Die Luftfahrtstrategie der Bundesregierung und die europäische Agenda „Flightpath 2050“ gibt vor, die CO2-Emissionen und insbesondere die Klimawirkung des Luftverkehrs signifikant zu reduzieren. Um die damit verbundenen Ziele zu erreichen, muss möglichst CO2-neutral und idealerweise auch klimaneutral geflogen werden können. Dafür sind jedoch nicht nur äußerst effiziente Flugzeugkonfigurationen und Triebwerke zu entwerfen und zu entwickeln. Es müssen zudem mit regenerativer Energie erzeugte CO2-neutrale Kraftstoffe, sogenannte „Sustainable Aviation Fuels“ (SAF), verwendet und die verbleibende Klimawirkung aufgrund der weiterhin vorhandenen Triebwerksemissionen in der Atmosphäre reduziert werden. Neben diesen, mittelfristig verfügbaren Kraftstoffen ist auch die Verwendung von Wasserstoff als langfristiger Energieträger zu untersuchen und zu bewerten.
Bisherige Flugzeugentwürfe erfordern aus Effizienz- und auch Kostengründen bestimmte Fluggeschwindigkeiten und damit verbundene optimale Flughöhen. In Zukunft muss als Zielgröße nicht nur die Effizienz, sondern insbesondere auch die Summe aller Klimaeffekte, d.h. der Einfluss auf die Temperatur der Atmosphäre, berücksichtigt werden. Dies wird Auswirkungen auf die optimalen Geschwindigkeiten, Flughöhen, Flugrouten und damit auch auf den Entwurf des Flugzeugs und des Triebwerks haben.
Dieser Aufgabe widmet sich das DLR-Projekt KuuL (Klimafreundlicher ultra-effizienter Langstreckenflug). Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus sechs DLR-Instituten untersuchen darin den Einfluss neuer, synthetischer Kraftstoffe sowie von Wasserstoff in Verbindung mit alternativen Missionsprofilen (andere Flughöhen und -geschwindigkeiten) und daran angepassten Flugzeug- und Triebwerksentwürfen. Dabei bewerten sie neben dem Einfluss auf die Atmosphäre auch die Wirtschaftlichkeit und den Einfluss auf die Flugzeit. Gegenüber Vorgängerprojekten mit vergleichbarer Zielsetzung für konventionelle Treibstoffe sollen nicht nur maßgeschneiderte Treibstoffe, sondern auch verbesserte Modelle zur Abschätzung der Klimawirkung sowie genau auf die Anforderungen zugeschnittene Flugzeuge und Triebwerke zum Einsatz kommen. Hierdurch wollen die Projektpartner positive Schneeballeffekte maximal ausnutzen.
Das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik leitet das Projekt und steuert den flugphysikalischen Entwurf und die Optimierung von Flugzeugen mit SAF als Energieträger bei. Hierzu werden Flugzeuge für unterschiedliche Flughöhen und -Geschwindigkeiten ausgelegt und anschließend im Projektteam in ihrer Klimawirkung und Betriebskosten bewertet.
