Zufriedene Projektbeteiligte nach dem erfolgreichen 3-Sektor-Rig-Test mit verschiedenen Wasserstoffdüsen beim Projektteam des DLR-Instituts für Antriebstechnik und Rolls Royce Deutschland.
Wasserstoffbetriebene Fluggasturbinen haben das Potenzial, die Luftfahrt zu revolutionieren, weil Wasserstoff als Energieträger die umweltschädlichen Nicht-CO2-Effekte deutlich verringert und CO2 gar nicht erst entsteht. Doch damit Passagierflugzeuge künftig mit einem Wasserstoffantrieb abheben können, müssen heutige Gasturbinen an verschiedenen Stellen umgerüstet werden. Die Brennkammer, in der Wasserstoff verbrannt und in thermische Energie umgewandelt wird, spielt hier im Bereich Triebwerkstechnik eine zentrale Rolle. Das Institut für Antriebstechnik am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Rolls-Royce Deutschland arbeiten gemeinsam an einer neuen Brennkammertechnologie für künftige Flugtriebwerke, in der Wasserstoff direkt verbrannt wird. Gefördert wird das Projekt WotAn (für Wasserstoffverbrennungstechnologie für Antriebssysteme der neuen Generation) durch LuFo vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).
Neue Brennkammern für Wasserstoffdirektverbrennung
In einer gemeinsamen Messkampagne haben das DLR und Rolls-Royce Deutschland zum ersten Mal verschiedene Wasserstoff-Brenner in einer Drei-Sektor-Brennkammer am Hochdruck-Brennkammer-Prüfstand 1 am DLR-Institut für Antriebstechnik in Köln bei realistischen Betriebsbedingungen getestet.
Neue Brennkammerkonzepte müssen speziell an die besonderen Verbrennungseigenschaften von Wasserstoff angepasst werden. Gestützt auf vorherige Strömungssimulationen am Computer legen das DLR und Rolls-Royce neue Brenner und Brennkammerkonzepte aus und charakterisieren ihre Performance in den Hochdruck-Brennkammerprüfständen am DLR in Köln. „Dafür haben wir am Institut für Antriebstechnik zwei unserer Verbrennungsprüfstände am Standort Köln für die Verbrennung von Wasserstoff weiterentwickelt“, erklärt Dr. Thomas Behrendt vom DLR. „Das Highlight beider Hochdruck-Prüfstände sind ihre optischen Zugänge. Durch diese Quarzglasfenster können wir die Verbrennung berührungslos mit fortschrittlicher Lasermesstechnik charakterisieren und einzigartige Datensätze über das Verbrennungsverhalten erstellen.“
Meilenstein: Drei-Sektor-Brennkammer im Test
In der aktuellen gemeinsamen Messkampagne haben das DLR und Rolls-Royce Deutschland zum ersten Mal verschiedene Wasserstoff-Brenner in einer Drei-Sektor-Brennkammer am Hochdruckbrennkammerprüfstand 1 (HBK1) am DLR in Köln bei realistischen Betriebsbedingungen getestet. Projektleiter Dr. Carsten Clemen von Rolls-Royce Deutschland ist zufrieden: “Dieser 3-Sektor-Rig-Test mit verschiedenen Wasserstoffdüsen im HBK1 Prüfstand bei realistischen Triebwerksbedingungen markiert einen Meilenstein auf dem Weg zur Implementierung einer solchen Düse in ein modernes Rolls-Royce Flugtriebwerk. Dies gelang in nur 22 Monaten. Die hervorragende Kooperation mit unserem Partner DLR im LuFo-Projekt WotAn erlaubte es, erste atmosphärische Einzelsektortests bereits zum Ende des ersten Projektjahres beim DLR durchzuführen und nun sind wir bereits in der Lage, Daten unter Hochdruckbedingungen am optischen Dreifach-Sektor-Rig zu gewinnen, die es uns erlauben, die Hardware für den Test in einer Triebwerksbrennkammer am Hochdruckbrennkammerprüfstand 5 Vollringprüfstand freizugeben.“
Die Tests am Hochdruckbrennkammerprüfstand 5 am DLR in Köln sind im Rahmen des EU-Projekts Cavendish geplant.
