24. Januar 2018
Klimawirkung des Luftverkehrs

DLR/NA­SA-For­schungs­flü­ge auf Kurs über Nord­deutsch­land

Gemeinsame Forschungsflüge über Deutschland
Ge­mein­sa­me For­schungs­flü­ge über Deutsch­land
Bild 1/5, Credit: DLR/NASA/Friz.

Gemeinsame Forschungsflüge über Deutschland

Dicht hin­ter dem DLR A320 ATRA (Ad­van­ced Tech­no­lo­gy Re­se­arch Air­craft) fliegt das "Flie­gen­de La­bor" der NA­SA in ei­ner DC-8 im Ab­gas­s­trahl des Air­bus. An Bord mes­sen Wis­sen­schaft­ler die Zu­sam­men­set­zung des Ab­gas­s­trahls und un­ter­su­chen die Aus­wir­kun­gen von Bio­fuels wie HE­FA auf die Bil­dung von Ruß­par­ti­keln und Eis­kris­tal­len.
Die DC-8 der NA­SA im Han­gar
Bild 2/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Die DC-8 der NASA im Hangar

Das "Air­bor­ne Science La­bo­ra­to­ry" der NA­SA wird im Han­gar mit den letz­ten Mess­in­stru­men­ten be­stückt. Der größ­te Han­gar der Ram­stein Air Ba­se bie­tet sonst Platz für C-5 Ga­la­xy oder B747 und dient wäh­rend der Kam­pa­gne als Haupt­quar­tier.
Be­tan­kung mit al­ter­na­ti­ven Treib­stof­fen
Bild 3/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Betankung mit alternativen Treibstoffen

Der Air­bus A320 ATRA des DLR wird im Lau­fe der ND­MAX/ECLIF 2 Kam­pa­gne mit ver­schie­de­nen Mi­schun­gen aus kon­ven­tio­nel­lem Flug­zeug­treib­stoff und Bio-Treib­stoff be­tankt.
Bo­den­tests am Mor­gen
Bild 4/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Bodentests am Morgen

Vor den Mess­flü­gen, bei de­nen die NA­SA DC-8 dem DLR ATRA in des­sen Ab­gas­s­trahl folgt, mes­sen die Wis­sen­schaft­ler die Zu­sam­men­set­zung der Ab­gase am Bo­den.
Emis­sio­nen im Fo­kus
Bild 5/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Emissionen im Fokus

In den Tanks des DLR ATRA ist her­kömm­li­ches Luft­fahrt­ben­zin mit Bio-Treib­stof­fen ver­mischt, um die Aus­wir­kung von al­ter­na­ti­ven Treib­stof­fen auf die Bil­dung von Was­ser­kris­tal­len und CO2 in den Ab­gas­en zu un­ter­su­chen.
  • Drei Wochen Forschungsflüge ausgehend von der Ramstein Air Base in Rheinland-Pfalz.
  • NASA DC-8 und DLR A320 ATRA fliegen gemeinsam.
  • Partikelemissionen alternativer Kraftstoffe und ihr Einfluss auf die Wolkenbildung aus Kondensstreifen und damit ihre Klimawirkung im Fokus.
  • Schwerpunkt(e): Luftfahrt, Klimaforschung, Alternative Treibstoffe

Halbzeit bei den gemeinsamen Forschungsflügen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA. Heute, am 24. Januar 2018, startet der vierte von acht geplanten gemeinsamen Flügen von der Ram­stein Air Ba­se in Rheinland-Pfalz. Die Messflüge finden vorwiegend in einem gesperrten Luftraum über Mecklenburg-Vorpommern statt. "DLR und NASA haben ihre Forschungsressourcen, Flugzeuge und verfügbare Messinstrumente gebündelt, um das Potential von alternativen Kraftstoffen für eine umweltfreundliche Luftfahrt und ihren Einfluss auf die Atmosphäre noch detaillierter zu studieren", sagt DLR-Luftfahrtvorstand Prof. Rolf Henke. Zuvor war das internationale Forscherteam bereits am 17., 19. und 23. Januar zu gemeinsamen Forschungsflügen gestartet.

"Wir haben erfolgreich Messdaten von Emissionen und Kondensstreifen des DLR A320 ATRA gesammelt, während dieser einmal zu Beginn mit klassischem Jet A-1-Kerosin und nachfolgend mit einem Kerosin/Biokraftstoff-Gemisch unter kondensstreifenbildenden und nicht-kondensstreifenbildenden Bedingungen flog", sagt Dr. Hans Schlager vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. "Außerdem haben wir bereits beim Transitflug von Kalifornien nach Deutschland Messdaten über die Eigenschaften von Zirruswolken gesammelt", ergänzt NASA-Wissenschaftler Dr. Bruce Anderson.

