Sürdürülebilir yakıtlar (SAF, Sürdürülebilir Havacılık Yakıtı), CO₂ ayak izi ve CO₂ dışı etkiler açısından havacılığın iklim üzerindeki etkisini önemli ölçüde azaltır. Gelecekte, SAF’nin kontrail bulunan bölgelerde hedeflenen kullanımı, havacılığın karbon ayak izini hızlı bir şekilde azaltmaya yardımcı olabilir. Bu yola tutarlı bir şekilde hazırlanabilmek için uçuş testleri yine yüzde 100 SAF ile gerçekleştiriliyor. VOLCAN (VOL avec Carburants Alternatifs Nouveaux) projesinde ilk kez her iki motorunda da saf SAF ile Airbus A321neo uçuyor, ardından Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) atmosferdeki emisyonları ve buz kristallerini ölçen Falcon 20E araştırma uçağı geliyor. egzoz dumanı. Projede Airbus ve DLR’ye ek olarak Safran, Dassault Aviation ve ONERA da ortak. Araştırma uçuşları, Fransa açıklarında özel olarak ayrılmış hava sahasında Şubat ayının sonundan Mart 2023’ün sonuna kadar gerçekleştirilecek.
Yoğunlaşma sorunu
Airbus A321neo, gazyağı çok az kurumla yakan, zayıf yanmalı motorlara sahip modern bir yolcu uçağıdır. Soğuk atmosferde kurum parçacıkları, düşük sıcaklıklarda buz kristalleri oluşturmak üzere donan su damlacıkları için güçlü yoğuşma çekirdekleri görevi görür – yeterli nem varsa yoğuşma izleri oluşur. DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden DLR proje yöneticisi Prof. Christiane Voigt, “Yoğun yanma modundaki CFM LEAP-1A motorları birkaç kat daha az kurum yaydığında buz kristallerinin nasıl oluştuğuyla özellikle ilgileniyoruz” diye açıklıyor. “Bunu yapmak için Falcon’u A321neo’nun çok yakınından uçuruyoruz ve yaklaşık 100 metre öteden egzoz dumanını örnekliyoruz. Alternatif olarak, tamamen oluştuktan sonra A321neo’nun birkaç kilometre arkasındaki kontra yollarda sörf yapmak için Falcon’u kullanıyoruz.”
Araştırmacılar, A321neo’yu Falcon 20E’nin takip edeceği yaklaşık 15 ortak uçuş planlıyorlar. Kerosene ek olarak, sürdürülebilir yakıt HEFA’nın (hidro-işlenmiş esterler ve yağ asitleri) çeşitli çeşitleri, motorların farklı çalışma modlarında test edilmekte ve emisyonları ölçülmektedir. HEFA, örneğin kullanılmış yemeklik yağdan elde edilen parafinik hidrokarbonlardan yapılır. HEFA, siklik hidrokarbonlar (aromatikler) ve kükürt içermez. Bu tür saf SAF’nin birçok avantajı vardır. Örneğin azaltılmış aromatikler kurum partiküllerinde azalmaya yol açar. Aynı zamanda kontrailleri oluşturan buz kristallerinin sayısını da azaltabilir. Bu, DLR’nin NASA ile birlikte gösterebildiği gibi, iklim etkisini önemli ölçüde azaltır.
Uçuş testlerinde araştırma aşamaları
DLR, 2015 gibi erken bir tarihte, sentetik yakıtlardan kaynaklanan emisyonları karakterize etmek için ECLIF1 kampanyasının bir parçası olarak kapsamlı uçuş testleri gerçekleştirdi. Bu uçuş denemeleri, 2018 yılında NASA ile ortaklaşa ECLIF2 kampanyası ile devam etti. Airbus iş birliğiyle gerçekleştirilen ECLIF 3 kampanyası 2021 ile uçuş testleri sırasında yüzde 100 SAF ile çalıştırılan Airbus A350’de ilk emisyon ölçümleri yapıldı.
Bir motorda üretici Total Energies’in SAF’sinin kullanıldığı VOLCAN projesinin ilk test uçuşları 2021 yılında gerçekleşti. VOLCAN projesinde emisyon ölçümü, Stuttgart DLR Yanma Teknolojisi Enstitüsü’nün de dahil olduğu yer ölçümleri ile tamamlanıyor. Falcon 20E araştırma uçağı, Oberpfaffenhofen’deki DLR Uçuş Deneyleri tesisi tarafından işletilmektedir. Yeni testlerin amacı, zayıf yanmadan kaynaklanan emisyonları ölçmek ve kontrail üzerindeki etkisini belirlemektir. Sorulardan biri, zayıf yanmadan kaynaklanan kurum emisyonları zaten büyüklük sırasına göre azaltıldığında, diğer parçacıkların da iz oluşumuna neden olup olmayacağıdır.
Hedef – iklim dostu havacılık
Yüzyılın ortalarına gelindiğinde amaç, iş dünyasında ve toplumda iklim nötrlüğünü sağlamaktır. Avrupa Yeşil Anlaşması ayrıca havacılıkta araştırma ve geliştirme için kapsamlı bir taahhüt gerektirir. Bu amaçla DLR, iklim nötr uçmaya giden araştırma yolunu özetleyen bir havacılık stratejisi sunmuştur. Amaç, yüksek verimli, iklim dostu uçaklar. Bunlar, menzil ve boyutlarına uygun olarak iklim dostu sürüş konseptleri ve sürdürülebilir yakıtlarla yola çıkmalıdır. Bütünsel araştırma yetkinlikleri ile DLR, havacılıkta hızlandırılmış bir enerji geçişi için kendisini sanal bir üretici (Sanal OEM) olarak konumlandırıyor. Yeni teknolojiler ve yakıtların yanı sıra iklim dostu uçuş yönetimi, gelecekte havacılıktan kaynaklanan CO, nitrojen oksit ve partikül emisyonlarını azaltmaya devam etmeli ve bunları tahmin edilen büyümeden ayırmalıdır. Yüksek verimliliğe sahip turbofan motorlarla birlikte sürdürülebilir yakıtlar (SAF), özellikle uzun ve orta mesafeli rotalar için önemli bir rol oynayacaktır.
