AGEAIR: Vermessung der Effekte des Mantelstromtriebwerkverschleisses auf die Schadstoffzusammensetzung
Beschreibung
Die Grenzwerte verschiedener Schadstoffemissionen von Mantelstromtriebwerken mit einem Schub über 26.7 kN werden nach der Konvention der Internationalen Zivilluftfahrorganisation ICAO, Annex 16, Volume 1-3 definiert. Aufgrund dessen, dass die emittierten Feinstaubpartikel in den letzten Jahrzehnten immer feiner wurden, musste der Feinstaub-Messstandard angepasst werden. Ab 2020 wird neu nicht nur die sogenannte «Smoke Number», sondern auch verschiedene andere Feinstaub-Parameter als Schwellenwerte für neu produzierte oder sich im Betrieb befindende Mantelstromtriebwerke definiert. Noch weitgehend unbekannt ist der Einfluss der Triebwerksalterung auf die Zusammensetzung der Schadstoffemissionen. Dieses Wissen ist aus folgenden Gründen wichtig: (i) Die derzeitige – und ab 2020 neu eintretende – Schadstoffzertifizierung ist eine Typenzertifizierung beim Hersteller. Eine Änderung des Schadstoffemissionsverhaltens mit Laufzeit ist zu erwarten, insbesondere wegen dem Verschleiss von Bauteilen (z.B. Ablagerung an Injektoren, Effizienzverluste bei Verdichtern, etc.). (ii) Die gängigsten Emissionsinventare leiten ihre Emissionsdaten von den Typenzertifizierungsdaten (ICAO Datenbank) ab, was mit unbekannten Unsicherheiten verbunden ist. (iii) Im Gegensatz zum Strassenverkehr gibt es in der Luftfahrt keine bekannten Datensätze über den Einfluss der Triebwerksalterung auf die Emissionen. Um diese Wissenslücke zu schliessen, sind Messungen an CFM56-7B und PW4000 Triebwerken geplant. So können zwei statistisch relevante Datensätze erstellt werden. Diese Datensätze werden dann in einem multivariaten statistischen Modell mit verschiedenen Triebwerksparametern wie z.B. EGT Margin, Laufzeit oder Zyklen korreliert. So kann der Alterungseffekt quantifiziert werden. Ziel ist es, eine einfache Parametrisierung zu erarbeiten, welche in Emissionsinventaren angewendet werden kann.
Eckdaten
Projektleitung
Dr. Julien Anet
Stellv. Projektleitung
Curdin Spirig
Projektteam
Dr. Lukas Durdina, Dr. Lukas Durdina, Dr. Jacinta Edebeli, Dr. Manuel Waltert
Projektstatus
abgeschlossen, 08/2018 - 03/2020
Institut/Zentrum
Zentrum für Aviatik (ZAV)
Drittmittelgeber
Bundesamt für Zivilluftfahrt BAZL
Publikationen
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Reduction of nonvolatile particulate matter emissions of a commercial turbofan engine at the ground level from the use of a sustainable aviation fuel blend
2021 Durdina, Lukas; Brem, Benjamin Tobias; Elser, Miriam; Schönenberger, David; Siegerist, Frithjof; Anet, Julien
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Comparison of standardized sampling and measurement reference systems for aircraft engine non-volatile particulate matter emissions
2020 Lobo, Prem; Durdina, Lukas; Brem, Benjamin T.; Crayford, Andrew P.; Johnson, Mark P.; Smallwood, Greg J.; Siegerist, Frithjof; Williams, Paul I.; Black, Elizabeth A.; Llamedo, Andrea; Thomson, Kevin A.; Trueblood, Max B.; Yu, Zhenhong; Hagen, Donald E.; Whitefield, Philip D.; Miake-Lye, Richard C.; Rindlisbacher, Theo
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Chemical composition and radiative properties of nascent particulate matter emitted by an aircraft turbofan burning conventional and alternative fuels
2019 Elser, Miriam; Brem, Benjamin Tobias; Durdina, Lukas; Schönenberger, David; Siegerist, Frithjof; Fischer, Andrea; Wang, Jing
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Characterising particulate matter in the evolving exhaust plume of an aircraft engine in a test cell
2019 Durdina, Lukas; Lobo, Prem; Brem, Benjamin; Elser, Miriam; Schönenberger, David; Smallwood, Greg; Siegerist, Frithjof; Anet, Julien
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Non-volatile particulate matter emission measurements of in-service commercial turbofan engines : a comparison with estimates using certified emissions of new engines
2019 Durdina, Lukas; Edebeli, Jacinta; Spirig, Curdin; Anet, Julien
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Nonvolatile particulate matter emissions of a business jet measured at ground level and estimated for cruising altitudes
2019 Durdina, Lukas; Brem, Benjamin T.; Schönenberger, David; Siegerist, Frithjof; Anet, Julien G.; Rindlisbacher, Theo