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SQ Nachhaltigkeit und Verantwortung in der Luft-und Raumfahrttechnik

Fragen aus Folien

MS
by Moritz S.

Was ist die „Buy to Fly Ratio“ aus Sicht des Triebwerksherstellers?

Verhältnis der Masse des fertigen Bauteils zur Massen des Halbzeuges

Welche Legierungselemente sind bei der Produktion von Turboflugtriebwerken wenn möglich zu meiden?

Re - Rhenium

Ta - Tantal

Hf - Hafnium

V - Vanadium

Nb - Niob

W - Wolfram

Welche Möglichkeiten zur Senkung des Treibstoffverbrauchs gibt es in der Luftfahrt?

  • Stärkere Intermodalität

  • Effizientere Flugzeuge

  • Auslastung erhöhen

  • Vermeidung von Umwegen durch effiziente Flugrouten

  • Am Flughafen durch APU-Verbot und elektrische Transportmittel

  • Prozessoptimierung (Single Engine Taxi, etc)


Nennen sie zwei CO2-Bepreisungschemen

EU-ETS

CORSIA

Beschreiben sie das 3-Säulen-Konzept der Nachhaltigkeit

Ökonomie, Ökologie, Soziales

Drei Säulen werden als interagierende Teilsysteme betrachtet, nicht gegeneinander substituierbar!

Nennen und beschreiben sie vier Hybrid-Topologien



Nennen sie die Hauptcharakteristiken einer rein elektrischen Architektur

  • lokale Emissionsfreiheit

  • Niedrige Systemkomplexität

  • Schlechte Energiedichte bei momentaner Batteriechemie, niedrige Reichweite


Nenne Beispiele für Bereiche oder Produkte, die von Exportkontrolle betroffen sind.

  • Rüstungsgüter

  • Dual Use-Güter

    • Navigation

    • Flugregelung

    • Avionik

    • Mikroelektronik

    • Raketentechnik

    • Kerntechnik


Beschreibe Exportkontrolle und ihren Sinn kurz.

  • Regulation des Handels und Wissenstransfers mit bestimmten Nationen in sicherheitskritischen Bereichen

  • Überblick und Kontrolle über Verbleib kritischer Güter

  • Menschenrechtsverstöße vorbeugen

  • Landes- und Bündnissicherheit (Technologievorsprung)

  • Sicherung diplomatischer Beziehungen


Welcher Aspekt der Fertigung eines Turbofans hat den größten Umwelteinfluss

Metallproduktion, ca equivalent zu:

  • 8928 kg Kerosin

  • 580 Smartphones, betrachtet über deren gesamter Lebenszyklus

  • 6 kleine E-Auto-Batterien

  • 1/2 Batterie eines elektrisch betriebenen “Flugtaxi”


Nennen sie Möglichkeiten zur Optimierung des Treibstoffverbrauchs während des Flugs

  • Genaue Berücksichtigung der aktuellen Wetterlage

  • Vorrausschauende Routenplanung

  • Flap alignment


Beispiele für nachhaltige Antriebskonzepte und deren Anwendungsbreich

  • SAF (Langstrecke)

  • Wasserstoff

    • Direktverbrennung (Mittelstrecke)

    • Brennstoffzelle (Regional)

  • Batterieelektrisch (Ultrakurzstrecke)

  • Hybridelektrisch (Regional/Kurzstrecke)


Beispiele für gescheiterte Exportkontrolle

  • Pakistanisches Atomprogramm (-> Lybien, Irak, Nordkorea)

  • Deutsche Technologie in Irakischen Raketen

  • Wissenstransfer von US-Kanadischer Weltraumforschung (Artillerie-Launcher) an Irakisches Militär (Project HARP -> Babylon Projekt)


Beschreiben sie MTUs führendes Turbofan-Konzept

WET (Water Enhanced Turbofan)

  • Nutzt Wassereinspritzung zur Erhöhung der Thermodynamischen Effizienz

  • reduzierte NOX-Emissionen

  • Kleinerer engine core, höheres Nebenstromverhältnis möglich

  • Wasserrückgewinnung reduziert Contrails


Probleme der Wasserstofftechnologie

  • Diffusion

  • Energiedichte

    -> Kryogene Lagerung

    -> Lagerung unter hohem Druck

  • Herstellung (am besten grüner Wasserstoff)

  • Brennstoffzellentechnologie (Hitzeentwicklung, Skalierbarkeit)


Vor- und Nachteile von SAF


Vorteile

Nachteile

  • Schnell einsatzfähig

  • Beimischung bedarf keiner/wenig Zertifizierung

  • keine Umbauten an Fluggerät

  • Einsetzbar auf allen Strecken

  • CO2 Ausstoß

  • Partikelemission

  • Prozessineffizienz

  • noch teuer und wenig verfügbar


Wie läuft eine Außerdienststellung eines Flugzeugs in der Regel ab?

  • Entfernung von Gefahrstoffen

  • Ausbau und evtl Wiederverwendung der Kabinenaustattung

  • Abbau wiederverwendbarer und wertvoller Teile (Triebwerke, APU, Fahrwerk)

  • Demontage der Struktur und Sortierung einzelner Komponenten und Rohstoffe

  • Nach möglichkeit sortenreines Recycling (Metalle), Sonst Energierückgewinnung oder Landfill (Verbundwerkstoffe)


Ökobilanz der Raumfahrt


Positiv

Negativ

  • Forschung

    • Erdbeobachtung (Klimafolgen, etc)

    • Höhenforschung (Klima, Atmosphäre)

    • Technologie (Photovoltaik, etc)

  • Höhenemissionen

  • Weltraumschrott

  • Partikelemissionen (bspw. Wiedereintritt)

  • Verwendung schädlicher Treibstoffe (karzinogene Hypergole)


In welcher Phase des aircraft lifecycle entsteht der größte sustainability impact?

Operationsphase, die Auswirkungen von Maintenance&Production sowie EOL (end of life) sind jedoch nicht vernachlässigbar

Wieviel Prozent des Gesamtgewichts eines normalen single aisle Fliegers (B737, A320) werden den Unterschiedlichen Verwertungswegen zugeführt?


Reuse

30%

Recycling

60%

Energy Recovery

8%

Landfill

2%


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Author

Moritz S.

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