by Dave Hirschman

FLYING - March 1998

Wir fliegen mit einem erneuerbaren Treibstoff den es bereits gibt

Die klare Flüssigkeit, die da in die Tanks meines Flugzeugs geschüttet wurde verpasste mir schon ein mulmiges Gefühl, um es milde auszudrücken. Denn wir wissen natürlich alle, dass 100LL blau ist Und anstelle des vertrauten Geruchs von verbleitem Avgas roch dieses Zeug nach einem feuchten Umkleideraum oder einem muffigen Keller.
Seit über fünf Jahren forscht und entwickelt die Firma Swift Enterprises, eine kleine, von John Rusek, einem Professor an der US-Universität Purdue gegründete Firma die weitgehend von jungen Hochschulabsolventen betrieben wird, an einer eigenen Art von erneuerbarem Flugtreibstoff, der als unverbleiter Ersatz für 100LL dienen soll. (Der AEROMARKT hat seit circa zwei Jahren mehrfach über diese Leute und dieses Produkt berichtet - Die Red.).
Unabhängige Labors, einschließlich des Zentrums für Treibstoffe und Antriebe der US-Luftfahrtbehörde FAA haben den Swift Brennstoff in verschiedenen Flugzeug-Kolbenmotoren getestet. Ergebnis: Der Swift Treibstoff erbringt die gleichen - und in mancher Hinsicht sogar besseren - Leistungen als Avgas 100LL. Weitere Tests sind in Vorbereitung.


