Damit ein Flugzeug abheben und fliegen kann, muss durch seine Triebwerke Luft strömen. Die wird im Innern erhitzt und zum Teil mit großer Geschwindigkeit wieder ausgestoßen, dadurch erhält der Flieger Schub. Mit der Luft allerdings gelangen viele unerwünschte Partikel in den Motor, erklärt Sebastian Giljohann von Lufthansa Technik.
"Triebwerke, die saugen alles an, was da vor das Triebwerk kommt. Das sind Insekten, Pollen, Staub einfach, in der Wüste ist auch viel Sand, aber auch Kraftstoffreste von vorhergehenden Flugzeugen, so Rußpartikel und natürlich Vögel, die fliegen da auch manchmal rein."
Die Triebwerke verschmutzen und das stört den Luftstrom, so dass mehr Kerosin verbrannt werden muss, um die Flugleistung aufrecht zu erhalten. Fluggesellschaften reinigen daher jedes Triebwerk mindestens zweimal im Jahr, sagt Sebastian Giljohann.
"Wir reinigen mit Wasser. Das funktioniert auch sehr gut, das Problem ist nur, dass wir im Winter Temperaturen unter Null Grad haben und dann nicht waschen können. Also dieses Triebwerk braucht zur Steuerung Sensorleitungen, die an verschiedenen Stellen verbaut sind, unter fünf Grad waschen wir nicht, damit diese Feuchtigkeit da nicht gefriert und dann diese Sensorleitungen verstopfen."
Das würde zu Problemen beim Start führen. Daher müssen im Winter manche Flugzeuge mit ungereinigten Triebwerken fliegen. Das soll sich ändern. An der Hochschule Darmstadt arbeiten Wissenschaftler an einem neuen Waschverfahren, bei dem statt Wasser gefrorenes Kohlenstoffdioxyd, CO2, zum Einsatz kommt. In einer kleinen Halle haben die Forscher das rund sechs Meter große Triebwerk einer Boing 747 aufgebaut.
Ein Mitarbeiter schaufelt hagelkornähnliche CO2-Pellets in ein Trockeneisstrahlgerät. Druckluft führt dann die drei Millimeter großen, weißen Kügelchen mit sich, so dass sie mit hoher Geschwindigkeit auf den Eingang des Triebwerks treffen, erklärt Projektleiter Gerald Ruß.
"Ziel ist es, die Pellets unter einem solchen Winkel und mit solcher Geschwindigkeit in das Triebwerk hineinzuschießen, dass sie möglichst tief in das Triebwerk eindringen und dort auch noch eine genügend große Energie haben, um eine Reinigung herbeizuführen."
Die Kügelchen treffen mit großer Wucht auf den Schmutz und tragen ihn dadurch ab. Zudem wirken thermische Kräfte, denn das CO2-Trockeneis hat minus 78 Grad Celsius. Im Triebwerk fliegt es nur kurze Zeit als Feststoff umher, dann wird es gasförmig. Dabei bleibt keine Feuchtigkeit zurück, sagt Sebastian Kuhn, der am Triebwerk arbeitet.
"Das Gas vermischt sich mit der Umgebungsluft und muss nicht teuer entsorgt werden oder so und als Gas ist es in unserer Atmosphäre sowieso enthalten und stört uns deshalb auch nicht."
Pro Säuberung wird nur etwa halb so viel CO2 freigesetzt wie beim Verbrauch einer Autotankfüllung, sagen die Forscher. Für die Versuche bestreichen sie die Schaufeln des Triebwerks mit einer Farbe. Nach jeder Reinigung schauen sie nach, wie viel Farbe zurückgeblieben ist. Sebastian Kuhn startet das Triebwerk für eine neue Messung.
Dieses Mal wollen die Wissenschaftler das Trockeneis mit besonders hohem Druck auf das Treibwerk schießen. Gerald Ruß verfolgt den Versuch über einen Monitor im Labor. Alles verläuft nach Plan.
"Ich habe das Gefühl, dass wir auf einem guten Weg sind, dass wir ein Verfahren haben, das in den Flugbetrieb integriert werden kann. Ich gehe davon aus, dass es zwei bis drei Jahre braucht, bis wir soweit sind."
Noch ist offen, wie häufig ein Triebwerk mit CO2 gereinigt werden soll, ob nach jedem Flug oder nur alle paar Wochen. In jedem Fall sollte sich das Verfahren nach wenigen Jahren finanziell lohnen, meint Sebastian Giljohann.
"Wir haben dadurch natürlich die Lebensdauer eines Triebwerks erheblich verlängert, zum anderen aber - und das ist der wichtigere Teil - den Kerosinverbrauch gesenkt."
Ein Prozent Kraftstoff soll eingespart werden, indem die Triebwerke auch im Winter richtig sauber sind. Ein Airbus 380 zum Beispiel, der von Frankfurt nach New York fliegt, verbraucht dadurch gut 1000 Liter weniger Kerosin, das entspricht rund drei Tonnen weniger CO2-Emissionen. Außerdem, so Sebastian Giljohann, sollte das neue Verfahren für größeren Flugkomfort sorgen.
"Man hat durch Feuchtigkeit, die sich durch so eine Wäsche ergeben kann, die sich in den Leitungen zur Klimaanlage ablagert, eben auch unangenehme Gerüche in der Kabine. Und mit dem neuen Verfahren gibt's keine Wasserreste mehr, die sich irgendwo sammeln können und das heißt, wir haben einfach eine saubere Luft in der Kabine, keine unangenehmen Gerüche."
