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Mehr Leistung und weniger Verbrauch

Neue Turboprop-Triebwerke

Obwohl noch kein 90-sitziger Turboprop entwickelt wird, arbeiten die Hersteller schon an entsprechenden Triebwerken, die mehr Leistung und weniger Verbrauch aufweisen sollen.

Gewehr bei Fuß stehen die Triebwerkshersteller, um Turboprop-Antriebe für Flugzeuge in der Größenklasse von 90 Passagieren zu liefern. Besonders ehrgeizig geht GE Aviation zu Werke: „GE war in der Vergangenheit auf diesem Gebiet nicht allzu sehr aktiv. Vor fünf Jahren gab es eine Entscheidung, dies zu ändern und aggressiv auf den Markt zu gehen, um Pratt & Whitney Anteile abzunehmen“, sagt Milan Slapak, Turboprop-Manager bei GE, im Gespräch mit der FLUG REVUE. Das Unternehmen begann mit dem Kauf des tschechischen Herstellers Walter und überarbeitete das bewährte M601 zur H80-Familie. Zwei neuere und stärkere Triebwerke im mittleren Leistungsbereich befinden sich bereits in der Entwicklung. Auch für das obere Ende (3700 bis 5200 Kilowatt) hat man Pläne und führte im vergangenen Jahr eine Marktstudie mit Betreibern von Regionalflugzeugen durch. „Dies vermittelte uns eine gute Perspektive bis zum Jahr 2032. Es wird eine große Welle von Außerdienststellungen geben, die 2018 beginnt und ihren Höhepunkt um 2019/2020 erreicht. Das wäre ein idealer Zeitpunkt für die Indienststellung eines neuen Regional-Turboprops.“ 

Oben auf der Wunschliste der Betreiber stehen ein günstiger Anschaffungspreis und ein geringerer Treibstoffverbrauch. GE geht von einem neuen Muster für rund 90 Passagiere aus: „Alle Parameter zeigen: Wir brauchen ein größeres Flugzeug. Unser Triebwerk wäre für eine Maschine mit unter 60 Sitzen viel zu stark.“ Wichtig ist laut Slapak auch die Steigleistung: „Die ideale Reiseflughöhe beträgt 7600 Meter. Die Frage ist, wie schnell man dorthin kommt. Die Geschwindigkeit eines Turboprops der nächsten Generation wird wachsen. 600 km/h sind leicht machbar; mehr wäre möglich, aber für einen Turboprop nicht wirklich notwendig, da man sonst Konzessionen beim Verbrauch machen müsste.“ Seiner Meinung nach wird die durchschnittliche Streckenlänge von 370 auf bis zu 650 Kilometer wachsen. 

GE bietet eine Ableitung des GE38-Wellenleistungstriebwerks der Sikorsky CH-53K an, das bereits 4300 Stunden auf dem Prüfstand absolviert hat und in diesem Jahr seine Qualifizierung abschließen soll. Das CPX38 genannte Projekt ließe sich mit dem Hinzufügen eines Propellergetriebes relativ schnell umsetzen und würde eine Leistung von 5200 Kilowatt liefern. Später verfügbar wäre ein Antrieb auf der Basis des FATE-Demonstrators (Future Afford-able Turbine Engine), den GE für die US Army entwickelt und der 2015 erprobt werden soll. Hier kämen im additiven Verfahren hergestellte Teile und Komponenten aus faserverstärkten Keramiken (CMC) zum Einsatz. Außerdem wollen die Ingenieure das Verdichterdruckverhältnis weiter steigern sowie Dichtungen und Kühlung verbessern. Trotz einer hohen Leistung von bis zu 7500 Kilowatt wäre gemäß Slapak eine Reduzierung des Treibstoffverbrauchs um 20 Prozent oder mehr möglich. 

Auch Snecma arbeitet an einem Turboprop-Triebwerk

Ebenfalls auf dem Plan steht ein integriertes Antriebssystem samt Gondel und Propeller, um zusätzliche Synergien zu erzielen. „Das Triebwerk liefert 85 bis 90 Prozent der Treibstoffersparnis; der Rest kommt vom Propeller und der Verkleidung. Bei der H80-Serie sind es nur drei bis vier Prozent. Bei den Regionalen zählt jeder Cent. Daher haben wir vor anderthalb Jahren investiert und Dowty übernommen.“ Das ehemals britische Unternehmen arbeitet beispielsweise an einer neuen Luftschraube mit einer speziellen Beschichtung, die Vereisungssysteme überflüssig machen soll. Slapak geht von einem Propeller mit acht Blättern und einem größeren Durchmesser als heute aus. Selbst gegenläufige Luftschrauben werden untersucht. Durch die Übernahme von Avio besitzt GE nun auch Erfahrungen bei Getrieben: „Wir spielen mit verschiedenen Szenarien“, meint Slapak. Vom Zeitrahmen her wäre ein GE-Triebwerk seiner Ansicht nach ab dem Jahr 2018 verfügbar. 

