener-RQL“ soll somit ein besseres Verständnis zur Ausbreitung von Äquivalenzverhältnis- und Entropiewelle erlangt werden, sowie deren Rückkopplung auf die akustische Wellenausbreitung in einer luftgestuften Brennkammer (RQL).

RQL-Brennkammern sind traditionell darauf ausgelegt Stickoxidemission zu reduzieren. Diese Art von Brennkammern teilen die Verbrennung in zwei Stufen: Die erste Stufe der Verbrennung findet unter Sauerstoffmangel statt und siedelt sich daher im fetten Bereich an. Für die zweite Stufe der Verbrennung wird Luft zugeführt, sodass ein Luftüberschuss vorliegt und somit eine magere Verbrennung begünstigt wird. Durch die luftgestufte Brennkammer soll eine Verbrennung nahe des stöchiometrischen Gleichgewichts und bei hohen Temperaturen umgangen werden, bei welchem die Konzentration von Stickoxiden am höchsten wäre.

„Greener-RQL“ wird durch das Bayerische Luftfahrtforschungsprogramm „BayLu25“ gefördert und leistet durch die Unterstützung der Wasserstofftriebwerksentwicklung einen Beitrag zur Lärmreduktion und zur Umweltverträglichkeit von Flugzeugtriebwerken.