Yoğunlaşma sorunu
Airbus A321neo, gazyağı çok az kurumla yakan, zayıf yanmalı motorlara sahip modern bir yolcu uçağıdır. Soğuk atmosferde kurum parçacıkları, düşük sıcaklıklarda buz kristalleri oluşturmak üzere donan su damlacıkları için güçlü yoğuşma çekirdekleri görevi görür – yeterli nem varsa yoğuşma izleri oluşur. DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden DLR proje yöneticisi Prof. Christiane Voigt, “Yoğun yanma modundaki CFM LEAP-1A motorları birkaç kat daha az kurum yaydığında buz kristallerinin nasıl oluştuğuyla özellikle ilgileniyoruz” diye açıklıyor. “Bunu yapmak için Falcon’u A321neo’nun çok yakınından uçuruyoruz ve yaklaşık 100 metre öteden egzoz dumanını örnekliyoruz. Alternatif olarak, tamamen oluştuktan sonra A321neo’nun birkaç kilometre arkasındaki kontra yollarda sörf yapmak için Falcon’u kullanıyoruz.”
Araştırmacılar, A321neo’yu Falcon 20E’nin takip edeceği yaklaşık 15 ortak uçuş planlıyorlar. Kerosene ek olarak, sürdürülebilir yakıt HEFA’nın (hidro-işlenmiş esterler ve yağ asitleri) çeşitli çeşitleri, motorların farklı çalışma modlarında test edilmekte ve emisyonları ölçülmektedir. HEFA, örneğin kullanılmış yemeklik yağdan elde edilen parafinik hidrokarbonlardan yapılır. HEFA, siklik hidrokarbonlar (aromatikler) ve kükürt içermez. Bu tür saf SAF’nin birçok avantajı vardır. Örneğin azaltılmış aromatikler kurum partiküllerinde azalmaya yol açar. Aynı zamanda kontrailleri oluşturan buz kristallerinin sayısını da azaltabilir. Bu, DLR’nin NASA ile birlikte gösterebildiği gibi, iklim etkisini önemli ölçüde azaltır.
Uçuş testlerinde araştırma aşamaları
DLR, 2015 gibi erken bir tarihte, sentetik yakıtlardan kaynaklanan emisyonları karakterize etmek için ECLIF1 kampanyasının bir parçası olarak kapsamlı uçuş testleri gerçekleştirdi. Bu uçuş denemeleri, 2018 yılında NASA ile ortaklaşa ECLIF2 kampanyası ile devam etti. Airbus iş birliğiyle gerçekleştirilen ECLIF 3 kampanyası 2021 ile uçuş testleri sırasında yüzde 100 SAF ile çalıştırılan Airbus A350’de ilk emisyon ölçümleri yapıldı.
Bir motorda üretici Total Energies’in SAF’sinin kullanıldığı VOLCAN projesinin ilk test uçuşları 2021 yılında gerçekleşti. VOLCAN projesinde emisyon ölçümü, Stuttgart DLR Yanma Teknolojisi Enstitüsü’nün de dahil olduğu yer ölçümleri ile tamamlanıyor. Falcon 20E araştırma uçağı, Oberpfaffenhofen’deki DLR Uçuş Deneyleri tesisi tarafından işletilmektedir. Yeni testlerin amacı, zayıf yanmadan kaynaklanan emisyonları ölçmek ve kontrail üzerindeki etkisini belirlemektir. Sorulardan biri, zayıf yanmadan kaynaklanan kurum emisyonları zaten büyüklük sırasına göre azaltıldığında, diğer parçacıkların da iz oluşumuna neden olup olmayacağıdır.
Hedef – iklim dostu havacılık
Yüzyılın ortalarına gelindiğinde amaç, iş dünyasında ve toplumda iklim nötrlüğünü sağlamaktır. Avrupa Yeşil Anlaşması ayrıca havacılıkta araştırma ve geliştirme için kapsamlı bir taahhüt gerektirir. Bu amaçla DLR, iklim nötr uçmaya giden araştırma yolunu özetleyen bir havacılık stratejisi sunmuştur. Amaç, yüksek verimli, iklim dostu uçaklar. Bunlar, menzil ve boyutlarına uygun olarak iklim dostu sürüş konseptleri ve sürdürülebilir yakıtlarla yola çıkmalıdır. Bütünsel araştırma yetkinlikleri ile DLR, havacılıkta hızlandırılmış bir enerji geçişi için kendisini sanal bir üretici (Sanal OEM) olarak konumlandırıyor. Yeni teknolojiler ve yakıtların yanı sıra iklim dostu uçuş yönetimi, gelecekte havacılıktan kaynaklanan CO, nitrojen oksit ve partikül emisyonlarını azaltmaya devam etmeli ve bunları tahmin edilen büyümeden ayırmalıdır. Yüksek verimliliğe sahip turbofan motorlarla birlikte sürdürülebilir yakıtlar (SAF), özellikle uzun ve orta mesafeli rotalar için önemli bir rol oynayacaktır.