Produktverantwortung

Antriebslärm und Abgase reduzieren

Gesundheitsauswirkungen von Flugzeugantrieben

Wir arbeiten im Rahmen unserer nachhaltigen Produktentwicklung nicht nur an neuen Antriebskonzepten für eine emissionsfreie Luftfahrt. Im Fokus unserer Clean Air Engine Agenda steht auch die Minimierung gesundheitlicher Auswirkungen unserer Produkte im Flugbetrieb und in Bodennähe. Dazu gehören die Reduzierung von Fluglärm und Abgasemissionen, damit Fliegen deutlich leiser und sauberer wird.


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Unser neues Antriebskonzept der WET Engine kann Schadstoffe deutlich minimieren bzw. sogar komplett vermeiden. Es setzt auf eine Wassereinspritzung in die Brennkammer, so können nach heutigem Wissensstand NOx-Emissionen um bis zu 80% verringert werden.

Wir sind einem aktiven Umweltschutz verpflichtet, das bedeutet für uns weit mehr als nur den Klimaschutz im Blick zu haben. Wir setzen uns darüber hinaus für eine Reduzierung des Fluglärms und für eine bessere Luftqualität aufgrund geringerer Abgasemissionen ein. Das ist wichtig, denn mit leisen und sauberen Antriebskonzepten können wir die Situation für Anwohner in Flughafennähe und Umgebung, was den Lärmschutz und die lokale Luftqualität betrifft, verbessern und die gesellschaftliche Akzeptanz von Flugreisen unterstützen. Unser Ansatz hierbei deckt sich mit dem beim Klimaschutz: Wir haben das Thema über mehrere Säulen im Unternehmen verankert. In unseren globalen Verhaltensgrundsätzen bekennen wir uns zum Umweltschutz und explizit zur Reduzierung von Lärm- und Abgasemissionen von Flugzeugantrieben. Wir wollen hier Maßstäbe setzen, so haben wir das Ziel unserer Verpflichtung formuliert. Auch unser übergeordnetes Leitbild enthält unter dem Punkt „Umwelt und Gesellschaft“ die Forderung, Produkte mit niedrigeren Lärm- sowie Schadstoffemissionen zu schaffen.

 

Unser Beitrag zu SDG 9 und 12

Mit unserem Engagement, den Fluglärm zu verringern, können wir dazu beitragen, die globalen UN-Entwicklungsziele SDG 9 „Industrie, Innovation, Infrastruktur“ und SDG 12 „Nachhaltige(r) Konsum und Produktion“ zu verwirklichen. Ein lärmreduzierter Luftverkehr schafft eine Infrastruktur, die wichtig für Wachstum und Wohlstand ist und gleichzeitig zu weniger Belastung für Menschen, die rund um Flughäfen wohnen, führt. Geringere Abgasemissionen tragen zur Verbesserung der Luftqualität vor Ort bei.

Industrie, Innovation und Infrastruktur
Nachhaltige/r Konsum/Produktion

→ Erfahren Sie mehr über unseren Beitrag zu den SDGs aus der UN-Agenda 2030

Anders als bei den CO2-Emissionen müssen Flugzeug und Triebwerk bei der Zulassung durch die Flugaufsichtsbehörden Grenzwerte für Lärm und Schadstoffe erfüllen, die von der UN-Zivilluftfahrtgesellschaft International Civil Aviation Organization (ICAO) festgelegt sind und für den Lärm in der Vergangenheit sukzessive verschärft wurden. Zuständig für die Zulassung sind nationale Flugaufsichtsbehörden. Darüber hinaus sind die Gebühren für Start und Landung an fast allen Flughäfen auf der Welt von der Lärmemission des Flugzeugtyps abhängig.

Wie entsteht Fluglärm?

Fluglärm wird sowohl vom Triebwerk als auch vom Flugzeug verursacht. Beim Start sind im Wesentlichen Fan und Luftstrom des Triebwerks für den Lärm verantwortlich, während das Flugzeug mit Verwirbelungen an Rumpf, Flügeln oder Fahrwerk bei der Landung ebenfalls zum Lärm beiträgt. Zusätzlich entstehen Schallquellen duch die aerodynamische Wechselwirkung von Komponenten. Das Kerntriebwerk sorgt für einen eher untergeordneten Anteil am Lärm eines Flugzeugs. www.fluglaerm-portal.de

Der Lärm wird bei der Zertifizierung neuer Flugzeugmodelle nach einem standardisierten Verfahren an drei festgelegten Punkten gemessen und anschließend kumuliert. Seit den 1960er-Jahren hat der Fluglärm kontinuierlich abgenommen, insgesamt um etwa 17 EPNdB (Effective Perceived Noise Decibels; spezifische Einheit für den Lärmpegel von Flugzeugen) beziehungsweise um rund 70%.

 

Leiser fliegen: Unsere Clean Air Engine Agenda liefert auch darauf Antworten

Mit unserer Clean Air Engine Agenda (Claire) verfolgen wir nicht nur Ziele für den Klimaschutz → Klimawirkung von Flugzeugantrieben, sondern auch zur Reduzierung der Lärmemissionen eines Flugzeugs. Unser Vorhaben steht im Einklang mit der Strategic Research and Innovation Agenda der europäischen Luftfahrtindustrie und –forschung (SRIA), wonach der Lärm um 55% bis 2035 und bis 2050 um 65% abnehmen soll. Mit dem Getriebefan der ersten Generation, den wir zusammen mit unserem Partner Pratt & Whitney entwickeln und fertigen, haben wir die Lärmemissionen des Flugzeugs im Rahmen unserer ersten Claire-Stufe bereits deutlich verringert. Sie liegt durchschnittlich um 15-20 EPNdB (kumuliert über die drei ICAO-Messpunkte) unter der aktuell gesetzlich vorgeschriebenen Lärmgrenze, der Lärmklasse ICAO Stage 4. Der Lärmteppich des Getriebefans (Ausbreitung des Lärms im Flughafenbereich) hat sich dadurch um 75% verringert.