Der US-Motorenhersteller Teledyne Continental Motors hat Flug- t erprobungen mit dem Swift Brennstoff in einer mit einem IO-550 c Motor ausgerüsteten Beech Bonanza durchgeführt und die Firma z General Aviation Modifications Inc. (GAMI) führte ausführliche II Bodentests durch.                                                                                   1
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Nun war ich also am Flugplatz der Purdue Universität, um Vertre- F ter der Firma Swift zu treffen und - wohl noch bedeutender - mit einem Tank voll des von Swift aus Sorghumhirse hergestellten Brennstoffs nach Hause nach Maryland zu fliegen. Mein Flugzeug, eine in der Experimental-Klasse zugelassene Van's RV-3, wird von einem 150 PS starken serienmäßigen Lycoming O-320 Motor mit Festpropeller angetrieben - eine Kombination, die praktisch identisch ist mit denen der allgegenwärtigen Flugzeuge von Cessna, Piper und Beech von der 172 bis zur Super Cub.
Swift steht unmittelbar vor dem Beginn einer umfassenden Testdatensammlung aus Tausenden von Flugstunden vieler Flugzeuge, die diesen Treibstoff im Flug nutzen werden. Aber meine circa 800 km weite Reise von Lafayette, Indiana, nach Frederick, Maryland (mit einem geplanten Zwischenstopp in Mansfield, Ohio) würde der bisher längste Punkt-zu-Punkt Flug mit dem Swift Brennstoff sein. „Wir werden dich auf FlightAware verfolgen", sagte Jon Ziulkowski von Swift, der dort als Entwickler und Pilot arbeitet. „Aber ruf uns an wenn du gelandet bist. Wir möchten jedes Detail wissen."
Anlassen und Warmlauf des Motors verliefen völlig normal. Es gibt kein besonderes Extra-Verfahren, um ein Flugzeug mit dem neuen Brennstoff anzulassen, und das Prozedere vor dem Start war ebenfalls wie immer. Die Beschleunigung nach dem Start war zügig wiegewohnt und die Steigrate war typisch kräftig mit 1.500 Fuß pro Minute bei 110 KIAS - obwohl die 20 Gallonen (75,5 Liter) Swift Brennstoff circa 4,5 kg schwerer wogen als das normale Avgas mit 0,72 kg/Liter. (Der Swift Brennstoff wiegt circa 6,5 Ibs pro Gallone oder 0,78 kg/Liter.) Die RV-3 hat Einzelsonden für Abgastemperatur (EGT) und Zylinderkopftemperatur (CHT). Das EGT zeigte im Reiseflug durchweg ca. 75° F (42° C) mehr an als normal, währenddessen das CHT 25° F (14° C) niedriger als normal war. Die Swift Leute führen dies auf die höhere Oktanzahl (ca. 104) ihres Brennstoffs zurück, was dazu führt, dass der Swift Brennstoff langsamer und später im Verbrennungsprozess verbrennt. Im Reiseflug in 7.500 ft (20 Zoll Ladedruck, 2450 RPM, 65° F (18° C) Außentemperatur) habe ich das Gemisch geringfügig fetter als gewöhnlich eingestellt, um das EGT unter 1.400° F zu halten. Die Zylinderkopftemperatur lag bei 325° F und der Treibstoffverbrauch während des 90-minütigen Flugs lag bei durchschnittlich 8,5 Gallonen/h (32 l/h).
Der Swift Brennstoff ist dafür ausgelegt, beliebig mit Avgas gemischt zu werden, daher habe ich auf halbem Heimweg einen Stopp eingelegt, um die beiden Treibstoffsorten zu vermischen. Bei einem etwas höheren Avgas-Anteil war die Heißstartprozedur identisch mit der bei vollem Avgas Tank. Beschleunigung und Steigrate waren unverändert. Im Reiseflug in 9.500 ft Höhe (19 Zoll Ladedruck, 2450 RPM, 60° F (15,5° C) Außentemperatur) habe ich das Gemisch ein wenig aggressiver reduziert, um das EGT unter 1.400° F zu halten. Das CHT stieg auf 340° F und der Treibstoffverbrauch beim zweiten 90-minütigen Flug lag im Schnitt bei 8,2 gal/h (31 l/h).
Die Zündkerzen der RV-3 waren unmittelbar vor dem Flug mit dem Swift Brennstoff gereinigt und auf den korrekten Elektrodenabstand eingestellt worden. Nach drei Stunden Flug erschienen sie völlig unverändert.
Es wäre von Vorteil gewesen, eine komplette Motorüberwachung gehabt zu haben, um detailliertere und exakte Leistungsparameter zu erhalten. Swift hofft, diese Daten bei künftigen Tests zu gewinnen. Die Firma hat außerdem ein zweimotoriges Flugzeug mit zwei Motorüberwachungssystemen erworben und will damit Flüge durchführen, bei der eine Motor mit Avgas 100LL läuft und der andere mit dem Swift-Sprit betrieben wird.
Swift Enterprises möchte zweifelfrei nachweisen, dass ihr Brennstoff den Leistungsstandard von 100LL erfüllt und somit Avgas ohne Sicherheitsbedenken in der gesamten AL Flotte ersetzen kann. Swift Vertreter rechnen damit, dass es bis zu vier Jahre dauern wird, diese Spezifikationen zu definieren, zu überarbeiten und mit ihrem unverbleiten Brennstoff zu erfüllen. In der Zwischenzeit untersucht Swift Partnerschaften mit einer Reihe von Energiefirmen, die in der Lage sind, ihren Brennstoff herzustellen. Der Herstellungs-'proz'ess ist laut Firmenvertretern viel einfacher als das Raffinieren von Mineralöl und kann praktisch überall auf der Welt stattfinden. Sorghumhirse, Rutenhirse, Abfälle oder Petroleum können als Ausgangsprodukt dienen und werden zu den Chemikalien destilliert, die im Swift Brennstoff verwendet werden. Swift hat in Indiana ein Pilotwerk errichtet, das ca. 200 Gallonen (750 l) täglich herstellen kann. Firmenvertreter sind überzeugt davon, dass der Swift Treibstoff in industriellen Mengen weit unter den Herstellungskosten von verbleitem Avgas produziert werden kann. Dem Swift Brennstoff eine eigene Farbe zu verleihen ist durch Zugabe eines Farbstoffs einfach zu erreichen, aber der Geruch nach Umkleideraum wird bleiben.
Es ist eine Sache, Berichte über die Vorteile von erneuerbaren Brennstoffen zu lesen, die aus Labors oder aus den Nachrichten stammen. Aber es ist natürlich ein ganz anderer Kick, das eigene Flugzeug mit einem solchen Sprit zu bef üllen und es dann tatsächlich Überland zu fliegen.
Der Swift Treibstoff hat den Sprung von einem rein theoretischen zu einem real existierenden Produkt geschafft. Die bisherigen Ergebnisse sind äußerst vielversprechend. Vielleicht haben wir hier wirklich das Produkt, das der Allgemeinen Luftfahrt eine Mineralöl unabhängige Zukunft bescheren kann.

by Dave Hirschman

FLYING - March 1998

Flying a real, renewable fuel

Watching the clear fluid being poured into my airplane's fuel tank was disconcerting to say the least. We all know that 100LL is blue, of course. And instead of the familiar smell of leaded avgas, this stuff carried the odor of a dank locker room, or a musty basement.

