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FLUG REVUE 01/2017

Technik

Technik Triebwerksdemonstrator SAGE 4 Noch sparsamer, leiser und emissionsärmer: Der Münchener Triebwerksbauer MTU Aero Engines hat neue Technologien für die PW1000G-Familie erprobt. Getriebefan Von ULRIKE EBNER Das Testprogramm hatte es in sich. 107 Stunden lang wurde der Getriebefan- Triebwerksdemonstrator auf dem Entwicklungsprüfstand von MTU in München auf Herz und Nieren untersucht und dabei auch bis aufs Äußerste strapaziert. Das Ziel: neue Technologien zu erproben, die den Antrieb noch effizienter machen. Denn der spezifische Treibstoff- verbrauch soll noch einmal deutlich reduziert werden. Dabei verbraucht das im Januar 2016 am Airbus A320neo (new engine option) eingeführte PW1100G-JM im Vergleich zum Referenz-Triebwerk IAE V2500 des A320ceo (current engine option) bereits 16 Prozent weniger Kerosin. „Wir streben an, bis 2030 minus 25 Prozent zu erreichen“, sagt Dr. Joachim Wulf, Chefingenieur Technologiedemonstratoren bei MTU. Kurzfristig soll der Kraftstoffverbrauch immerhin um zwei bis drei Prozent sinken. Mit SAGE 4 (Sustainable and Green Engines, nachhaltige und grüne Triebwerke) verantwortet MTU einen von fünf Triebwerksdemonstratoren im europäischen Forschungsprogramm Clean Sky (siehe Kasten S. 64). Die Testläufe fanden von Oktober bis Dezember 2015 statt. Der US-Hersteller Pratt & Whitney stellte dafür ein PW1500G zur Verfügung, das normalerweise in der Bombar- Rund drei Monate dauerten die SAGE- 4-Tests auf dem größten Prüfstand in München. Fotos: MTU Aero Engines, Pratt & Whitney 60 FLUG REVUE Januar 2017 www.flugrevue.de

2.0 dier C Series zum Einsatz kommt. Nach der detaillierten Datenauswertung, deren Ergebnisse kürzlich vorgestellt wurden, sind die MTU-Ingenieure zufrieden. „Wir haben zahlreiche neue Technologien getestet. Viele haben ihre Technologiereife unter Beweis gestellt. Einzelne Elemente sind bereits ready to fly“, sagt Dr. Jörg Henne, Leiter Entwicklung und Technologie bei MTU. Der Fokus von SAGE 4 lag auf Neuerungen im Hochdruckverdichter und der schnelllaufenden Niederdruckturbine. Für beide Komponenten ist MTU bei der Getriebefan-Familie von Pratt & Whitney verantwortlich. Verbesserungspotenzial sehen die Ingenieure vor allem bei leichten und hitzebeständigen Materialien, neuen Herstellungsverfahren und Designanpassungen. „Wir wollten die Technologiereife neuer gewichtssparender Bauweisen und Materialien unter weiter gesteigerten mechanischen und thermischen Belastungen erbringen sowie den mechanischen Nachweis fortschrittlicher aerodynamischer Designs der Beschaufelung antreten“, so Wulf. Neue Simulationsmethoden und Messverfahren kamen ebenfalls zum Einsatz. Entwickelt wurden die nun getesteten Innovationen seit 2008. „Damals haben wir erkannt, dass die Möglichkeiten des Getriebefans noch längst nicht ausgereizt sind“, sagt Technik-Vorstand Dr. Rainer Martens. MTU hat dabei mit mehr als 20 europäischen Partnern zusammengearbeitet, darunter kleine und mittlere Unternehmen wie die britische Firma Meggit Polymers and Composites, aber auch Hochschulen und Forschungseinrichtungen wie das iwb Anwenderzentrum Augsburg, der Technologietransferstelle des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der TU München. „Wir gewinnen nicht nur neue Hardware, sondern auch neue Partner“, sagt Henne. In München wurde schließlich das sogenannte Supermodul montiert – bestehend aus der Niederdruckturbine von MTU, dem Turbinenaustrittsgehäuse des britisch-schwedischen Unternehmens GKN Aerospace sowie Welle und Lagerkammer von Pratt & Whitney – und in den P-1500G-Getriebefan integriert. NEUARTIGE DICHTUNGEN IM HOCHDRUCKVERDICHTER Ein wesentlicher Beitrag zur Steigerung der Effizienz sind neue Dichtungstechnologien, die Strömungsverluste minimieren. Im Hochdruckverdichter von SAGE 4 wurden Dichtungsträger aus hochtemperaturfestem, kohlefaserver- Niederdruckverdichter Pratt & Whitneys Getriebefan-Familie PW1000G Bläser Hochdruckverdichter Niederdruckturbine Untersetzungsgetriebe Brennkammer Hochdruckturbine Bei konventionellen Triebwerken sitzen Bläser und Niederdruckturbine auf einer Welle. Beim Getriebefan von Pratt & Whitney sorgt ein Planetengetriebe dafür, dass der Bläser langsamer und die Niederdruckturbine schneller laufen kann. Das steigert den Wirkungsgrad; Kerosinverbrauch, CO 2 -Ausstoß und Lärmpegel sinken. MTU ist verantwortlich für die Niederdruckturbine und die ersten vier Stufen des Hochdruckverdichters. www.flugrevue.de FLUG REVUE Januar 2017 61

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