DLR正在使用推进技术研究所的单喷嘴扇区试验台分析10种选定的可持续航空燃料变体减少烟尘排放的潜力。
3种最有前景的SAF混合物正在由DLR推进技术研究所运营的高压燃烧室试验台3(HBK1)在真实巡航飞行条件下进行测试。研究人员正在分析废气中的烟尘排放。
可持续航空燃料(SAF)未来将在减少航空业对气候的影响方面发挥核心作用。欧洲航空安全局(EASA)的一项研究确定了6项措施,以通过SAF实现最快的减排,包括最大限度减少烟灰形成的针对性研究。但根据其化学成分,哪种燃料最适合减少非二氧化碳气候影响,还不得而知。由空客牵头的欧盟PACIFIC(与燃料成分和发动机循环相关的颗粒物排放、空气质量和气候影响)项目旨在回答这个问题。德国航空航天中心(DLR)正在与罗罗、Neste等公司合作开展该项目,以测试和评估十种精心挑选的SAF变体的烟灰形成和减排潜力。该项目获得了约500万欧元的欧盟资助,将持续三年半。
空客首席技术官Sabine Klauke表示,解决航空业的非二氧化碳排放问题对于实现真正可持续的航空业至关重要。PACIFIC项目将量化和测量与不同SAF成分相关的非二氧化碳排放。使用创新的地面实验流程,能够立即重现条件并在需要时重复这些条件。这些措施有望通过科学方法和创新技术将非二氧化碳排放影响降至最低,同时保持运营效率。
在高压试验台和飞机上进行广泛测试
该项目将首次在现实条件下详细检查SAF变体,并直接相互比较。首先,将在科隆DLR推进技术研究所运营的单扇区燃烧室测试设施上测试燃料。然后,研究人员将在HBK1测试设施的高压燃烧室中,在真实巡航飞行条件下分析3种选定的SAF成分。在这两种测试环境中,研究团队都将使用一种特殊的测量技术来分析废气中的烟尘颗粒——具体评估它们在不同燃料中的浓度和尺寸分布。
DLR燃烧技术研究所的研究人员正在为这些研究贡献他们的激光诊断技术。选定的燃料还将与赫尔辛基大学合作进行评估,以确定它们对冰晶形成的影响。基于地面测量,美因茨大学将模拟不同燃料成分产生的凝结尾迹对气候的影响。空中客车计划使用DLR燃烧技术研究所的移动测量车在图卢兹进行进一步的地面排放测量。
德国航空航天中心航空部门董事会成员Markus Fischer解释说:“航空业对气候的影响是由二氧化碳和非二氧化碳效应共同驱动的。这些影响的程度取决于燃料的化学成分、发动机的燃烧过程以及排放污染物与周围空气的相互作用。通过广泛参与欧盟的PACIFIC项目,我们的目标是与来自工业和研究领域的合作伙伴一起,最大限度地减少尾迹的变暖效应。通过选择和使用最合适的可持续航空燃料成分,我们正在为气候兼容的航空铺平道路,显著减少非二氧化碳效应和碳足迹。”
数据流入数字燃料设计工具
德国航空航天中心燃烧技术研究所正在努力根据燃料的成分预测燃料产生烟灰的趋势。为此,研究人员正在使用Simfuel平台及其庞大数据库的模型,该数据库目前包括15000多种传统喷气燃料、450多种新型燃料以及各种关键分子组和材料特性模型的分析数据。该数据库使用材料和性能特性的机器学习模型,使研究人员能够预测燃料在技术相关过程中的行为。该项目目前正在扩展数据库,以包括真实燃料的烟灰指数(YSI)——一种使用基于激光的实验室测量来衡量燃料烟灰倾向的指标。
DLR PACIFIC项目负责人Georg Eckel表示,研究工作的基本思想是从基础实验到试验台试验,最终是现实世界的飞机行为,研究燃料成分的影响,通过这些试验弥补之前飞行测试留下的理解空白。此外,DLR还将能够在此过程中进一步开发DLR Simfuel设计工具平台。最终目标是设计出高效、可持续的燃料,以最大限度地减少对气候的影响,同时改善机场的当地空气质量。 (逸文)
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