DLR/NASA-Flugtests zu Emissionen von Biotreibstoffen
Das Ionenfallenmassenspektrometer wurde im Januar 2018 bei einer gemeinsamen Messkampagne des DLR und der NASA zur Untersuchung der Emissionen und Kondensstreifen alternativer Kraftstoffe eingesetzt. Als alternativer Kraftstoff wurde der Biotreibstoff HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids) verwendet, der aus den Ölfrüchten von Leindotter-Pflanzen gewonnen wird. Bei den Flugtests, die von der Air Base in Ramstein/Rheinland-Pfalz starteten, verwendete der A320 ATRA des DLR verschiedene Gemische aus Biotreibstoff und Kerosin. Das Forschungsflugzeug DC8 der NASA führte Messungen der Emissionen und Kondensstreifen im Nachlauf des ATRA durch. Dabei war die DC8 mit Messgeräten der NASA und des DLR instrumentiert.
Das Massenspektrometer kam dabei während des Flugs zur Messung von Gasemissionen, wie Schwefeldioxid, und Chemiionen zum Einsatz. Bei dem am DLR-Institut für Physik der Atmosphäre entwickelten Instrument werden die Triebwerksgase mit Hilfe von negativ geladenen CO3-Ionen, die im Instrument erzeugt werden, chemisch ionisiert. Bei den Ionen-Molekül-Reaktionen mit CO3-Ionen entstehen charakteristische Produkte, die mit dem Ionenfallenmassenspektrometer analysiert werden. Bereits geladene Moleküle im Abgasstrahl, sogenannte Chemiionen, können direkt mit dem Ionenfallenmassenspektrometer gemessen werden. Für eine sehr genaue Online-Kalibrierung wird eine kleine Menge isotopisch markierter Gase in die Probenluft gegeben, die als Messstandards in den Massenspektren enthalten sind. Das Ionenfallenmassenspektrometer ermöglicht damit sehr genaue Messungen mit einer Zeitauflösung von einer Sekunde.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Hans Schlager · E-Mail: hans.schlager@dlr.de · DLR.de
