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Wissenschaft
Clean Sky 2 - Leichte Flugzeugtriebwerke der Zukunft: DLR, MTU und GKN optimieren Verdichtungssystem
Mittwoch, der 20.Dezember 2017
Clean Sky 2 - Leichte Flugzeugtriebwerke der Zukunft: DLR, MTU und GKN optimieren Verdichtungssystem
Köln: Gutes noch besser machen: Im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms Clean Sky 2 arbeiten die langjährigen Partner MTU Aero Engines, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und GKN Aerospace Engines, Schweden zusammen, um das Verdichtungssystem von Triebwerken zu optimieren und leichter zu gestalten. Die neuen Technologien könnten bereits in die nächste Getriebefan-Generation einfließen. Beim DLR in Köln wurde jetzt die Testkampagne des sogenannten ICD-Rigs offiziell gestartet.
 
ICD steht für Inter Compressor Duct und bezeichnet den Übergangskanal zwischen Niederdruck- und Hochdruckverdichter. Ziel ist es, Niederdruckverdichter, ICD und Hochdruckverdichter noch besser aufeinander abzustimmen, um neue Potenziale für noch kerosinsparendere Triebwerke zu identifizieren und auszuschöpfen. Ein wichtiger Schritt auf diesem Weg ist das systematische Vermessen der Strömungsverhältnisse in kurzen, steilen Übergangskanälen (ICDs). Zu diesem Zweck wurde beim DLR-Institut für Antriebstechnik in Köln, dem MTU-Kompetenzzentrum (CoC) für Antriebssysteme, ein komplett neues Windkanal-Rig aufgebaut.
 
Der offizielle Testbetrieb wurde in Anwesenheit von Vertretern der drei Partner – DLR, MTU und GKN Aerospace Engines aufgenommen. „Das DLR als nationales Forschungszentrum spielt eine Schlüsselrolle bei der fortschrittlichen Entwicklung des gesamten Lufttransportsystems“, sagte DLR-Luftfahrtvorstand Prof. Rolf Henke. „Besonders große Fortschritte gab es in den letzten Jahrzehnten bei den Antrieben. Wir sind sehr stolz, mit diesem einzigartigen ICD-Rig einen weiteren großen Schritt gemeinsam mit unseren Partnern MTU und GKN einzuleiten.
 
Für die MTU, die die Systemführerschaft innehat, erklärte Dr. Gerhard Ebenhoch, Leiter Technologie Management: „In dieser Zusammenarbeit werden die Stärken der Partner hervorragend integriert - die Kompetenz von GKN bei großen statischen Komponenten, die Erfahrung des DLR im Bereich Versuch sowie die Verdichter- und Systemkompetenz der MTU.“
 
Und Robert Lundberg von GKN Aerospace Engines erklärte: „Für GKN ist es eine außerordentliche Gelegenheit unsere fortschrittlichen Technologien in diesem einmaligen Testrig zu validieren. Bei uns im Schweden gibt es keine Möglichkeiten dafür, was deutlich zeigt, wie wichtig die Zusammenarbeit in Europa ist.
Foto: Im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms Clean Sky 2 arbeiten die langjährigen Partner DLR, MTU und GKN zusammen, um das Verdichtungssystem von Triebwerken zu optimieren und leichter zu gestalten. © DLR (CC-BY 3.0).
 
Für das Clean Sky 2 Joint Undertaking sendete der Projektkoordinator des Bereichs Triebwerksforschung Jean-Francois Brouckaert Glückwünsche: „Die neue Testeinrichtung erlaubt es uns wichtige Gemeinschafts-Forschung in der EU für das Triebwerk der nächsten Generation zu betreiben. Gratulation an MTU, DLR und GKN zur Erreichung dieses bedeutenden Meilensteins. Ein schönes Beispiel für die sich ergänzende numerische und experimentelle Arbeit.
 
Messtechnik in höchster Detailtiefe
Das ICD-Rig vermisst die Kanalströmung in noch nie dagewesener Detailtiefe: 500 Druckmesstellen, Sondenmessungen in drei Traversierungsebenen, Laserverfahren und Turbulenzsonden erlauben einen präzisen Einblick in die Strömung. Dr. Gerhard Kahl, Leiter Technologie-Demonstratoren und –Rigs bei der MTU ist sich sicher: „Wir werden mit den Tests unser Verständnis der Strömung im ICD ein deutliches Stück vorwärts bringen, um in Zukunft mit besonders kompakten Designs die Baulänge und damit das Gewicht der Triebwerke weiter zu verringern.“ 
 
Und so geht’s weiter: Im Laufe des nächsten Jahres sollen drei verschiedene ICD-Konfigurationen getestet werden. Aufbauend auf den erzielten Ergebnissen soll 2019 ein Zwei-Wellen-Rig ausgelegt und ein Jahr später gebaut werden. Ab dem Jahr 2021 will man dann Nieder- und Hochdruckverdichter gemeinsam testen.
 
Das DLR in der Triebwerksforschung
Das DLR ist das nationale Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Im Bereich der Luftfahrt-Antriebe werden experimentelle und numerische Verfahren für zukünftige Luftfahrt-Triebwerke entwickelt. Ziel ist die Reduktion von Lärm und Schadstoff-Emissionen durch verbesserte Turbo-Komponenten und deren intelligentes Zusammenspiel. Das DLR arbeitet hieran interdisziplinär und untersucht neue Verdichter-, Brennkammer und Turbinen-Designs an einzigartigen Großanlagen. Daneben erforscht das DLR Möglichkeiten zur intelligenten Integration neuartiger Abtriebe in zukünftige Flugzeuge. Die Lösungen für Triebwerks-Technologien von morgen erarbeitet das DLR im Zusammenspiel mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie. Im CleanSky2-Programm ist das DLR als Core-Partner eingebunden und arbeitet gemeinsam mit den Europäischen Triebwerksherstellern an der Umsetzung großer Technologie-Demonstratoren.
 
Das Technologieprogramm Clean Sky 2 läuft unter dem EU-Rahmenprogramm Horizon 2020, wurde 2014 gestartet und soll 2024 enden. Es ist das Nachfolgerprogramm von Clean Sky, dem größten jemals in der EU gestarteten Luftfahrtforschungsprogramm. Übergeordnetes Ziel ist es, die Luftfahrt noch sauberer und effizienter zu machen. Das DLR führt in Clean Sky 2 den Technology Evaluator (TE). Die Funktion des TEs besteht darin eine ganzheitliche Bewertungsumgebung aufzubauen und anzuwenden, die es ermöglicht den Nutzen des gesamten Technologieprogramms in ökologischer, ökonomischer, verkehrlicher und wettbewerblicher Hinsicht zu ermitteln und zu bewerten hinsichtlich der Zielerreichung für Clean Sky als auch bzgl. der ACARE-Ziele (Flightpath 2050).  (Pressemeldung vom 20.12.2017)
Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. | Foto: DLR e. V. (CC-BY 3.0)
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