Pratt & Whitney Canada, mit der PW100-Serie (mehr als 8000 Exemplare gebaut) aktueller Marktführer, will sich  diese Position nicht streitig machen lassen und ruht sich nicht auf den Lorbeeren aus. Der Next-Generation Regional Turboprop (NGRT) soll 20 Prozent weniger Kraftstoff verbrauchen und ist ebenfalls in der Klasse von 3700 bis 5200 Kilowatt angesiedelt. Die Wartungskosten könnten um 30 Prozent gesenkt werden. Erste Versuche mit einem Verdichter, der über eine Radialstufe verfügt, laufen bereits. 

Aber auch die anderen Hersteller sind nicht untätig: Rolls-Royce beobachtet den Markt und bereitet sich auf mögliche Anwendungen vor. „Wir entwickeln weiterhin die Technologiebasis. Wir befinden uns in regelmäßigem Kontakt mit den Flugzeugherstellern. Ein solcher Antrieb wäre auch für militärische Programme interessant“, sagte Russell Buxton, President Civil Small and Medium Engines, in Farnborough. 

Selbst Snecma, bisher nicht in größerem Maße auf dem Gebiet der zivilen Turboprops aktiv, führt entsprechende Entwicklungsstudien durch. Aufgrund der Erfahrungen im Regionalflugzeugbereich mit dem SaM146 und der engen Beziehungen zu Turbomeca (Hubschraubertriebwerke) und Hispano-Suiza (Getriebe) sieht man sich gut gerüstet. Hinzu kommen die Beteiligung am TP400-D6 und die Open-Rotor-Forschung. „Dies bedeutet, dass Snecma, wenn der Markt bereit ist, ein Turboprop-Triebwerk anbieten kann, das stärker mit Gondel und Propeller integriert ist als bisherige Modelle und eine wesentlich bessere Leistung aufweist“, teilte das Unternehmen mit. Die Frage lautet allerdings, ob und wann die Flugzeughersteller bereit sind, ein Programm zu starten. „Die Unternehmen befinden sich in unterschiedlichen Stadien der Entwicklung“, meint Milan Slapak. „Einer muss den ersten Schritt machen.“

Zivile Turboprop-Triebwerke

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Zivile Turboprop-Triebwerke

Das Angebot an Antrieben für regionale Turboprop-Flugzeuge ist recht übersichtlich. Dies könnte sich bald ändern.

Typ Leistung (kW) Gasgenerator Arbeitsturbine Länge (m) Trockenmasse (kg) Anwendung
GE Aviation CT7-9B 1305 Verdichter (fünf Axial-, eine Radialstufe), Brennkammer, Turbine (zwei Stufen) zweistufig 2,438 366 Saab 340
Klimow TV7-117SM 2088 Verdichter (zwölf Axialstufen), Brennkammer, Turbine (zwei Stufen) zweistufig 2,143 510 Iljuschin Il-114
Pratt & Whitney Canada PW119B 1626 zwei Radialverdichterstufen, Brennkammer, jeweils einstufige Hoch- und Niederdruckturbine zweistufig 2,057 415,5 Dornier 328
Pratt & Whitney Canada PW127J 1589 zwei Radialverdichterstufen, Brennkammer, jeweils einstufige Hoch- und Niederdruckturbine zweistufig 2,134 481 Xian MA-60
Pratt & Whitney Canada PW127M 2051 zwei Radialverdichterstufen, Brennkammer, jeweils einstufige Hoch- und Niederdruckturbine zweistufig 2,134 481 ATR 42-600, ATR 72-600
Pratt & Whitney Canada PW150A 2942 dreistufiger Niederdruckverdichter, Hochdruckradialverdichter, Brennkammer, jeweils einstufige Hoch- und Niederdruckturbine zweistufig 2,423 690 Bombardier Q400
Progress (Lizenz) TV3-117VMA-SBM1 (AI-30) 1864 Verdichter (zwölf Axialstufen), Brennkammer, Turbine (zwei Stufen) zweistufig 2,953 570 Antonow An-140
Rolls-Royce AE 2100A 3096 Verdichter (14 Axialstufen), Brennkammer, Turbine (zwei Stufen) zweistufig 2,94 715,8 Saab 2000


FLUG REVUE Ausgabe 09/2014

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