Neue Triebwerke für die zivile Luftfahrt sollen in Zukunft erheblich weniger Schadstoffe ausstoßen; die europäische strategische Forschungsagenda (SRA) spricht von einer Senkung der Stickoxidemission von bis zu 80 Prozent. Um dieses anspruchsvolle Ziel zu erfüllen, arbeiten die Triebwerkshersteller an einem neuen Brennkammerkonzept: der Magerverbrennung. Dabei werden die Verbrennungstemperaturen abgesenkt, womit sich der unter Umweltgesichtspunkten erforderliche Quantensprung bei der Emissionsminderung verwirklichen lässt.
Dieses Potenzial wird jedoch mit einer höheren Komplexität der Brenner erkauft. Da die Brenner während des Starts und der Reiseflugphase mager verbrennen sollen, wird das Brennstoff-zu–Luft - Verhältnis während des Teillastbetriebs, also zum Beispiel im Leerlauf so klein, dass die Menge des Kraftstoffs nicht mehr ausreichen würde, um eine stabile Verbrennung zu gewährleisten, und die Flamme verlöschen würde. Deswegen müssen Magerbrennkammern mit Pilotbrennern ausgestattet werden, um eine sichere Flammenhaltung jederzeit zu gewährleisten. In den neueren Entwicklungen von Rolls-Royce und General Electric werden diese Brenner in die Hauptbrenner integriert. Man spricht hier von magerer Direkteinspritzung (LDI: Lean Direct Injection). Die erfolgreiche Pilotierung, die Menge der Schadstoffe, die vom Pilotbrenner erzeugt werden, der Ausbrand und andere wichtige Größen, die zur Betriebstauglichkeit der Magerbrennkammern demonstriert werden müssen, hängen von der optimalen Anpassung der Strömungsfelder und der Gestaltung der Kraftstoffeinspritzung der Brenner ab. Hierbei fehlt es dem neuen Brennkammerkonzept noch an gesicherten Auslegungsregeln, die z.B. eine Anpassung der Brennkammer an größere oder kleinere Triebwerke ermöglichen würden. Um die hierfür notwendige Entwicklung von Auslegungsgrundlagen zu unterstützen, gehen das DLR und Rolls-Royce einen neuen Weg: Die Magerbrenner für die zukünftige Triebwerksgeneration werden im Originalmaßstab in einer optisch zugänglichen Brennkammer mit Lasermesstechniken untersucht.
In der neuen optischen Einzelsektorbrennkammer im HBK 1, dem BOSS (Big Optical Single Sector), werden bis 20 bar mit Hilfe der Lasermesstechniken das Zusammenwirken von Strömung und Verbrennung und die Rolle, die das Kraftstoffspray dabei spielt, erforscht. Ziel ist ein verbessertes Verständnis der Schadstoffbildung und letztlich eine Beschleunigung der Entwicklung schadstoffarmer Brennkammern.