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NASA und DLR: Gemeinsame Flugversuche zu Emissionen alternativer Kraftstoffe
NASA und DLR untersuchen Klimawirkung des Luftverkehrs: Gemeinsame Flugversuche zu Emissionen alternativer Kraftstoffe Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA werden im Januar 2018 erstmals gemeinsame Forschungsflüge in Deutschland...
Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Forschungsfrage Klimawirkung

Eine entscheidende Frage der Forschungsflüge, die noch bis Anfang Februar andauern, ist: Lässt sich nachweisen, dass geringere Ruß-Emissionen bei alternativen Luftfahrt-Kraftstoffen, zu einer Veränderung bei den Eispartikeln in Kondensstreifen und damit zu einer geringeren wärmenden Klimawirkung von langlebigen Kondensstreifen führen? "Zudem interessiert uns, ob durch ein zielgerichtetes Fuel-Design bereits bei einer deutlich wirtschaftlicheren Beimischung von 30 Prozent Biokraftstoff die Rußemissionen ähnlich gering ausfallen, wie bei einer 50-prozentigen Zumischung zu klassischem Jet A-1-Kerosin", erklärt Dr. Patrick Le Clercq vom DLR-Institut für Verbrennungstechnik. "Dabei bauen wir auf den Ergebnissen der ECLIF I-Kampagne auf, bei der 2015 zwei DLR-Flugzeuge, der A320 ATRA und die Falcon, im Einsatz waren und die NASA zudem bei den Bodenmessungen unterstützte.

Für die Messflüge der Mission ND-MAX/ECLIF 2 (NASA/DLR-Multidisciplinary Airborne eXperiments/Emission and CLimate Impact of alternative Fuel) starten der A320-ATRA des DLR und das "Fliegende Labor" der NASA mit insgesamt 14 Messinstrumenten an Bord, von denen rund die Hälfte das DLR bereitgestellt hat. Der DLR A320 fliegt mitalternativem Kraftstoff, die NASA DC-8 folgt mit einigen Kilometern Abstand hinterher und "schnüffelt" im Abgas. Dabei werden die Emissionen zweierunterschiedlicher Gemische aus alternativen Treibstoffen und Kerosin in verschiedenen Höhen und bei unterschiedlichen Fluggeschwindigkeiten vermessen, ebenso wie die resultierenden Kondensstreifen und Kondensstreifen-Zirren.

Ablauf der Flugversuche

Ein regulärer gemeinsamer Forschungsflug startet am Vormittag von der Ramstein Air Base. "NASA DC-8 und DLR-Airbus fliegen dann für die Messungen in einigem Abstand in einen für die Flugversuche reservierten Luftraum ein", erklärt DLR-Testpilot Stefan Seydel. "Bei den bisherigen Flügen war dies ein Luftraum über Mecklenburg-Vorpommern." Dort absolvieren beide Flugzeuge einander folgend pro Flug etwa 15 Runden. "Nach einer geraden Strecke, bei der wir im Kondensstreifen des A320 fliegen, folgt eine 180 Grad-Kurve, dann tauchen wir mit der DC-8 erneut auf einer geraden Strecke in Abgase und Kondensstreifen ein, bevor die nächste 180 Grad-Wendung folgt", beschreibt NASA-Testpilot Wayne Ringelberg das Manöver. "Diese Messrunden fliegen wir in der Regel vier bis fünf Stunden, bevor wir den Rückflug nach Ramstein antreten."

In Ramstein landet die NASA DC-8 kurz nach dem DLR-A320. Auf dem Rollweg finden dann noch letzte Abgasmessungen statt, bevor die Flugzeuge zum Hangar rollen. Daneben führen die Forscher separat Standversuche durch, bei denen die Abgase des DLR-A320 mit festinstallierten Bodenmessgeräten untersucht werden. Ergebnisse erwarten die Forscher in einigen Monaten.

Starke Partnerschaft

Die Zusammenarbeit des DLR mit der NASA hat eine lange Tradition. War diese lange Zeit durch die Raumfahrt geprägt, konnte das DLR in den vergangenen Jahren sehr gute Beziehungen zur NASA im Bereich Luftfahrt aufbauen. "Zum einen haben DLR und NASA zusammen IFAR gegründet, ein Forum, das weltweit 26 Forschungszentren der Luftfahrt verbindet. Zum anderen konnten über vorhandene bilaterale Kooperationen einzelner DLR-Institute hinaus übergreifende Projekte mit der NASA initiiert werden, sagt DLR-Luftfahrtvorstand Prof Rolf Henke. "Ein Beispiel ist die DLR-NASA-Design Challenge, ein Wettbewerb, der zeitgleich und mit gleichen Vorgaben an deutschen und amerikanischen Universitäten läuft und gerade in die zweite Runde geht." Beide Partner engagieren sich in der Luftfahrtforschung besonders bei gemeinsamen Forschungsprojekten in den Bereichen Luftverkehrsmanagement sowie lärm- und emissionsarmes Fliegen.

Kontakt
  • Falk Dambowsky
    Pres­se­re­dak­ti­on
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

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    Telefon: +49 2203 601-3959
    Linder Höhe
    51147 Köln
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  • Dr. Patrick Le Clercq

    DLR-In­sti­tut für Ver­bren­nungs­tech­nik
    Telefon: +49 711 6862-441
    Fax: +49 711 6862-578
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  • Kate Squires
    Na­tio­nal Ae­ro­nau­tics and Space Ad­mi­nis­tra­ti­on (NA­SA)

    Arm­strong Flight Re­se­arch Cen­ter
    Telefon: +1 661 276-2020

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  • Stefan Seydel

    Lei­ter For­schungs­flug­ab­tei­lung Braun­schweig
    Telefon: +49 531 295-2240
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  • Sandra Archer
    86th Air­lift Wing

    Pu­blic Af­fairs Of­fi­ce Ram­stein Air Ba­se
    Telefon: +49 6371 47-2458

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  • Dr. Hans Schlager
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Phy­sik der At­mo­sphä­re
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    Telefon: +49 8153 28-2510
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