Green Aerospace

SMALL AERO ENGINES – PERFORMANCE AND EMISSIONS USING DROP-IN FUELS

Start: August 2021
Forschungsgruppenleitung: Dr. Christian Helcig (TUM)

Beteiligte Partner:

  • TUM (Lehrstuhl für Turbomaschinen und Flugantriebe)
  • UniBwM (Institut Aeronautical Engineering)

Inhalt: Bis zum Jahr 2050 sollen im Rahmen der europäischen Vision Flightpath 2050 pro Passagierkilometer die CO2-Emissionen um 75 % und die NOx-Emissionen um 90 % im Vergleich zum Jahr 2000 sinken. Einen Beitrag dazu stellen nachhaltig erzeugte Ersatzkraftstoffe dar, die etablierten Kraftstoffen beigemischt werden oder diese vollständig ersetzen. Voraussetzung ist jedoch, dass dadurch wenig bis keine Änderung am Luftfahrzeug selbst notwendig werden und dennoch die hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Sicherheit erfüllt sind. Ziel der Forschungsgruppe ist die Untersuchung von Drop-In-Kraftstoffen mittels experimenteller Analyse der Verbrennungscharakteristik (UniBwM) sowie deren Wirkungsweise am Gesamtsystem eines Hubschraubertriebwerks (TUM). Die Auswirkungen der modifizierten Kraftstoffe auf den stationären und instationären Triebwerksbetrieb werden aufgezeigt und untersucht. Vor allem der kraftstoffspezifische Einfluss auf die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems Flugantrieb steht dabei im Fokus, beginnend mit der Funktionstüchtigkeit des Kraftstoffsystems über das Zerstäubungs- und Verbrennungsverhalten innerhalb der Brennkammer bis hin zu den resultierenden Emissionen.

HYBRIDE LEICHTBAUSTRUKTUREN MITTELS ADDITIVER FERTIGUNG

Start: November 2021
Forschungsgruppenleitung: Prof. Eric Jägle (UniBwM)

Beteiligte Partner:

  • UniBwM (Institut für Werkstoffkunde)
  • TUM (Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung)

Inhalt: In der Luft- und Raumfahrt finden additiv gefertigte metallische Bauteile immer häufiger Anwendung, wobei Leichtbau und ein effizienter Ressourceneinsatz von zentraler Bedeutung sind. Die Additive Fertigung bietet somit als digitale Produktionsmethode ein großes Potential für Ressourcenschonung sowohl in der Produktionsphase als auch der Lebensdauerphase von Bauteilen. In dieser Forschungsgruppe wird das Potential der additiven Fertigung metallischer Werkstoffe konsequent ausgenutzt und erweitert werden auf hybride Leichtbaustrukturen aus konventionell und additiv gefertigten Anteilen. Dabei ergeben sich eine Vielzahl von Fragestellungen im Bereich des Fügens von hybriden Strukturen (konventionell hergestellte Halbzeuge mit filigranen, additiv gefertigten Bauteilen), als auch des Aufbaus von unterschiedlichen Legierungen aufeinander (konventionelle Knetlegierungen mit für die Additive Fertigung optimierten Legierungen). In der Forschungsgruppe werden diese Fragestellungen von zwei komplementär ausgestatteten Arbeitsgruppen an der Technischen Universität München und der Universität der Bundesweh München am Beispiel von Aluminium-Legierungen und Bauteilen unterschiedlichster Größe (1mm – 1m) bearbeitet. Dabei kommen als additive Fertigungsverfahren sowohl das Pulverauftragschweißen (DED) als auch das Laser-Pulverbettschmelzen (L-PBF) zum Einsatz. Beide Verfahren eignen sich zum Aufbau von hybriden Bauteilen und zur Umsetzung von Multimaterialansätzen.

PROPULSION TECHNOLOGIES FOR GREEN IN-ORBIT SPACECRAFT

Laufzeit: April 2012 – Oktober 2019
Forschungsgruppenleitung: Prof. Oskar Haidn (TUM)

Beteiligte Partner:

  • TUM (Lehrstuhl für Turbomaschinen und Flugantriebe/Fachgebiet für Raumfahrtantriebe, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften)
  • UniBwM (Institut für Thermodynamik)
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