Substitution von Kerosin: Von konventionellen zu wasserstoffbetriebenen Flugzeugbrennkammern

Im Vergleich zum konventionellen Kerosinbetrieb von Flugtriebwerksbrennkammern liegt der Wissensstand zur Wasserstoffverbrennung im Luftfahrtbereich noch deutlich zurück. Dies gilt sowohl auf konzeptioneller Ebene als auch für die Optimierung erfolgversprechender Ansätze. Im WAKOS-Projektvorhaben wird auf die heute übliche Strategie der Luftstufung mit sog. RQL (Rich-Quench-Lean) Brennkammer aufgebaut, durch die bestimmte Schadstoffemissionen gezielt reduziert werden. Aufgrund der ausgeprägten Ungleichheit der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Wasserstoff und Kerosin muss das Verhalten innovativer, für die Wasserstoffverbrennung geeigneter Injektions- und Stufungsszenarien untersucht werden. Hierbei wird zum einen das stationäre Verhalten, wie Gemischbildung und Wärmefreisetzungsverteilung, als auch das transiente Verhalten bzgl. Zündung, Hochfahren und sicherem Abstellen, untersucht. Zum anderen liegt ein hohes Augenmerk auf möglichen thermoakustischen Verbrennungsinstabilitäten. Das Vorhaben reiht sich in einen größeren Forschungsverbund ein, welcher sich die Steigerung von Sicherheit und Zuverlässigkeit moderner Brennkammertechnologien auch für eine zukünftige Nutzung mit Wasserstoff zum Ziel gesetzt hat.