Neue Forschungsergebnisse stellen bisherige Annahmen zur Bildung von Kondensstreifen infrage. Sie zeigen, dass weniger Ruß nicht automatisch zu weniger Eiskristallen in Kondensstreifen führt. Stattdessen spielen bei niedrigen Ruß-Emissionen kleine flüssige Partikel eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Kondensstreifen. Dies wurde bei Messflügen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Zusammenarbeit mit Airbus und CFM International im Frühjahr 2023 nachgewiesen. Die Ergebnisse des Forschungsteams wurden nun im Fachjournal Nature veröffentlicht, wie das DLR mitteilt.
«Dank der engen Zusammenarbeit von Industrie und Forschung ist es uns gelungen, komplexe Messflüge durchzuführen und einen einzigartigen Datensatz zu gewinnen», kommentiert Markus Fischer, DLR-Bereichsvorstand Luftfahrt. «Diese Daten und Erkenntnisse helfen, Triebwerke und Klimamodelle zu verbessern – für eine wettbewerbsfähige und klimaverträgliche Zukunft der Luftfahrt.»
Für die Studie wurden 15 Messflüge durchgeführt, mit Hochgeschwindigkeits-Verfolgungsmanövern in zehn Kilometern Höhe über dem Mittelmeer und Atlantik, in entsprechend gesperrtem Luftraum. Eine Falcon 20E durchquerte mehrfach die Abgasfahne eines Airbus A321 Neo. Zudem beprobte sie mehrere Kilometer hinter dem Flugzeug dessen voll entwickelten Kondensstreifen. Von CFM International modifizierte Triebwerkssteuerungen ermöglichten die Einstellung von Betriebszuständen mit magerer oder fetter Verbrennung. So konnten die Emissionen und Kondensstreifen-Eigenschaften bei unterschiedlichen Niveaus von Ruß-Emissionen verglichen werden. Die Triebwerke wurden auch mit Test-Kraftstoffen betrieben, die unterschiedliche Mengen an Schwefel und Aromaten enthielten.
Kondensstreifen-Zirruswolken tragen maßgeblich zur Klimawirkung der Luftfahrt bei. Diese Eiskristall-Wolken entstehen in Reiseflughöhe, wenn heiße Abgase auf sehr kalte, feuchte Luft treffen. Partikel aus den Triebwerksabgasen wirken dabei als Keime für Eiskristalle. Bisher ging man davon aus, dass Rußpartikel die Anzahl der Eiskristalle in Kondensstreifen steuern. Die neuen Erkenntnisse markieren einen Paradigmenwechsel.
Moderne Magerverbrennungs-Triebwerke reduzieren die Ruß-Emissionen deutlich, wie Bodentests gezeigt haben. Dies ließe vermuten, dass sich weniger Eiskristalle bilden und sich damit ihr Klimaeffekt verringert. Kondensstreifen von Magerverbrennungs-Triebwerken waren jedoch bisher noch nie im Flug vermessen worden.
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