13.11.2014, 12:10 Uhr | 0 |

Tests in Arizona Rolls-Royce macht Triebwerke zu Leichtgewichten

Rolls-Royce hat erstmals ein Flugzeug starten lassen, dessen Triebwerkschaufeln aus Kohlenstofffasern und Titan hergestellt sind. Das Kompositmaterial macht Flugzeuge leichter und senkt somit den Treibstoffverbrauch. Die Serienproduktion plant der Triebwerkproduzent für 2020. 

Die Ingenieure von Rolls-Royce experimentieren mit Triebwerken aus Kompositmaterial
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Triebwerk vom Typ Trent 1000: Die Ingenieure von Rolls-Royce experimentieren mit Kompositmaterial. Es soll Großraumflugzeuge wie die Boeing 787 um bis zu 680 Kilogramm leichter machen. 

Foto: Rolls-Royce

Die Phase der anhaltenden Ölpreissteigerungen hat Flugtriebwerkhersteller dazu veranlasst, nach neuen Wegen zu suchen, um den Treibstoffverbrauch ihrer Motoren deutlich zu senken. Rolls-Royce, der weltweit zweitgrößte Produzent der Branche, senkt mit neuartigen Materialien das Gewicht der Triebwerke. Ein Test-Triebwerk vom Typ Trent 1000 flog kürzlich installiert in einer Boeing 747 in Arizona. 

Triebwerke machen Dreamliner 680 Kilogramm leichter 

Das Kompositmaterial der neuen Triebwerkschaufeln besteht aus Kohlenstofffasern und Titan. Rolls-Royce geht es um die Gewichtsersparnis: Bei einem zweimotorigen Flugzeug wie dem Großraumjet Boeing 787 Dreamliner sei eine Gewichtseinsparung von 680 Kilogramm möglich. Das setzt allerdings voraus, dass auch die Außenverkleidung der beiden Triebwerke aus dem gleichen Material hergestellt ist. Das bedeutet, dass Rolls-Royce davon überzeugt ist, dass es allen Sicherheitsvorschriften gerecht wird und beispielsweise explosionsartigen Schäden im Triebwerk standhält. Nur so ist sichergestellt, dass nicht etwa eine wegbrechende Triebwerkschaufel wie ein Geschoss in den Rumpf des Flugzeugs schlägt und dort Menschen verletzt oder tötet. 

Serienproduktion für 2020 geplant 

Wenn die Testserien positiv verlaufen, geht Rolls-Royce davon aus, dass die neuen Schaufeln ab 2020 serienmäßig in Motoren der Großraumflugzeuge eingesetzt werden können.

Rolls-Royce arbeitet gegenwärtig an einem zweistufigen Programm zur Leistungssteigerung der Triebwerke. Für die erste Stufe namens Advance ist eine Verminderung des spezifischen Treibstoffverbrauchs um 20 Prozent das Ziel. In der zweiten Stufe, die UltraFan genannt wird, soll der Treibstoffverbrauch sogar um 25 Prozent zurückgehen. Der Advance Motor soll im Jahre 2020 verfügbar sein, der UltraFan-Motor fünf Jahre später. Für beide Stufen spielt die Gewichtseinsparung dank der Kompositschaufeln eine große Rolle. 

Extrem hohe Materialbeanspruchung bei Flugtriebwerken

Die Welle, an der die Schaufeln montiert sind, dreht sich bei einem modernen Jet-Triebwerk durchschnittlich 3300 Mal in der Minute. Dabei entstehen an den Spitzen der Schaufeln Geschwindigkeiten von bis zu 1700 km/h. Zwar befinden sich diese Schaufeln nicht im so genannten Warmteil des Motors. Aber jene 2000 Grad Celsius Betriebstemperatur, die ein Triebwerk des Airbus A350 im Warmteil erreicht, strahlen auch in den Kaltteil aus.

Die Hitzebeständigkeit der Kompositschaufeln ist eines der Haupttestgebiete. Immerhin soll ein solches Triebwerk eine wirtschaftliche Lebensdauer von 10.000 Betriebsstunden erreichen.

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Von Peter Odrich
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