Das britische Industrietechnikunternehmen Rolls-Royce hat neue Treibstoffdüsen und andere Komponenten entwickelt, mit denen Wasserstoff erfolgreich nach den für den Start von Flugzeugen erforderlichen Spezifikationen verbrannt werden kann. Das Testobjekt war die Brennkammer des Turbofan-Triebwerks Pearl 700, das Gulfstream antreibt. Das Triebwerk treibt die G700-Jets von Gulfstream an, wobei Standardmodelle mehr als 18.000 Pfund Schub erzeugen können.
Rolls-Royce führte in Deutschland einen Wasserstoffverbrennungstest des Brenners des Pearl 700-Triebwerks durch und das Unternehmen berichtete, dass der Test sehr erfolgreich verlief, da der Brenner funktionierte und die durch den Test erzeugten Emissionen den Erwartungen entsprachen.
Wie Raketentriebwerke gibt es auch die Triebwerke, die Flugzeuge antreiben, in verschiedenen Schub- und Flugprofilen. Die Triebwerksleistung ist während des Starts normalerweise maximal, da sie genügend Leistung erzeugen müssen, um sicherzustellen, dass unter den Flügeln des Flugzeugs genügend Luft strömt, um den Flug zu ermöglichen. Nach dem Start wird der Schub des Triebwerks an den Treibstoffverbrauch und die Geschwindigkeit des Flugzeugs angepasst. Bei der Landung werden die Triebwerke dann erneut verstärkt, um die korrekte Sinkgeschwindigkeit beizubehalten. Dadurch bleibt das Flugzeug auf einer Linie mit der Landebahn und gibt dem Piloten genügend Spielraum, um bei Bedarf ein Umrundungsmanöver sicherzustellen.
Dies bedeutet natürlich, dass die internen Komponenten des Triebwerks bei Start und Landung erheblichen Belastungen ausgesetzt sind. Eine dieser Komponenten ist die Brennkammer, das Herzstück eines Flugzeugtriebwerks, das Tausende Pfund Schub erzeugt. Wie der Name schon sagt, wird der Treibstoff des Flugzeugs in der Brennkammer verbrannt und die erzeugte Energie ist für den Antrieb der Turbine des Triebwerks verantwortlich, um einen ausreichenden Luftstrom zur Aufrechterhaltung von Schub und Auftrieb sicherzustellen.
Eine Schlüsselkomponente innerhalb des Brenners ist die Düse. Die Düse, die auch in Raketentriebwerken zu finden ist, ist für die Treibstoffzufuhr zur Brennkammer verantwortlich und muss so ausgelegt sein, dass sie den extremen Kräften innerhalb der Brennkammer standhält. Daher ist die Düse speziell auf den Kraftstoff ausgelegt, der den Motor antreibt. Für die Wasserstofftests hat Rolls-Royce neue Düsen speziell für Wasserstoff entwickelt.
Wasserstoff ist einer der am schwierigsten zu verarbeitenden Kraftstoffe, wie die NASA Anfang des Jahres bei ihrem Artemis-1-Flug herausfand. Durch die Verbrennung von Wasserstoff werden jedoch keine Treibhausgase in die Atmosphäre freigesetzt, und der Kraftstoff verschafft den Motoren auch einen größeren Leistungsvorteil. Da Wasserstoff bei einer höheren Temperatur verbrennt als Kerosin, müssen laut Rolls-Royce die für die Tests verwendeten fortschrittlichen Wasserstoff-Brennstoffdüsen höheren Verbrennungstemperaturen standhalten als Kerosindüsen. Sie können auch die Flamme im Brenner steuern, indem sie Wasserstoff mit Luft mischen und so steuern, wie ersterer verbrennt.
Die Wasserstoffdüse wurde auch an der Loughborough University im Vereinigten Königreich und im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln getestet, bevor sie Volldrucktests zur Simulation von Startbedingungen durchführte. Die neuesten Tests wurden auch im Luft- und Raumfahrtzentrum durchgeführt, und Rolls-Royce sagte, man habe ihm erlaubt, Daten über die Entflammbarkeit von Wasserstoff und seine Eignung für den Düsenflug zu sammeln.