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Rolls-Royce
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Rolls-Royce Pearl 700

Neue Triebwerks-Perle made in Germany

Gulfstreams künftiges Flaggschiff G700 setzt auf Triebwerke von Rolls-Royce. Der Hersteller entwickelt dafür in Deutschland das zweite Mitglied der neuen Pearl-Familie.

Komfortabel, schnell, mit hoher Reichweite: Mit der G700 will der US-amerikanische Flugzeugbauer Gulfstream Aerospace die Messlatte in der Geschäftsluftfahrt wieder etwas höher legen. Einen großen Anteil an den Topleistungen – der Hersteller aus Savannah gibt 13 890 Kilometer Reichweite bei Mach 0.85 an – haben die Triebwerke. Nachdem Gulfstream bei der G500 und G600 auf PW800 von Pratt & Whitney Canada gesetzt hat, kommt nun wieder der langjährige Antriebslieferant Rolls-Royce zum Zug.

Standort Dahlewitz in Brandenburg

Der britische Triebwerkshersteller entwickelt dafür an seinem deutschen Standort Dahlewitz in Brandenburg den Turbofan Pearl 700, den Nachfolger des BR725 (G650/G650ER) und den großen, starken Bruder des Pearl 15. Das Pearl 15 ist der exklusive Antrieb für die Bombardier Global 5500 und 6500; er erhielt nach der europäischen und kanadischen Ende 2019 auch die US-amerikanische Zulassung.

Kleiner Kern, hohe Effizienz

"Das Kerntriebwerk ist ziemlich ähnlich wie beim Pearl 15", sagt Chefentwickler Colm Golden im Gespräch mit der FLUG REVUE. Es basiert auf den Erkenntnissen des Forschungsprogramms Advance2, in dessen Rahmen seit 2014 ein neuer, zehnstufiger Hochdruckverdichter entwickelt wurde. Sechs Stufen sind mit aerodynamisch optimierten Titanaluminid-Blisks (Schaufeln und Scheiben in einem Bauteil) bestückt, eine mehr als beim BR725.

Rolls-Royce
Das Pearl 700 wird in Dahlewitz gebaut.

Das Kerntriebwerk mehr Arbeit leisten lassen

Die Drehzahl des Verdichters wurde um 20 Prozent gesteigert, dadurch werden höhere Temperaturen erreicht. "Wir können das Kerntriebwerk mehr Arbeit leisten lassen", so Golden. Der Hochdruckverdichter kommt durch die Neuerungen auf ein Druckverhältnis von 24:1, 50 Prozent mehr als beim BR725. Eine Magerbrennkammer wie sie auch beim Pearl 15 zum Einsatz kommt, soll den Schadstoffausstoß verringern.

Schaufel- und Gehäusekühlung

In der zweistufigen Hochdruckturbine, die in Sachen Schaufel- und Gehäusekühlung auf Technologien aus dengroßen Trent-Triebwerken zurückgreift, wird wie beim Pearl 15 auf Deckbänder verzichtet, um Gewicht zu reduzieren. Nach Angaben von Rolls-Royce verfügt das Pearl-700-Triebwerk über ein um zwölf Prozent besseres Verhältnis von Schub zu Gewicht als das BR725.

Leichter als der Vorgänger

Das Gewicht ist eines der zentralen Themen bei der Entwicklung des Pearl 700. Weniger Gewicht bedeutet weniger Treibstoffverbrauch oder alternativ mehr Leistung. Etwa zehn Prozent Gewicht wird beim Bläser eingespart. Der Bliskfan des Pearl 700 ist ein Novum für Business-Jet-Triebwerke von Rolls- Royce. Die Konkurrenz von GE Aviation und Pratt & Whitney Canada verwendet solche einteiligen Bläser bereits in ihren jüngsten Turbofans. Die leichtere Bliskbauweise, die Rolls-Royce im militärischen Bereich beim LiftFan des F135-Triebwerks der Lockheed Martin F-35 einsetzt, ermöglicht einen höheren Luftdurchsatz, höhere Lasten und eine größere Verwindungstoleranz.

Neues Niederdrucksystem

Daneben umfasst das neue Niederdrucksystem eine im Vergleich zu Pearl 15 und BR725 um eine Stufe erweiterte Niederdruckturbine. Eine weitere Neuerung beim Pearl 700 sind die schlanken und leichten Triebwerksgondeln von Safran Nacelles mit verbesserter Lärmdämmung sowie aerodynamisch überarbeiteten Schubumkehrklappen.

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Das neue Rolls-Royce-Triebwerk soll teilweise aus additiv gefertigten Komponenten bestehen.

Neue Materialien als Schlüssel für Gewichtseinsparungen

Das Triebwerk soll auch einige 3D-gedruckte Teile beinhalten. Welche genau, will Golden auf Nachfrage der FLUG REVUE nicht preisgeben. Auch bei der Frage, ob im Pearl 700 keramische Faserverbundwerkstoffe (Ceramic Matrix Composites, CMC) verwendet werden, hält sich Rolls-Royce bedeckt. Golden sagt nur so viel: "Neue Materialien sind der Schlüssel für Gewichtseinsparungen." Beim Pearl 15 kamen nach Angaben von Rolls-Royce noch keine CMC zum Einsatz, dafür aber keramische Beschichtungen in Brennkammer und Turbine.

Umfangreiche Erprobung

Am 14. Februar 2020 startete die G700 von Savannah aus zu ihrem Erstflug, angetrieben von zwei Pearl 700. Bis Ende Juli waren die drei Prototypen des neuen Geschäftsreiseflugzeugs bei mehr als 100 Flügen in der Luft. Zuvor hatten mehrere Testtriebwerke in Deutschland, den USA und Großbritannien bereits mehr als 1500 Stunden und 5000 Zyklen bei Bodenläufen absolviert. Die Zulassung des Pearl 700 visiert Rolls-Royce für das Jahr 2021 an.