Wasserstoff-Antrieb für die Luftfahrt macht erste Schritte
Noch aber ist das Turbinen-Strahltriebwerk, befeuert mit Kerosin, einem komplexen Gemisch aus Alkanen, Cycloalkanen, Aromaten und mehr, dank Jahrzehnten der Forschung, Erprobung und Praxis nahezu alternativlos.
Kein Batteriespeicher bietet auch nur den Ansatz der nötigen Kapazität, um 200 Menschen von einem Kontinent auf den nächsten zu befördern. Der Akku ist dann schlicht zu schwer, um nach den Gesetzen der Aerodynamik noch abheben zu können.
Synthetisch und nachhaltig hergestellte Ersatzstoffe für Kerosin könnten einen Teil des Problems lösen, nämlich den CO2-Ausstoß verringern. Dass dieses zusammen mit einer Vielzahl weiterer Endprodukte der Verbrennung hoch oben in unserer Atmosphäre verteilt wird, ändert sich dadurch leider nicht.
Und auf das Fliegen verzichten will am Ende auch niemand. Bleibt der Wasserstoff, der extrem entzündlich ist, durch seine Reinheit in kleiner, gut steuerbarer Flamme brennt. Er könnte somit noch dazu der wesentlich effizientere Brennstoff sein als ein Erdölderivat.
Neuland simulieren und Daten sammeln
Bei der Verbrennung zur Erzeugung des Düsenstrahls entstehen Vibrationen, die sich im Gehäuse fortpflanzen und durch die Vielzahl an einzelnen Flamme auch interagieren. Überlagern sie sich, zerbricht im schlimmsten Fall das ganze Triebwerk. Es kommt hinzu, dass dies unter Bedingungen stattfindet, die aufwendig simuliert werden müssen.
Genau das findet aktuell an der ETH Zürich statt, die in speziellen Kammern nach der optimalen Temperatur und Größe für die H2-Verbrennung sucht. Dazu liefern die Daten Aufschluss über Vibrationen und Schallwellen, die im später zu konstruierenden Triebwerk auftreten können. Mit den passenden Simulationen lässt sich aber schon vorher erkennen, welche Konstruktion erfolgversprechend sein könnte.
Es handelt sich um die erste Studie, die die Wasserstoffverbrennung für Strahltriebwerk unter den tatsächlich in Flughöhe vorherrschenden Bedingungen untersucht. Für das nötige Praxiswissen bei der Triebwerkskonstruktion sorgen die beteiligten Ingenieure von GE Aviation.
Um das Gelingen der praxistauglichen Umsetzung machen sich die Autoren der Studie im Übrigen keine Sorgen. Technische Hürden sehen sie nicht. Ganz anders erscheint dies bei der Produktion, dem Transport und insbesondere der nachhaltigen Bereitstellung der dafür nötigen Energie aus. Der zu betreibende Aufwand dürfte enorm werden.
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