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Neuartige Verdichter- und Turbinentechnologien

SAGE 4 besteht Prüfläufe bei MTU

Mit dem Clean-Sky-Triebwerksdemonstrator SAGE 4 hat MTU auf dem Prüfstand zahlreiche neue Technologien getestet. Sie sollen vor allem der Weiterentwicklung von Getriebefans dienen.

Das Versuchsprogramm, das von MTU entwickelt wurde, umfasste 107 Laufstunden, 500 Testzyklen und 30 Anlassvorgänge. „Das Testprogramm war mit Stress-, Vibrations- und Anstreiftests sowie Dauerlaufversuchen sehr anspruchsvoll“, erklärt Dr. Joachim Wulf, Chief Engineer Technologie-Demonstratoren der MTU.

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.

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 erprobt.

"Supermodul" am PW1500G integriert

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 Unternehmens GKN Aerospace sowie Welle und Lagerkammer von Pratt & Whitney –, wurde es in ein PurePower PW1500G integriert. Nach Ende der Prüfläufe wurde der SAGE-4-Demonstrator auseinandergebaut und jedes einzelne Modul und Bauteil sorgfältig ausgewertet.

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.

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