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Einfluss von alternativen Treibstoffen auf den Flugzeugentwurf

Erstellt am: 29.06.2011 | Stand des Wissens: 23.02.2017
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.

Synthetisch erzeugte Treibstoffe und Biotreibstoffe besitzen ähnliche Gewichts-, Volumen- und Leistungsdaten wie herkömmliche Treibstoffe, die aus Rohöl gewonnen werden. Von daher bedarf es bei ihrem Einsatz keiner nennenswerten Entwurfsänderungen am Flugzeug.

Abb. 1: Revenue Passenger Kilometres

Abb. 1 Biotreibstoffe sind besser für den Bodentransport geeignet, während sich Synjets leicht im Luftverkehr einsetzen lassen [Dagg]

Der Kryo-Treibstoff Wasserstoff muss in flüssiger Form gelagert werden, was zu erheblichen Änderungen des Flugzeugentwurfs führt. Wegen der Isolation und starken Bedrückung der Tanks, kann der Wasserstoff nicht im Tragflügel gelagert werden. Die schweren Kryo-Tanks erhöhen das operationelle Leergewicht um etwa 13 Prozent.

Da der Wasserstoff ein sehr leichter Stoff ist, fällt das Startgewicht des gesamten Flugzeugs um etwa 5 Prozent niedriger aus. Daher könnten kleinere und leichtere Triebwerke verwendet werden. Ebenso wäre es möglich, die Tragflügelspannweite um etwa 5 Prozent zu verringern.

Die Leistungsdaten von Alkohol sind schlechter als die von Wasserstoff und Kerosin. Ein Äthanolflugzeug muss ein grösseres Tankvolumen für die Erzielung derselben Leistung besitzen. Damit ist jedoch eine Vergrößerung der Tragflügelfläche verbunden, was wiederum das Flugzeugleergewicht (OEW) steigert. Da Äthanol schwerer als Kerosin ist, erhöht sich auch das Startgewicht. Das höhere Startgewicht erfordert die Verwendung leistungsstärkerer Triebwerke, welche einen grösseren Schub liefern müssen.
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Auswirkungen herkömmlicher Luftverkehrskraftstoffe & Entwicklung alternativer Flugtreibstoffe (Stand des Wissens: 23.02.2017)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?355970
Literatur
[Dagg] Daggett, D., Hadaller, O., Hendricks, R., Walther, R. Alternative Fuels and Their Potential Impact on Aviation, 2006
Glossar
H2 Wasserstoff ("H2" = grch.-lat. für hydrogenium "Wassererzeuger") ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 1. Wasserstoff stellt sowohl bezogen auf die Masse (75%) als auch bezogen auf die Zahl der Teilchen (91%) das häufigste aller im All vorkommenden Elemente dar. Wasserstoff ist ein farb- und geruchloses Gas welches in der Natur aufgrund der hohen Reaktivität nicht in seiner elementaren Form vorkommt. Wasserstoff liegt gebunden in Form von Erdöl und Erdgas, in Mineralien, in Biomasse, aber vorwiegend in Form von Wasser vor. Wasserstoff ist somit ein Sekundärenergieträger (Energiespeicher)und muss erst aus den oben genannten fossilen oder nicht fossilen Primärenergieträgern unter Einsatz von zusätzlicher Energie hergestellt werden.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?355783

Gedruckt am Samstag, 20. August 2022 06:54:05