Die Bewertungsfähigkeit der innovativen „Water-Enhanced Turbofan (WET)“-Flugzeugantriebstechnologie wurde 2023 weiterentwickelt. Besonderes Augenmerk galt dabei der detaillierteren Abbildung von WET-Integrationseffekten auf Flugzeugebene, wie beispielsweise der Positionierung des Antriebssystems, der Bestimmung des Pylon- und Gondelwiderstands sowie den Massenabschätzungen für den Pylon und der Systeme zur externen Wasserspeicherung und -einspritzung.
Wasser aus einem Tank wird benötigt, um das Triebwerk beim Start und im Steigflug bei hohen Umgebungstemperaturen ausreichend mit Wasser zu versorgen, da in diesen Segmenten nicht ausreichend Wasser zurückgewonnen werden kann. Um den externen Wasserbedarf zu reduzieren, wurden die Auslegungsbedingungen WET-spezifisch analysiert und eine kritische Mission, die das notwendige Wassertankvolumen für die gesamte Flugzeugauslegung definiert (s. Abb. 1), abgeleitet.
Als mögliche Stellgrößen zur Reduktion der mitzuführenden Wassermenge wurden ein stärkerer Teillastbetrieb des WET in niedrigen Flughöhen (Derating) und Anpassungen des Missionsprofils identifiziert – beide Maßnahmen zielen auf einen geringeren Schubbedarf des Flugzeugs in diesen Missionssegmenten ab.
Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass das Missionsprofil und Integrationseffekte wie Gewicht, Luftwiderstand, Wassertank und Wasser als zweites Betriebsmittel bei der Bewertung des Konzepts berücksichtigt werden müssen. Die Stickoxid-Emissionen sinken durch die Wassereinspritzung in die Brennkammer deutlich, und das trockenere und sauberere Abgas reduziert die Bildung von Kondensstreifen. Deshalb ist das WET-Konzept eine vielversprechende Option für zukünftige nachhaltige Flugzeugantriebe.
Design-Mission für den maximalen Außenwasserbedarf
Das WET-Triebwerk benötigt in niedrigen Flughöhen eine externe Wasserversorgung. Da der Bedarf an externem Wasser mit dem Schubbedarf zunimmt, definiert die abgebrochene Design-Mission den relevanten Auslegungsfall.
Flugzeug mit integriertem WET-Antrieb
Das innovative WET-Flugantriebskonzept ist vollständig in eine vergrößerte Triebwerksgondel integrierbar und daher einfach kompatibel mit der klassischen „Tube & Wing“-Flugzeugkonfiguration.
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