MTU

Triebwerksglossar

ACARE 2020Der Rat für Luft- und Raumfahrtforschung in Europa (ACARE = Advisory Council for Aeronautical Research in Europe) hat 2002 seine Strategic Research Agenda veröffentlicht: Bis zum Jahr 2020 soll der Luftverkehr 50% weniger Kraftstoff verbrauchen, 50% weniger CO2 und 80% weniger NOX ausstoßen und den subjektiv empfundenen Lärmpegel halbieren. Für die Triebwerke bedeutet das: Bis 2020 sollen die Antriebe 20% weniger Kraftstoff verbrauchen.

BrennkammerEine Brennkammer besteht aus einem Gehäuse und einem Flammrohr für die Verbrennung. In der Brennkammer wird die einströmende, verdichtete Luft mit Brennstoff vermischt, der gezündet wird und bei einer Temperatur von über 2.000 Grad Celsius verbrennt. Aufgrund der hohen Temperaturen müssen Brennkammern speziell thermisch geschützt sein.

FanAls Fan wird das erste Laufrad des Niederdruckverdichters bezeichnet. Der Fan beschleunigt den Nebenstrom nach hinten und liefert den Hauptschub. Angetrieben wird er über die Niederdruckwelle von der Niederdruckturbine.

GetriebefanGetriebefan-Triebwerke zeichnen sich gegenüber heutigen Antrieben durch einen deutlich reduzierten Kraftstoffverbrauch und erheblich niedrigere Lärmemissionen aus. Daher haben sie beste Chancen, der Standardantrieb für künftige Flugzeuge zu werden. Normalerweise sitzen Fan, Niederdruckverdichter und Niederdruckturbine fest verbunden auf einer Welle. Beim Getriebefan wird der Fan mittels eines Untersetzungsgetriebes vom Niederdruckteil „entkoppelt“. Dadurch können Niederdruckturbine und Niederdruckverdichter optimal schnell laufen, während die optimale Geschwindigkeit des Fans deutlich niedriger ist (etwa im Verhältnis 3:1). Dies führt zu einem deutlich besseren Gesamtwirkungsgrad und erheblicher Lärmreduzierung.

IndustriegasturbinenLuftfahrt-Triebwerke und Industriegasturbinen arbeiten nach dem gleichen Wirkungsprinzip. Bei Industriegasturbinen kommt jedoch anstelle der in der Luftfahrt üblichen Niederdruckturbine eine Nutzturbine zum Einsatz. Sie gibt die Leistung direkt oder über ein Getriebe an das angeschlossene zusätzliche Aggregat – etwa Generator oder Pumpe – ab. Fast alle Industriegasturbinen des unterenund mittleren Leistungsbereichs sind von Luftfahrtantrieben abgeleitet.

MRO-GeschäftMRO steht für Maintenance, Repair and Overhaul und bezeichnet bei der MTU die Instandhaltung ziviler Triebwerke. Sie ist ein Geschäftsfeld der MTU.

OEM-GeschäftDer Geschäftsbereich Original Equipment Manufacturing-Geschäft – oder kurz: OEM-Geschäft – umfasst bei der MTU das zivile und militärische Neugeschäft, das zivile und militärische Ersatzteilgeschäft sowie die militärische Instandhaltung.

Risk- and Revenue-Sharing-PartnerRisk- and Revenue-Sharing-Partner sind Programmpartner, die sich an einem Triebwerksprogramm mit eigenen Ressourcen – Arbeitskapazität und finanziellen Mitteln (Risk) – beteiligen und gemäß ihrem prozentualen Engagement am Umsatz (Revenue) partizipieren.

SchubklasseStrahltriebwerke werden in der Regel in drei Schubklassen eingeteilt: Die untere Klasse reicht von etwa 2.500 bis etwa 20.000 Pfund (ca. 10 bis ca. 90 kN) Schub, die mittlere von 20.000 bis ca. 50.000 (ca. 90 bis ca. 225 kN) und die obere von 50.000 bis über 100.000 Pfund (ca. 225 bis ca. 450 kN).