For more than five years, Swift Enterprises, a small start-up firm founded by Purdue University Professor John Rusek and largely staffed by grads, has been designing and producing its own form of renewable fuel meant as an unleaded replacement for 100LL (AEROMARKT has repeatedly introduced this company and its product to our readers on various occasions over the last two years The ed,). Independent laboratories including the FAA's fuel and engine center have tested Swift fuel and determined it performs as well as—and, in some areas, better than—1GQLL, in a variety of piston aircraft engines. More detailed tests are planned. Teledyne Continental Motors have performed flight tests using Swift fuel in an IO-550-equipped Bonanza, and General Aviation Modifications Inc. (GAMI) has performed extensive ground tests.

Now, I was at Purdue University Airport to meet with Swift officials and—perhaps more important—to fly home to Maryland on a tank of Swift's sorghum-derived fuel. My airplane, a Van's RV-3 licensed in the Experimental category, is equipped with a stock 150-horsepower Lycoming O-320 with a fixed-pitch prop—a combination virtually identical to those found on ubiquitous Cessna, Piper, and Beech airplanes ranging from 172s to Super Cubs.
Swift is about to enter an exhaustive data-gathering period in which it will collect thousands of hours of test data from many airplanes using its fuel in flight. But my 450-nm trip from Lafayette, Indiana, to Frederick, Maryland (with a planned stop in Mansfield, Ohio) would be the longest point-to-point flight to date on Swift's fuel. "We'll be following you on FlightAware," said Jon Ziulkows-ki, a Swift officer, researcher, and pilot. "But call us when you land. We want to know every detail."
Engine start and runup were completely normal. There's no special technique for starting an aircraft with the new fuel, and the pretakeoff procedures were the same as ever. Acceleration on takeoff was as brisk as usual, and the rate of climb was a typically robust 1,500 fpm at 110 KIAS—even though the 20 gallons of Swift fuel added about 10 pounds compared to the six-pound-per-gallon weight of regular avgas. (Swift fuel weighs about 6.5 pounds per gallon.)
The RV-3 has single-point EGT and CRT probes, and the EGT consistently read about 75 degrees F higher than normal in cruise, while the CHT was 25 degrees F lower than normal. Swift officials attribute the differences to their fuel's higher octane rating (about 104), which causes Swift fuel to burn slower and later in the combustion process. Level at 7,500 feet in cruise (20 inches manifold pressure, 2,450 rpm, 65 degrees OAT), I enriched the mixture slightly more than usual to keep the EGT at 1,400 degrees F or below. The CHT was 325 degrees F, and fuel burn on the 90-minute flight averaged 8.5 gph. Swift fuel is designed to mix seamlessly with avgas, so I stopped about halfway home in Mansfield, Ohio, to blend the two. With slightly more avgas than Swift fuel in the 24-gallon tank, the hot start procedure was identical to avgas. Acceleration and climb performance were unchanged. In cruise at 9,500 feet (19 inches manifold pressure, 2,450 rpm, 60 degrees OAT), I leaned the mixture a bit more aggressively to keep the EGT at 1,400 F or below. The CHT climbed to 340 degrees, and fuel burn on the second 90-minute flight averaged 8.2 gph. The spark plugs in the RV-3 had been cleaned and gapped just before the flight with Swift fuel. After three hours of flying, they appeared totally unaffected.
It would have been nice to have a full engine monitor capable of measuring and collecting more detailed and precise engine performance parameters, and Swift intends to collect vast amounts of such data in future tests. The company also has acquired a twin-engine aircraft with two engine monitors and plans to fly with 100LL feeding one engine and its own fuel supplying the other. The company is seeking to show that its fuel meets 100LL performance standards and can safely replace avgas throughout the GA fleet. Swift officials estimate the process of defining, revising, and meeting those specifications with its unleaded fuel will take up to four years. In the meantime, Swift is exploring partnerships with a variety of energy firms capable of manufacturing its product. The manufacturing process, company officials say, is far simpler than refining oil and can be done just about anywhere in the world. Sorghum, switch grass, garbage, or petroleum can be used as raw materials and distilled into the chemicals used in Swift fuel.

Swift has a pilot manufacturing plant in Indiana capable of producing about 200 gallons of its fuel a day, and company officials say they are convinced it can be manufactured in industrial quantities at a cost well below leaded avgas. Giving Swift fuel its own color is a simple matter of adding dye, but the locker-room smell is going to stay. It's one thing to read lab or news reports on the merits of renewable fuels—but it's especially exciting to put such a fuel in an airplane and fly it on a real cross-country trip. Swift fuel has made the leap from the purely theoretical to a real product, and  it appears to hold great promise for shifting GA to an unleaded, non-petroleum-based future.

E-mail the author: dave.hirschman@aopa.org