65%
weniger Fluglärm
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Aktiver Lärmschutz spielt für uns eine wichtige Rolle: Mit der Clean Air Engine Agenda haben wir uns Ziele für eine stufenweise Reduzierung des Fluglärms gesetzt – bis zu 65% bis 2050. Bereits jetzt liegen unsere Modelle deutlich unter dem gesetzlichen Grenzwert.

Im nächsten Schritt, der Claire-Stufe 2, sollen die Lärmemissionen von Flugzeug und Triebwerk über Verbesserungen am Getriebefan in der zweiten Generation um 50% sinken (Basisjahr 2000). Im Rahmen von europäischen Forschungsprogrammen wie zum Beispiel ENOVAL hat die Triebwerksindustrie die dazu notwendigen Fans mit einem niedrigen Druckverhältnis und lärmarme Niederdruckturbinen entwickelt. Die Indienstellung im regulären Flugbetrieb ist für diese Dekade geplant. 

Ziele der SRIA- und Claire-Agenda zur Reduzierung von Lärmemissionen

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Alle Ziele beziehen sich auf die Lärmemissionen eines Flugzeuges inklusive Antrieb (Verbesserungen relativ zu einem Flugzeug aus dem Jahr 2000), Lärmpegel in EPNdB (Effective Perceived Noise Decibels) relativ zu den Grenzwerten der Zulassungsbehörde ICAO (Stage 4). Eine Reduzierung der Lärmemission um 10 EPNdB entspricht einer Halbierung des subjektiven Lärmeindrucks.

In der dritten und letzten Ausbaustufe (Claire 3) sollen die Lärmemissionen dank neuer Triebwerksarchitekturen sogar um 65% zurückgehen (Basisjahr 2000). Mit verschiedenen, vielversprechenden Konzepten für die Zukunft beschäftigen sich unsere Ingenieur:innen derzeit, unsere Akustikexpert:innen sind bei unseren Vorhaben in jeder Stufe der Produktentwicklung involviert - vom Technologiemanagement bis zur späteren Auslegung beziehungsweise Optimierung von Antrieben.

Mit neuen Konzepten Schadstoffemissionen gegen Null reduzieren

Neben Wirkungen auf das Klima und der Entstehung von Fluglärm hat der Flugverkehr auch Einfluss auf die lokale Luftqualität an Flughäfen und deren Umgebung. Beim Verbrennungsprozess im Flugzeugtriebwerk entstehen die Schadstoffe Stickoxid (NOx), Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (UHC) und Ruß/Feinstaub. Vor dem Hintergrund der Auswirkung auf die Gesundheit sind die NOx- und Feinstaubemissionen die wesentlichsten. Flugzeuge und Antriebe müssen die ICAO-Umweltstandards bei ihrer Zertifizierung erfüllen. Die ICAO hat Grenzwerte für die Triebwerksemissionen von NOx, CO, UHC und Ruß definiert. Alle MTU-Flugzeugtriebwerke erfüllen die Zertifizierungsstandards der ICAO. Seit kurzem werden Triebwerke auch in Hinblick auf die Einhaltung ultra-feiner Partikel-Emissionen zertifiziert. Im Gegensatz zu den Lärmemissionen haben wir auf die gesundheitlichen Auswirkungen von NOx und Feinstaub weniger Einflussmöglichkeiten, da die Brennkamer nicht zu unserem Portfolio bei zivilen Triebwerksprogrammen zählt. Hier können wir nur indirekt über Effizienzverbesserungen des Triebwerks beitragen. So ist es uns gelungen, mit dem Getriebefan die NOx-Emissionen deutlich zu senken: Sie sind um 50% geringer als beim Vorgängermodell. Darüber hinaus können nachhaltige Kraftstoffe einen deutlichen Vorteil bringen. In ersten Tests hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gezeigt, dass die Partikelemissionen bei der Verbrennung von sogenannten Sustainable Aviation Fuels (SAF) signifikant geringer sind. Bei einer Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff werden diese sogar komplett vermieden.

80 %
weniger Stickoxid
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Ein von uns favorisiertes Leitkonzept, mit dessen Vorauslegung wir begonnen haben, kann Luftfahrtantriebe enorm sauberer machen. Bis zu 80% weniger NOx könnte das WET Engine der Zukunft ausstoßen. Die wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle sogar 100% weniger.

Auch mit der Entwicklung unserer revolutionären Antriebskonzepte, die wir ihm Rahmen unserer Klimaschutzaktivitäten aufgenommen haben, ist das Potenzial zur Verringerung der Schadstoffbelastungen groß. Unsere Konzepte, die WET Engine und Brennstoffzelle, können Schadstoffe deutlich minimieren bzw. sogar komplett vermeiden. Die WET Engine setzt hierbei auf eine Wassereinspritzung in die Brennkammer. NOx-Emissionen können nach heutigem Wissensstand so bis zu 80% verringert werden. Bei der wasserstoffbetriebenen Brennstoffzelle entstehen abgesehen von Wasser dann gar keine Emissionen mehr. Dann wären wir am Ziel.


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