Fachhochschule
Aachen
Fachbereich
Flugzeugbau
Wasserstofforschung
im Brennkammerlabor <<
click here
Triebwerkbau und Raumfahrttechnik
WASSERSTOFF
IN FLUGTRIEBWERKEN
Gemeinschaftsprojekt
Airbus A320 APU GTCP
36-300

Projekt-Partner:
Daimler-Benz
Aerospace Airbus, Hamburg
Bodenseewerk Gerätetechnik, Überlingen
AlliedSignal
Aerospace, Raunheim
Sundstrand
Aerospace, Kelsterbach
Drägerwerke,
Lübeck
Hintergrundinformation zur Wasserstoff-Technologie
-
Nach Prognosen der Erdölgesellschaften werden die fossilen Brennstoffe
im kommenden Jahrhundert verknappen.
-
Fossile Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Erdgas) belasten die Erdatmosphäre
mit Kohlendioxid (CO2) und tragen erheblich zum gefürchteten Treibhauseffekt
bei.
-
Solarthermische und photovoltaische Energiekonverter, Biomasse, Wind, Wellen
und Gezeiten ermöglichen in Zukunft neben konventionellen Wasserkraftanlagen
eine umweltverträgliche Energieversorgung.
-
Wo die Gewinnung und die Nutzung der Energie räumlich und zeitlich
getrennt erfolgen, steht Wasserstoff als idealer Energieträger und
-speicher zur Verfügung.
-
Transportaufgaben werden sich ökologisch unbedenklich -- und in der
Folge auch wirtschaftlich -- mit Wasserstoff-Antrieben durchführen
lassen, etwa mit Hilfe von Brennstoffzellen in Schiffen und Automobilen,
durch Verbrennung in den schon bewährten Raketenantrieben der Raumfahrt
sowie zukünftig auch in Gasturbinentriebwerken und Kolbenmotoren der
Luftfahrt.
-
Mittelfristig ist die Umstellung der Flugzeuge auf Wasserstoffantriebe
daher unausweichlich, wobei die mehrere Jahrzehnte währende Einsatzdauer
eines Flugzeugmusters lange Vorlaufzeiten der Technologieentwicklung erforderlich
macht.
-
Mit Förderung des Ministeriums für Wissenschaft und Forschung
des Landes NRW arbeitet die FH Aachen auf diesem Gebiet seit 1987. Schwerpunkte
der Untersuchungen sind Fragen der Stickoxid-armen Verbrennung von Wasserstoff,
der Wasserstoffzumessung und der Triebwerksregelung unter den Bedingungen
eines kompressiblen Brennstoffs. Da Flugzeuge den Wasserstoff in flüssiger
Form, also bei Temperaturen von etwa 20 K tanken müssen, sollen jetzt
auch die kryotechnischen Komponenten eines Wasserstoff-Antriebssystems
in die Betrachtungen einbezogen werden.
-
Mit Unterstützung von Industriepartnem wurde
eine Hilfsgaturbine (APU) des Airbus A 320 vom Typ GTCP 36-300 auf Wasserstoff
umgestellt. Der sichere Betrieb der Maschine und eine Herabsetzung der
NO,-Emissionen um etwa 65 Prozent konnten nachgewiesen
Versuchsträger - Hilfsgasturbine GTCP 36-300
Forschungs- und Entwicklungsschritte (Stand April 1997):
-
Entwicklung und Erprobung einer stickoxidarmen Mikro-Misch-Brennkammer
-
Entwicklung und Erprobung einer Wasserstoffzumeßeinheit fiir gasförmigen
Wasserstoff (GH2)
-
Inbetriebnahme der Hilfsgasturbine mit GH2 mit elektronischem Regler und
neuer Regelungssoftware
-
Betrieb der Hilfsgasturbine mit Mikro-Misch-Brennkammer (Bild
1)
-
Abgasanalysen verschiedener Lastläufe (Kerosin, GH2 mit Einzeldüsen,
GH2 mit Mikro-Misch-Brennkammer; Bild 2)
Zukiinftige Arbeiten:
-
Aufbau der Versorgungsstrecke fiir den Betrieb mit flüssigem Wasserstoff
(LH2) mit Kryo-Pumpe, Kryoventilen, Verdampfer (Wärmetauscher), Regelventile(n)
-
Optimierung der Mikro-Misch-Brennkammer
-
Inbetriebnahme der Regelstrecke und Optimierung der Regelungssoftware
-
Inbetriebnahme der Hilfsgasturbiae bei Betrieb mit flüssigem Wasserstoff
Bild 1
FCU, Einlaßleitschaufeln (IGV; load), EGT über der Laufzeit
(Wasserstoff Testlauf) bei konstanter Drehzahl (=99%)
Bild 2
(schwarz) Lauf Nr. 148 - Maschine mit Kerosin betrieben
(blau) Lauf Nr. 159 - Maschine mit H2-Düsen betrieben
(rot) Lauf Nr. 176 - Maschine mit Mikro-Misch-Brennkammer betrieben
Beirat:
Prof. Dr.-Ing. Günter Dahl
Prof. Dr.-Ing. Thomas Esch
Prof. Dr.-Ing. Thomas Franke
Prof. Dr.-Ing. Friedemann Suttrop
Wasserstoff in Flugtriebwerken
Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt des Landes Nordrhein-Westfalen
an der Fachhoschule Aachen, Goethestr. 1, D-52064 Aachen, ph: +49 241 6009-2410,
fax: +49 241 6009-2680
Wasserstofforschung
im Brennkammerlabor <<
click here
EOF