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Technik: Test bestanden: nochmals verbesserter Getriebefan bei MTU
Geschrieben 28. Okt 2016 - 00:22 Uhr
Nach 107 Laufstunden, 500 Testzyklen und 30 Starts auf dem Entwicklungsprüfstand der MTU Aero Engines steht fest: Der
Clean-Sky-Triebwerksdemonstrator SAGE 4 hat die erforderlichen Nachweise geliefert.
Das Ergebnis versetzt die MTU-Experten in Hochstimmung: "Wir haben zahlreiche neue Technologien getestet. Viele haben
ihre Technologiereife unter Beweis gestellt. Einzelne Elemente sind bereits ready to fly", resümiert Dr. Jörg Henne, Leiter
Entwicklung und Technologie bei der MTU. Das anspruchsvolle Testprogramm hat die MTU selbst entwickelt und
durchgeführt.
SAGE 4 steht für Sustainable And Green Engines und bezeichnet einen von fünf Clean-Sky-Triebwerksdemonstratoren. Clean
Sky ist mit über 600 Forschungspartnern das größte je von der EU geförderte Luftfahrtforschungsprogramm. "SAGE 4 basiert
auf dem von Pratt & Whitney zugelassenen Getriebefan-Triebwerk PW1500G und wurde von uns mit zukunftsweisenden
Verdichter- und Turbinentechnologien ausgestattet", erläutert Dr. Stefan Weber, Leiter Technologie und Vorauslegung bei
der MTU in München. "Diese Innovationen haben wir gemeinsam mit europäischen Partnern entwickelt."
"Das Testprogramm war mit Stress-, Vibrations- und Anstreiftests sowie Dauerlaufversuchen sehr anspruchsvoll", erklärt Dr.
Joachim Wulf, Chief Engineer Technologie-Demonstratoren. Mechanisch und auch thermisch wurde der
Triebwerksdemonstrator zum Teil weit über die üblichen Betriebsgrenzen hinaus belastet. Das Ziel: "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.
Auch neue Simulationsmethoden und Messverfahren haben eine Rolle gespielt. Das Vorhaben ist gelungen. Weber: "Die
Tests zeigen, dass wir mit den neuen Technologien einen wichtigen Schritt zur Weiterentwicklung der GetriebefanTechnologie geschafft haben." Die neuen Materialien, Bauweisen und Designs sollen unmittelbar in die nächste Generation
von Getriebefan-Triebwerken einfließen und sie noch ökoeffizienter machen. Henne: "Wir sprechen hier von Antrieben, die
bereits im Laufe des kommenden Jahrzehnts fliegen könnten."
Die MTU konzentriert sich im Rahmen ihrer Clean-Sky-Forschungsaktivitäten auf die Entwicklung neuer Technologien für
ihre beiden Paradekomponenten Hochdruckverdichter und Niederdruckturbine. Unter anderem wurden im Bereich der
Niederdruckturbine ein neues Luftsystem für das Gehäuse sowie ein neues Dämpfungssystem für die erste Laufschaufelstufe
entwickelt und erprobt. Wulf: "Erstmals haben wir in der schnelllaufenden Niederdruckturbine Bürstendichtungen
eingesetzt." Die Dichtungen haben überzeugt und auch in der thermisch und mechanisch hochbelasteten Umgebung
bestanden – Leckagen wurden damit deutlich vermindert.
Erstmals zum Einsatz kamen auch hitzeresistente, leichte keramische Verbundwerkstoffe als Isoliersegmente. Im
Hochdruckverdichter hat unter anderem ein additiv hergestellter Dichtungsträger seine Güte unter Beweis gestellt. Er
könnte schon bald bei der MTU per selektivem Laserschmelzverfahren in Serie gefertigt werden. Auch ein neuer, aus
kohlenfaserverstärktem Kunststoff hergestellter, äußerst hitzebeständiger Dichtungsring mit Teflon-Dichtmaterial wurde
erfolgreich erprobt.
Aufgebaut wurde SAGE 4 im vergangenen Jahr. Nachdem bei der MTU in München das sogenannte "Supermodul" montiert
wurde – bestehend aus Niederdruckturbine made by MTU, Turbinenaustrittsgehäuse des britisch-schwedischen
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und Lagerkammer von Pratt & Whitney – wurde es in ein PurePower® PW1500G
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integriert. Gegen Jahresende kam der Triebwerksdemo auf den Münchner Prüfstand und wurde mehrere Wochen lang
erfolgreich auf Herz und Nieren getestet. Nach Ende der Prüfläufe wurde der SAGE-4-Demonstrator auseinandergebaut und
jedes einzelne Modul und Bauteil sorgfältig ausgewertet. Die Ergebnisse haben jetzt mehr als überzeugt.
Artikel Bilder:
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