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Publications at Chair of Aero Engines

Technology Review of Aeroengine Pollutant Emissions
Citation key 1997_wulff_jast
Author Wulff, A. and Hourmouziadis, J.
Pages 557–572
Year 1997
ISSN 1270-9638
DOI 10.1016/S1270-9638(97)90004-3
Location Issy-les-Moulineaux, France
Journal Aerospace Science and Technology
Volume 1
Number 8
Month 12
Note Technische Universität Berlin:
A. Wulff, J. Hourmouziadis
Publisher Elsevier Masson SAS
Abstract The Environmental effects issue of air traffic has been gaining increasing public attention. This has led to a considerable world-wide effort to reduce aircraft emissions. The task encompasses a broad variety of scientific and technological problems which are reviewed. The concerns about atmospheric effects have been based largely on laboratory information and experience from weather and climatic simulations. Research carried out over the past few years will improve the understanding of physical and chemical interaction phenomena and will support regulatory activities. Operational changes of airline flight profiles would be of benefit to the reduction of NOx released into the stratosphere but would probably involve a major economic penalty. Emissions reductions through improved engine technology offer an overall potential of 10 % lower fuel burn but will also require a considerable component development effort and investment. Combustion technology appears most promising and industry is concentrating research in this area. Over the past two decades smoke emissions have become negligible and oxides of nitrogen have been reduced by 50 %. Staged combustion and emerging lean premix and rich-burn quick-quench lean-burn technologies are potentially good for another 50 % reduction. Alternative gaseous fuels will become of interest only in the context of a necessity to generally replace crude oil fuels. Zusammenfassung Entsprechend dem steigenden öffentlichen Interesse an der Umweltbeeinflussung durch den Luftverkehr werden weltweit in groβem Umfang Anstrengungen unternommen, die schädlichen Abgasemissionen von Luftfahrttriebwerken zu senken. Im vorliegenden Aufsatz wird ein kurzer Gesamtüberblick über die anstehenden Probleme und die Ansätze zu deren Lösung gegeben. Einerseits wird intensiv an der Erforschung und Simulation der physikalischen und chemischen Vorgänge in den entsprechenden Athmosphärenschichten gearbeitet, um aussagefähige Modelle zur Einschätzung der Folgen von Schadstoffeinträgen aufzustellen. Diese können zur Erarbeitung von Emissionsgrenzwerten herangezogen werden. Auf der anderen Seite wird hart an der Weiterentwicklung der Triebwerkstechnologie gearbeitet. Durch die Senkung des Brennstoffverbrauchs wird ein Beitrag zur Emissionsreduzierung erzielt. Verbrauchsreduzierungen in der Gröβenordnung von 10 % scheinen durch die Vervollkommnung der Triebwerkskomponenten erreichbar. Der technologische Fortschritt bei der Brennkammergestaltung ermöglichte in den letzten Jahren eine drastische Senkung der Emissionen von Ruβ und Produkten der unvollständigen Verbrennung, die Nox-Produktion konnte ebenfalls deutlich vermindert werden. Neue Brennkammerkonzepte, wie gestufte Verbrennung, Verbrennung mit Vorvermischung und Fett-Mager-Stufung zeigen das Potential zu einer nochmaligen Halbierung der Stickoxidemissionen. Die Nutzung alternativer Brennstoffe wirft heute noch eine Reihe ungeklärter technologischer Probleme auf, die Anstrengungen zu deren Überwindung wird erst die Verknappung der konventionellen Brennstoffe massiv stimulieren.
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