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NASA schickt DC-8 zu Forschungsflügen nach Ramstein

Die NASA schickt ihr Forschungsflugzeug vom Typ Douglas DC-8 in der nächsten Woche für eine Testflugkampagne nach Deutschland. Gemeinsam mit dem DLR will die US-Luft- und Raumfahrtbehörde den Einfluss von Bio-Treibstoff auf die Kondensstreifen-Bildung erforschen. Das DLR setzt für diese Flüge ihre A320 ATRA ein.

12.01.2018

Douglas DC-8 © NASA

Die Douglas DC-8 der NASA wird für eine Messflugkampagne nach Deutschland kommen. © NASA

Die NASA schickt in den nächsten Tagen ihr Forschungsflugzeug Douglas DC-8 nach Ramstein. Dort wird der vierstrahlige Testflugveteran mit dem Forschungsflugzeug A320 ATRA des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammentreffen, um bei gemeinsamen Flügen die Emissionen von alternativen Luftfahrt-Treibstoffen zu messen und zu erforschen. Am 14. Januar soll die DC-8 auf der US-Basis in Ramstein in der Pfalz landen. Die Forschungsflugkampagne trägt den sperrigen Namen ND-MAX/ECLIF 2. Das steht fürNASA/DLR-Multidisciplinary Airborne eXperiments/Emission and CLimate Impact of alternative Fuel“.

Die Douglas DC-8 der NASA wird im Januar/Februar 2018 für drei Wochen auf der Ramstein Air Force Base zu Gast sein. © NASA

Im Fokus der Forscher stehen nach Angaben des DLR „die Emissionen von alternativen Kraftstoffen und die Charakterisierung der Eiskristalle in Kondensstreifen, wobei exemplarisch Biokraftstoff zum Einsatz kommt“. Die neue Testflugkampagne ist die Fortsetzung der Forschungen, die NASA und DLR bereits 2014 mit gemeinsamen Flügen von Palmdale in Kalifornien aus begonnen hatten. Die damaligen Messung zeigten, dass eine Beimischung von 50 Prozent alternativem Kraftstoffs im Reiseflug die Rußpartikelemissionen eines Flugzeugtriebwerks um 50 bis 70 Prozent gegenüber der Verbrennung von reinem Kerosin reduziert.

Mit den Forschungsflügen in den nächsten Wochen wollen die Forschers die Partikelemissionen und ihren Einfluss auf die Wolkenbildung aus Kondensstreifen und damit ihre Klimawirkung bestimmen. „Wir freuen uns über das Vertrauen der NASA, solch eine umfangreiche Mission mit uns gemeinsam in Deutschland durchzuführen“, sagt DLR-Luftfahrtvorstand Professor Rolf Henke.

Bündelung der Forschungs-Ressourcen

„Die NASA könnte diese Forschungsflugmission nicht alleine stemmen“, ergänzte Bruce Anderson, wissenschaftlicher Leiter der Mission bei der NASA. „Wir bringen hier beide Forschungseinrichtungen mit ihren Ressourcen und Forschungsinfrastrukturen in einer Weise zur Untersuchung von alternativen Kraftstoffen zusammen, wie es niemals zuvor möglich war.“

Bei den Flügen in Kalifornien hatte die Falcon 20 des DLR die DC-8 verfolgt und ihre Emissionen gemessen. Nun wird die DC-8 hinter dem DLR-Forschungsflugzeug A320 ATRA fliegen, das mit verschiedenen Kraftstoffmischungen betrieben wird. Die DC-8 ist ein vollinstrumentiertes fliegendes Labor und ist in der Lage, die Rußpartikel, Gasemissionen und Eiskristalle im Kondensstreifen des A320 zu messen. „Wir haben Instrumente zur simultanen Vermessung der Größenverteilung der Ruß-und Eispartikel sowie der gasförmigen Emissionen im Nachlauf des ATRA an Bord der DC-8 installiert“, berichtet Dr. Hans Schlager vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. „Der Fokus unserer Messungen liegt darauf, die Emissionen beim Einsatz verschiedener Kraftstoffmischungen zu charakterisieren. Besonders interessiert uns, wie sich die Rußemissionen der unterschiedlichen Treibstoffe auf die Strahlungseigenschaften und Lebensdauer der Kondensstreifen auswirken.“

