audimax ING 9/10.2017: Das Karrieremagazin für Ingenieure

TRIEBWERKSENTWICKLUNG /
SCHNELLES
WISSEN
PUZZLESPIEL FÜR EXTREME BEDINGUNGEN
»Ein Triebwerk besteht aus rund 20.000
Einzelteilen. Die besondere Herausforderung
ist dabei, dass die Teile möglichst leicht sein
sollen, dabei aber enormen Belastungen
durch beispielsweise hohe Temperaturen,
Drücke und Zentrifugalkräfte standhalten
müssen. Die Spitzentemperatur im Turbinenbereich
erreicht über 2.000 Grad Celsius
– das ist fast die Hälfte der Temperatur
der Sonnenoberfläche und liegt weit über
der Schmelztemperatur der eingesetzten
Materialien. Nur ein ausgeklügeltes System
aus Kühltechnologien und Beschichtungen
macht dies überhaupt möglich.« Elke Weiss,
Manufacturing Engineer bei Rolls-Royce
TRIEBWERKS-
ENTWICKLUNG
Text: Petra Herr
WIRF DEN TURBO AN
In der Triebwerksentwicklung warten Jobs mit ordentlich Schubkraft auf
alle, die hoch hinauf wollen. Ingenieure verdienen hier abhängig von der
Berufserfahrung zwischen 4.000 bis 6.000 Euro im Monat. Die Karrierewege
sind breit gefächert. Neue Materialien werden erforscht, Produkte
und Fertigungsmethoden entwickelt und zudem die Triebwerke im Einsatz
mittels Fernüberwachung und Datananlyse betreut. Elke Weiss, Manufacturing
Engineer bei Rolls-Royce, fasziniert dabei vor allem, dass sie immer
wieder an einzigartigen Projekten beteiligt ist. Zu den Aufgaben der
Technischen Leiterin für nationale und internationale Technologieprodukte
gehören die Entwicklung und Konzepterstellung für neue Fertigungsverfahren
und Technologien sowie die Prozessplanung.
AUS DER FORSCHUNG: BYPASSVERHÄLTNISSE MÜSSEN GRÖSSER WERDEN
»Aktuell beschäftigen wir uns mit der
Steigerung des inneren Wirkungsgrades der
Antriebsmaschine im Triebwerk und des Vortriebswirkungsgrades,
mit dem das Triebwerk
das Flugzeug antreibt. Letzterer erfordert die
Steigerung des Bypassverhältnisses, welches
den Durchmesser der Triebwerke anwachsen
lässt. Da dies aber nicht einfach durch
Skalierung bestehender Triebwerke möglich
ist, ist grundlegende Forschung beispielsweise
zu Reduktionsgetrieben, also der Weiterführung
des Geared-Turbofan-Ansatzes und
auch der Triebwerkseinläufe, erforderlich. Die
Verbesserung der Antriebsmaschine führt bei
klassischen Gasturbinen zu immer höheren
Materialanforderungen, welche beispielsweise
durch keramische Werkstoffe erfüllt werden
könnten. Ebenso kann aber auch der radikale
Wechsel zu anderen Antriebsmaschinen eine
Lösung für die Zukunft sein – hier besteht
allerdings noch viel Forschungsbedarf.
Wichtig bei den großen Bypassverhältnissen
ist die Wechselwirkung zwischen dem Einlauf
(Intake) und dem Bläser (Fan), welcher den
größten Schubanteil erzeugt. Denn der Einlauf
soll etwa im Reiseflug möglichst wenig stören,
im Off-Design aber die Strömung gleichrichten.
Dieses Optimierungsproblem ist nicht einfach
lösbar und nur mit extrem großem Aufwand
numerisch zu berechnen. Wir haben daher
einen großen Prüfstand aufgebaut, indem
genau diese Wechselwirkung der Komponenten
experimentell mit verschiedenen Verfahren
untersucht werden kann.«
Prof. Dr.-Ing. Jens Friedrichs, Institut für Flugantriebe und
Strömungsmaschinen, TU Braunschweig
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