Produkt
Antriebslärm und Abgase reduzieren
Gesundheitsauswirkungen von Flugzeugantrieben
Wir arbeiten im Rahmen unserer Produktentwicklung daran, dass Fliegen deutlich leiser und sauberer wird. Daher sind die Reduzierung von Fluglärm und Abgasemissionen erklärte Ziele, um gesundheitliche Auswirkungen unserer Produkte im Flugbetrieb und in Bodennähe zu minimieren.
Mit der Clean Air Agenda verfolgen wir neben Zielen für den Klimaschutz auch die Reduzierung der Lärmemissionen eines Flugzeuges. An unseren Standorten führen wir Lärmmessungen an unseren Prüfständen durch.
Wir sind einem aktiven Umweltschutz verpflichtet und das bedeutet für uns nicht nur den Klimaschutz im Blick zu haben. Mit leisen und sauberen Triebwerkskonzepten können wir die Situation für Anwohner:innen in Flughafennähe und in der Umgebung in Hinblick auf Lärmschutz und lokale Luftqualität 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.
Flugzeug und Triebwerk müssen 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 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.
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: Wir pushen die Lärmziele der europäischen SRIA-Agenda
Mit unserer Technologie-Agenda Clean Air Engine (Claire) verfolgen wir nicht nur Ziele für den Klimaschutz → Klimawirkung von Flugzeugantrieben, sondern auch zur Reduzierung der Lärmemissionen eines Flugzeugs. Die Erreichung zukünftiger Lärmgrenzwerte ist ein zentrales Element der Agenda. Bei unseren Vorhaben sind daher die Akkustikexpert:innen der MTU in jeder Stufe der Produktentwicklung involviert - vom Technologiemanagement bis zur späteren Auslegung beziehungsweise Optimierung von Antrieben.
Wir unterstützen bei der Entwicklung zukünftiger Antriebe die Ziele aus der Strategic Research and Innovation Agenda der europäischen Luftfahrtindustrie und –forschung (SRIA) der europäischen Luftfahrtindustrie, wonach der Lärm bis 2050 um 65 % gegenüber dem Jahr 2005 abnehmen soll. Mit dem Getriebefan der ersten Generation, den wir zusammen mit unserem Partner Pratt & Whitney entwickelt haben 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 % gegenüber der Vorgängergeneration verringert.
geringerer Lärmteppich unseres Getriebefans aus der ersten Claire-Stufe hat die Ausbreitung des Lärms im sensiblen Bereich rund um den Flughafen mehr als deutlich reduziert. Über vier Millionen leisere Flüge hat der Getriebefan bereits möglich gemacht.
Der Getriebefan aus der ersten Claire-Stufe hat durch seine Architektur im Vergleich zu konventionellen Turbofans besonders großes Potenzial, den Lärm weiter zu reduzieren. Mit Verbesserungen in der neuen Generation wollen wir das Ziel aus der Agenda SRIA bis 2035 erreichen, die Lärmemissionen von Flugzeug und Triebwerk um 50 % zu reduzieren (Basisjahr 2000).
Bis 2050 sollen laut der SRIA-Agenda dank neuer Triebwerksarchitekturen die Lärmemissionen sogar um 65 % zurückgehen (Basisjahr 2000). Hierbei setzen wir zum Beispiel auf unser neues Antriebskonzept, die Flying Fuel CellTM (wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle), die mit dem Fan als einzige Lärmquelle des Antriebsstrangs erhebliche Lärmreduktionen realisieren kann, und im Jahr 2050 auf der Kurzstrecke einsetzbar sein könnte.
Mit neuen Konzepten Schadstoffe 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 in 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 bei ihrer Zertifizierung die ICAO-Umweltstandards erfüllen. Die ICAO hat Grenzwerte für die Triebwerksemissionen von NOx, CO, UHC und Ruß definiert. Alle MTU-Flugzeugtriebwerke erfüllen die Zertifizierungsstandards der ICAO. Inzwischen werden Triebwerke auch in Hinblick auf die Einhaltung ultra-feiner Partikel-Emissionen zertifiziert. Im Gegensatz zu den Lärmemissionen haben wir auf die Emissionen von NOx und Feinstaub und auf die gesundheitlichen Auswirkungen weniger Einflussmöglichkeiten, da die Brennkammer 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 Sustainable Aviation Fuels (SAF) signifikant geringer sind. Bei einer Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff werden diese weiter verringert.
Unser neues Antriebskonzept WET kann Schadstoffe signifikant reduzieren. Es setzt auf eine Wassereinspritzung in die Brennkammer, so können nach heutigem Wissensstand NOx-Emissionen um bis zu 80 % verringert werden.
Auch mit der Entwicklung unserer revolutionären Antriebskonzepte, die wir ihm Rahmen unserer Klimaschutzaktivitäten aufgenommen haben, ist das Potenzial zur Verringerung von Schadstoffbelastungen groß. Unsere Konzepte, der Water-Enhanced Turbofan (WET) und die fliegende Brennstoffzelle, können Schadstoffe deutlich reduzieren bzw. sogar komplett vermeiden. WET setzt hierbei auf eine Wassereinspritzung in die Brennkammer. NOx-Emissionen können nach heutigem Wissensstand dadurch über 80 % verringert werden. Bei der wasserstoffbetriebenen Brennstoffzelle entstehen abgesehen von Wasser sogar gar keine Emissionen mehr.