„Wir sind gerade dabei, den speziell für die Flugversuche produzierten Kraftstoff anzuliefern“, sagt André Krajewski von den DLR-Flugexperimenten. „Für insgesamt acht geplante gemeinsame Forschungsflüge haben wir Kraftstoff-Mischungen mit einem Anteil von 30 Prozent bis 50 Prozent beigemischtem HEFA.“ Der exemplarisch gewählte Biotreibstoff HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids) wird zu großen Teilen aus dem Öl von Leindotter-Pflanzen gewonnen, er steht hier exemplarisch für alternative Kraftstoffe, die auch synthetisch sein könnten.

Für die Flugtestkampagne von NASA und DLR hat auch das DLR Messinstrumente in der DC-8 einbauen dürfen. © NASA

Neben den Emissionen interessiert das internationale Forscherteam ebenfalls, wie sich die verschiedenen Kraftstoffmischungen auf die Leistungsfähigkeit der Triebwerke auswirken. „Biotreibstoffe wie HEFA unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung zu herkömmlichem Kerosin dadurch, dass sie reine Paraffine sind und keine zyklischen Kohlenwasserstoffe beinhalten. In Mischung mit herkömmlichem Jet A-1 erhält man einen zugelassenen Kraftstoff“, erklärt Dr. Patrick Le Clercq vom DLR-Institut für Verbrennungstechnik. „Diese veränderte Zusammensetzung hat Auswirkungen auf die Bildung von Ruß bei der Verbrennung.“

Bio-Fuel reduziert den Ruß-Ausstoß

Bisherige Ergebnisse der Forschungsflüge zeigten eine deutliche Verringerung der Rußemissionen bei alternativen Kraftstoffen und legen nah, dass damit die Anzahl an Eiskristallen in Kondensstreifen reduziert wird. „Die geringere Rußemission bei diesen Kraftstoffen ist eine gute Nachricht für die Umwelt, und sie wäre noch besser, wenn die Flugtests bestätigen, dass sich damit auch die Anzahl der Eiskristalle in Kondensstreifen reduzieren lässt“, sagt NASA-Forscher Anderson. DLR-Forscher Dr. Hans Schlager ergänzt: „Diese Frage ist von großer Bedeutung, weil Kondensstreifen und die sich daraus bildenden Zirruswolken vermutlich eine größere wärmende Wirkung auf die Erdatmosphäre haben, als alle über mehr als 100 Jahre in der Atmosphäre gesammelten Kohlendioxid-Emissionen des Luftverkehrs zusammen.“

Für die geplanten Messungen der Eiskristalle sind die meteorologischen Bedingungen im Winter über Deutschland günstig. Durch den Einsatz des DLR A320 ATRA als „Emissionsquelle“ und der NASA DC-8 als Messplattform können die Forscher ihre Flugtests in Höhen und mit üblichen Reisefluggeschwindigkeiten von Passagierjets durchführen, wo sich Kondensstreifen typischerweise bilden.

Nach heutiger Planung startet der erste gemeinsame Flugtest am 16. Januar 2018. Geplant ist, bis zum 2. Februar 80 Flugstunden für Messungen zu absolvieren.

Bob Fischer

 

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Über Bob Fischer

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Bob Fischer ist PPL-Inhaber mit diversen Ratings. Er veröffentlicht regelmäßig Beiträge in Luftfahrtmagazinen auf der ganzen Welt. Bob hat eine große Erfahrung in Air-to-air-Fotografie mit Jets, Kolbenmotor- und Turbopropflugzeugen.

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