SubsystemDas Gesamtsystem Triebwerk besteht aus einer Reihe von Subsystemen. Dazu gehören Hoch- und Niederdruckverdichter, Brennkammer, Hoch- und Niederdruckturbine sowie die Regelung.

TurbineIn der Turbine wird die Energie, die in den mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit aus der Brennkammer kommenden Gasen steckt, in mechanische Energie umgewandelt. Wie auch der Verdichter ist die Turbine unterteilt in Hoch- und Niederdruckteil. Über die Welle ist die jeweilige Turbine direkt mit dem entsprechenden Verdichter verbunden. Die Turbine muss wesentlich höheren Belastungen standhalten als der Verdichter: Zu den hohen Gastemperaturen kommen extreme Fliehkräfte, die mit jeweils mehreren Tonnen am äußeren Rand der Turbinenscheiben wirken.

TurbinenzwischengehäuseDas Turbinenzwischengehäuse verbindet die Hochdruck- mit der Niederdruckturbine. Dieser Übergangsbereich muss hohen mechanischen und thermischen Belastungen standhalten. Zum Zwischengehäuse gehören aerodynamisch verkleidete Streben zur Aufnahme der Wellenlagerung und der Versorgungsleitungen.

Turbofan-TriebwerkDer Turbofan ist eine Weiterentwicklung des Turbojet-Prinzips. Hauptunterschied ist die vergrößerte erste Verdichterstufe, der Fan. Während beim Turbojet-Triebwerk die gesamte angesaugte Luft nacheinander durch Verdichter, Brennkammer und Turbine strömt, wird der Luftstrom beim Turbofan hinter dem Fan geteilt. Ein Teil der Luft gelangt über weitere Verdichterstufen in die Brennkammer und wird dort verbrannt; der wesentlich größere Teil wird um die innen liegenden Baugruppen geleitet. Das Verhältnis zwischen diesen beiden Luftströmen wird als Nebenstrom-Verhältnis bezeichnet. Bei modernen zivilen Triebwerken kann es mehr als 10:1 betragen. Je größer das Nebenstrom-Verhältnis ist, desto wirtschaftlicher, umweltfreundlicher und leiser arbeitet der Antrieb. Turbofans verbrauchen deutlich weniger Treibstoff als Turbojets.

Turboprop -TriebwerkDas auffälligste Merkmal eines Turboprops ist der Propeller; im Triebwerksinneren sind die Unterschiede zu Turbojet und Turbofan gering: Die Turbine ist größer und treibt nicht nur den Verdichter, sondern über ein Getriebe auch den Propeller an. Dem Abgasstrahl in der Turbine eines Turboprops muss deshalb mehr Energie entzogen werden als bei anderen Triebwerkstypen: Über 90% der Energie werden für Verdichter und Luftschraube benötigt. Turboprop-Antriebe ermöglichen Fluggeschwindigkeiten von maximal 800 Stundenkilometern. Sie sind damit langsamer als Turbojets oder Turbofans, benötigen aber auch deutlich weniger Kraftstoff. Das prädestiniert sie für Einsatzbereiche, bei denen Geschwindigkeit eine untergeordnete Rolle spielt, etwa im Kurzstreckenverkehr oder im Frachttransport.

Turboshaft-TriebwerkTurboshaft-Triebwerke werden in Hubschraubern eingesetzt. Sie gehören zur Gruppe der Wellenleistungstriebwerke und ähneln den Turboprop-Antrieben.

VerdichterAufgabe des Verdichters ist es, Luft anzusaugen und zu komprimieren, bevor sie in die Brennkammer geleitet wird. Verdichter bestehen aus Laufrädern, die sehr schnell zwischen feststehenden Leitschaufeln rotieren. Um das Verdichterverhältnis von über 40:1 moderner Zweiwellen-Triebwerke zu erreichen, laufen mehrstufige Nieder- und Hochdruckverdichter auf ineinander liegenden Wellen mit unterschiedlichen Drehzahlen. Angetrieben werden sie von den dazugehörigen Turbinen.

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