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Wie ist Flugzeugtreibstoff beschaffen?

Kurze Antwort

Flugzeugtreibstoff ist Flugturbinenkraftstoff (Jet A-1): eine klare, farblose bis strohfarbene Flüssigkeit mit Erdölgeruch, einer Dichte von etwa 0,8 kg/l, einem Gefrierpunkt von −47 °C und einem Flammpunkt von mindestens 38 °C. Kolbenflugzeuge nutzen Avgas 100LL, ein blau gefärbtes Benzin mit Tetraethylblei.

Wie ist Flugzeugtreibstoff beschaffen?
Tankwagen beim Betanken mit Jet-A1-Kraftstoff dsc04316David Monniaux (CC BY SA), vía commons

Ein Kerosin, kein Benzin

Was ein Düsenflugzeug tankt, ähnelt eher dem Brennstoff eines Petroleumofens als dem Benzin eines Autos. Jet A-1, die außerhalb der USA vorherrschende Spezifikation, ist ein Mitteldestillat aus Erdöl mit Kohlenwasserstoffketten von 8 bis 16 Kohlenstoffatomen. Optisch ist es eine klare Flüssigkeit, farblos oder leicht strohfarben, dichter als Benzin (etwa 0,78-0,84 kg/l bei 15 °C gegenüber 0,72-0,77) und deutlich weniger flüchtig: Sein Flammpunkt muss über 38 °C liegen, was bedeutet, dass es bei Raumtemperatur nicht leicht ein entzündliches Gemisch mit Luft bildet. Diese geringe Flüchtigkeit ist einer der Gründe, warum die kommerzielle Luftfahrt es anstelle von Benzin einführte.

Kälte, Wasser und Zusätze

In Reiseflughöhe liegt die Außentemperatur bei etwa −55 °C, und der Treibstoff in den Flügeltanks kühlt stundenlang ab. Deshalb schreibt die Spezifikation vor, dass Jet A-1 erst unterhalb von −47 °C Wachskristalle bilden darf (das amerikanische Jet A begnügt sich mit −40 °C). Wasser ist der andere Feind: Kerosin löst geringe Mengen davon und gibt sie beim Abkühlen wieder frei, weshalb Anlagen das Produkt filtern und absetzen lassen und Flugzeuge ohne Treibstoffheizung ein Vereisungsschutzmittel mitführen. Die Formel enthält meist auch ein antistatisches Additiv, um die beim schnellen Pumpen entstehende Ladung abzuleiten, und in manchen Fällen Korrosionsinhibitoren und Schmierfähigkeitsverbesserer.

Energie und Verhalten im Triebwerk

Flugkerosin liefert etwa 43 MJ pro Kilogramm, eine hohe Energiedichte für eine Flüssigkeit, die über einen weiten Temperaturbereich stabil bleibt. Das Triebwerk zerstäubt es in der Brennkammer, wo es kontinuierlich verbrennt; es gibt keine periodische Zündung oder Octanzahl, um die man sich sorgen müsste, und entscheidend sind die Sauberkeit der Verbrennung, der Schwefel- und Aromatengehalt sowie die thermische Stabilität der Flüssigkeit, da sie vor der Verbrennung zur Kühlung des Triebwerksöls genutzt wird. Nachhaltige Flugkraftstoffe (SAF) werden chemisch gleichwertig hergestellt und sind inzwischen in Mischungen von bis zu 50 % mit konventionellem Kerosin zugelassen, ohne Änderungen am Flugzeug.

Die andere Familie: Avgas

Leichtflugzeuge und Hubschrauber mit Kolbenmotoren verbrennen Avgas, ein hochoktaniges Benzin. Die gängigste Sorte, 100LL ("low lead"), ist blau gefärbt, um Verwechslungen zu vermeiden, und enthält weiterhin Tetraethylblei, die weltweit letzte bedeutende Verwendung dieses Zusatzstoffs. Regulierungsbehörden und Hersteller arbeiten an bleifreien Alternativen, und einige moderne Triebwerke der Leichtfliegerei wurden umgerüstet, um mit Jet A-1 zu laufen.

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