"Triebwerke, die saugen alles an, was da vor das Triebwerk kommt. Das sind Insekten, Pollen, Staub einfach, in der Wüste ist auch viel Sand, aber auch Kraftstoffreste von vorhergehenden Flugzeugen, so Rußpartikel und natürlich Vögel, die fliegen da auch manchmal rein."
Die Triebwerke verschmutzen und das stört den Luftstrom, so dass mehr Kerosin verbrannt werden muss, um die Flugleistung aufrecht zu erhalten. Fluggesellschaften reinigen daher jedes Triebwerk mindestens zweimal im Jahr, sagt Sebastian Giljohann.
"Wir reinigen mit Wasser. Das funktioniert auch sehr gut, das Problem ist nur, dass wir im Winter Temperaturen unter Null Grad haben und dann nicht waschen können. Also dieses Triebwerk braucht zur Steuerung Sensorleitungen, die an verschiedenen Stellen verbaut sind, unter fünf Grad waschen wir nicht, damit diese Feuchtigkeit da nicht gefriert und dann diese Sensorleitungen verstopfen."
Das würde zu Problemen beim Start führen. Daher müssen im Winter manche Flugzeuge mit ungereinigten Triebwerken fliegen. Das soll sich ändern. An der Hochschule Darmstadt arbeiten Wissenschaftler an einem neuen Waschverfahren, bei dem statt Wasser gefrorenes Kohlenstoffdioxyd, CO2, zum Einsatz kommt. In einer kleinen Halle haben die Forscher das rund sechs Meter große Triebwerk einer Boing 747 aufgebaut.
Ein Mitarbeiter schaufelt hagelkornähnliche CO2-Pellets in ein Trockeneisstrahlgerät. Druckluft führt dann die drei Millimeter großen, weißen Kügelchen mit sich, so dass sie mit hoher Geschwindigkeit auf den Eingang des Triebwerks treffen, erklärt Projektleiter Gerald Ruß.
"Ziel ist es, die Pellets unter einem solchen Winkel und mit solcher Geschwindigkeit in das Triebwerk hineinzuschießen, dass sie möglichst tief in das Triebwerk eindringen und dort auch noch eine genügend große Energie haben, um eine Reinigung herbeizuführen."
Die Kügelchen treffen mit großer Wucht auf den Schmutz und tragen ihn dadurch ab. Zudem wirken thermische Kräfte, denn das CO2-Trockeneis hat minus 78 Grad Celsius. Im Triebwerk fliegt es nur kurze Zeit als Feststoff umher, dann wird es gasförmig. Dabei bleibt keine Feuchtigkeit zurück, sagt Sebastian Kuhn, der am Triebwerk arbeitet.
"Das Gas vermischt sich mit der Umgebungsluft und muss nicht teuer entsorgt werden oder so und als Gas ist es in unserer Atmosphäre sowieso enthalten und stört uns deshalb auch nicht."
Pro Säuberung wird nur etwa halb so viel CO2 freigesetzt wie beim Verbrauch einer Autotankfüllung, sagen die Forscher. Für die Versuche bestreichen sie die Schaufeln des Triebwerks mit einer Farbe. Nach jeder Reinigung schauen sie nach, wie viel Farbe zurückgeblieben ist. Sebastian Kuhn startet das Triebwerk für eine neue Messung.
Dieses Mal wollen die Wissenschaftler das Trockeneis mit besonders hohem Druck auf das Treibwerk schießen. Gerald Ruß verfolgt den Versuch über einen Monitor im Labor. Alles verläuft nach Plan.
"Ich habe das Gefühl, dass wir auf einem guten Weg sind, dass wir ein Verfahren haben, das in den Flugbetrieb integriert werden kann. Ich gehe davon aus, dass es zwei bis drei Jahre braucht, bis wir soweit sind."
Noch ist offen, wie häufig ein Triebwerk mit CO2 gereinigt werden soll, ob nach jedem Flug oder nur alle paar Wochen. In jedem Fall sollte sich das Verfahren nach wenigen Jahren finanziell lohnen, meint Sebastian Giljohann.
"Wir haben dadurch natürlich die Lebensdauer eines Triebwerks erheblich verlängert, zum anderen aber - und das ist der wichtigere Teil - den Kerosinverbrauch gesenkt."
Ein Prozent Kraftstoff soll eingespart werden, indem die Triebwerke auch im Winter richtig sauber sind. Ein Airbus 380 zum Beispiel, der von Frankfurt nach New York fliegt, verbraucht dadurch gut 1000 Liter weniger Kerosin, das entspricht rund drei Tonnen weniger CO2-Emissionen. Außerdem, so Sebastian Giljohann, sollte das neue Verfahren für größeren Flugkomfort sorgen.
"Man hat durch Feuchtigkeit, die sich durch so eine Wäsche ergeben kann, die sich in den Leitungen zur Klimaanlage ablagert, eben auch unangenehme Gerüche in der Kabine. Und mit dem neuen Verfahren gibt's keine Wasserreste mehr, die sich irgendwo sammeln können und das heißt, wir haben einfach eine saubere Luft in der Kabine, keine unangenehmen Gerüche."