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AGEAIR: Vermessung der Effekte des Mantelstromtriebwerkverschleisses auf die Schadstoffzusammensetzung

Auf einen Blick

  • Projektleiter/in : Dr. Julien Anet
  • Stellv. Projektleiter/in : Curdin Spirig
  • Projektteam : Dr. Lukas Durdina, Dr. Lukas Durdina, Jacinta Edebeli, Manuel Waltert
  • Projektstatus : abgeschlossen
  • Drittmittelgeber : Bund (Bundesamt für Zivilluftfahrt BAZL)
  • Kontaktperson : Julien Anet

Beschreibung

Die Grenzwerte verschiedener Schadstoffemissionen von Mantelstromtriebwerken mit einem Schub über 26.7 kN werden nach der Konvention der Internationalen Zivilluftfahrorganisation ICAO, Annex 16, Volume 1-3 definiert. Aufgrund dessen, dass die emittierten Feinstaubpartikel in den letzten Jahrzehnten immer feiner wurden, musste der Feinstaub-Messstandard angepasst werden. Ab 2020 wird neu nicht nur die sogenannte «Smoke Number», sondern auch verschiedene andere Feinstaub-Parameter als Schwellenwerte für neu produzierte oder sich im Betrieb befindende Mantelstromtriebwerke definiert.
Noch weitgehend unbekannt ist der Einfluss der Triebwerksalterung auf die Zusammensetzung der Schadstoffemissionen. Dieses Wissen ist aus folgenden Gründen wichtig: (i) Die derzeitige – und ab 2020 neu eintretende – Schadstoffzertifizierung ist eine Typenzertifizierung beim Hersteller. Eine Änderung des Schadstoffemissionsverhaltens mit Laufzeit ist zu erwarten, insbesondere wegen dem Verschleiss von Bauteilen (z.B. Ablagerung an Injektoren, Effizienzverluste bei Verdichtern, etc.). (ii) Die gängigsten Emissionsinventare leiten ihre Emissionsdaten von den Typenzertifizierungsdaten (ICAO Datenbank) ab, was mit unbekannten Unsicherheiten verbunden ist. (iii) Im Gegensatz zum Strassenverkehr gibt es in der Luftfahrt keine bekannten Datensätze über den Einfluss der Triebwerksalterung auf die Emissionen.
Um diese Wissenslücke zu schliessen, sind Messungen an CFM56-7B und PW4000 Triebwerken geplant. So können zwei statistisch relevante Datensätze erstellt werden. Diese Datensätze werden dann in einem multivariaten statistischen Modell mit verschiedenen Triebwerksparametern wie z.B. EGT Margin, Laufzeit oder Zyklen korreliert. So kann der Alterungseffekt quantifiziert werden. Ziel ist es, eine einfache Parametrisierung zu erarbeiten, welche in Emissionsinventaren angewendet werden kann.

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