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Das Wachstum des zivilen Luftverkehrs bedeutet eine große Herausforderung für die Luftfahrtbranche. Nur durch effizientere Triebwerke können der spezifische Verbrauch von fossilen Energieträgern und die spezifischen Emissionen reduziert werden und so der Zugang zu Flugreisen für die wachsende Weltbevölkerung sichergestellt werden. Einen maßgeblichen Beitrag zur Steigerung der Effizienz kann die Optimierung der Kühlung von heißen Komponenten des Kerntriebwerks leisten. Gerade im thermisch hoch belasteten Bereich der ersten Turbinenstufen werden große Mengen an Kühlluft verwendet, die sich negativ auf den thermischen Wirkungsgrad auswirken. Neue Kühlverfahren ermöglichen es, den Kühlluftbedarf bei gleichen Standzeiten der Bauteile zu verringern. Vor einem möglichen Einsatz müssen diese neuen Verfahren untersucht und ihre Leistungsfähigkeit bestimmt werden, vor allem die Vorhersage der Materialtemperatur der Schaufeln muss hoch präzise erfolgen. Die vorliegende Arbeit präsentiert neue Verfahren zur Kühlung von Rotorschaufeln. Es wird speziell auf die Drallkühlung eingegangen, die sich in grundlegenden Untersuchungen und in Verbindung mit den sich rapide verbessernden Möglichkeiten der additiven Fertigung als vielversprechendes Verfahren herausgestellt hat. Zur Beurteilung der neuen Konzepte werden Untersuchungen durchgeführt, bei denen die wichtigen strömungsmechanischen Ähnlichkeitskennzahlen der Maschine eingehalten werden. So können die Ergebnisse unmittelbar auf den Einsatz im Triebwerk übertragen werden. Die Untersuchungen bedeuten eine Herausforderung für die als Messtechnik eingesetzte Infrarotthermographie. Neue Kalibrierverfahren werden entwickelt und überprüft. Durch Anwendung dieser Verfahren kann die Oberflächentemperatur der Prüflinge hoch genau bestimmt werden. Anhand der mit den neuen Verfahren bestimmten Verteilung der Oberflächentemperatur und weiteren aerodynamischen Messungen werden abschließend Empfehlungen formuliert, wie ein auf Drallkühlung basierendes Kühlsystem für Turbinenrotorschaufeln leistungsfähiger werden kann und so die geforderte Lebensdauer dieser Bauteile sicherstellen kann.

In einem Solarturmkraftwerk werden hunderte bis tausende Spiegel (sogenannte Heliostate) einzeln der Sonne nachgeführt, sodass das Sonnenlicht auf die Spitze eines Turmes konzentriert wird. Dort befindet sich der Receiver, der die Solarstrahlung absorbiert und an das Wärmeträgermedium weitergibt. Große thermische Energiespeicher erlauben die ganztägige Stromproduktion (auch Nachts). In aktuellen Solarturmkraftwerken kommen als Wärmeträger- und Speichermedium häufig flüssige Nitratsalze wie Solar Salt zum Einsatz. Aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität und den geringen Kosten eignen sie sich sehr gut zur thermischen Energiespeicherung, jedoch bringen sie auch einige Nachteile mit sich. Flüssigmetalle weisen in vielen Punkten Vorteile gegenüber den Flüssigsalzen auf. In der vorliegenden Arbeit werden die Eigenschaften von Flüssigmetallen detailliert analysiert und mit Solar Salt verglichen. Zur Bewertung werden die Jahreserträge bzw. die Stromgestehungskosten (LCOE) herangezogen. Die Ergebnisse zeigen ein Potenzial zur Reduktion der Stromgestehungskosten mit Flüssigmetallen um bis zu 16% gegenüber dem Referenzsystem mit Solar Salt, ohne dabei den Kraftwerksblock und den thermischen Speicher zu verändern.

Welche Themen bewegten die Welt der Wissenschaft im Jahr 2006? Meilensteine und heiße Diskussionen. Anschaulich, verständlich und übersichtlich ist dieser Überblick über die spannendsten Themen und Ereignisse des Jahres. Forscher der Max-Planck-Gesellschaft übernahmen für jeden Schwerpunktbereich die Patenschaft und kommentieren Highlights und Entwicklungen ihres Fachs. Diesen abwechslungsreichen und interessanten Mix ergänzen zahlreiche Fotos, Illustrationen, Infokästen und eine Chronik. Diese Mischung macht das Buch optimal zum Nachschlagen wie zum Stöbern. Mit den Nobelpreisträgern 2006. Im Internet: www.wissenhoch12.de