Helikopterabgase analysieren

Drehflügelluftfahrzeuge werden wahrscheinlich in den kommenden Jahren deutlich stärker auf dem Markt vertreten sein. Drehflügelluftfahrzeuge werden als Shuttles zwischen Hubschrauberlandeplätzen und Flughäfen sowie zwischen Städten und Flughäfen fungieren und sogar Inseln mit begrenzter Infrastruktur mit dem Festland verbinden. Um einen umweltfreundlicheren Helikopterverkehr zu erreichen, möchte die EU umweltschonende Flugstrecken ermitteln und entwickeln. Diese Strecken sollen den Treibstoffverbrauch senken, der in direktem Zusammenhang mit Kohlenstoffemissionen (CO2) und stickstoffmonoxidartigen (NOx) Emissionen steht.

Um geeignete Strecken zu ermitteln, mussten die Wissenschaftler zuerst detailliert erfassen, in welchem Bereich genau die Abgasemissionen eines Drehflügelluftfahrzeugs während des Flugs und unter verschiedenen Bedingungen liegen. Durch die Unterstützung der EU wurde im Rahmen des Projekts "Methodologies and applications of emission measurements on rotorcraft" (MAEM-RO) eine Datenbank für Abgasemissionen erstellt, die durch nummerische Modelle einer im Laufe des Projekts entwickelten Maschine eines generischen Drehflügelluftfahrzeugs produziert worden waren. Die Ergebnisse der nummerischen Codes wurden mit umfassenden experimentellen Ergebnissen zu Abgasemissionen eines Helikopters vom Typ Agusta Westland Pzl SW4 während verschiedener Einsätze gegengeprüft.

Da in diesem Forschungsbereich Neuland betreten wird, gibt es keine Standardisierung im Hinblick auf bewährte Verfahren oder Datenanalysetechniken. Die Wissenschaftler griffen auf ihre Erfahrung in der Messung von Abgasemissionen über stationäre Gasturbinen zurück, um die geeignetsten Messungen und bewährte Verfahren zu Messungen von Luftfahrzeugmotoren zu definieren.

Basierend auf den Richtlinien konnten die Forscher genaue Werte des Kohlenstoffmonoxidgehalts, des CO2-Gehalts, des NOx-Gehalts, des gesamten organischen Kohlenstoffs sowie des Schwefeldioxidgehalts während der Flüge messen. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse konnte ein Beitrag zu einem Bericht geleistet werden, der die Optimierung von Flugstrecken für eine Reduzierung der Umweltauswirkungen zum Thema hat.

Das MAEM-RO-Projekt betrat mit der Entwicklung einer Abgasmessmethodologie und deren Integration in eine ungewöhnliche Helikopterumgebung zur Analyse von Schadstoffen in Helikopterabgasen während des Fluges Neuland. Beim Luftverkehr werden Schadstoffe, im Gegensatz zu Kraftwerken, nicht am Boden, sondern direkt in die Atmosphäre abgegeben. Dies verhält sich in gewisser Weise analog zur Injektion eines Medikaments, das, anstatt oral eingenommen zu werden, eine höhere Wirksamkeit und schnellere Wirkung erzielt. Die Methodologien sollten der Luftfahrtgemeinde folglich als ein wirkungsvolles Instrument zur Bestimmung der Auswirkungen von Flügen auf die Atmosphäre dienen.