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Leitkonzepte für zivile Anwendungen: Getriebefan & Co.
Die MTU entwickelt Leitkonzepte für alle Anwendungen, die zum strategischen Produktportfolio gehören. Im zivilen Markt sind dies Triebwerkskonzepte für Business-Jets, Regional-, Kurz- und Mittelstrecken-Jets sowie für Langstreckenflugzeuge. Ein wichtiges Leitkonzept der MTU ist dabei der Getriebefan.
Advanced Turbofan versus Getriebefan
Der Turbofan ist heute in praktisch allen Flugzeugen mit Strahlantrieb zu finden. Die ehrgeizigen Emissionsziele von ACARE 2020 lassen sich damit aber nur begrenzt realisierten.
Weiterentwicklungen des Turbofans zielen auf höhere Nebenstromverhältnisse von etwas über zehn und optimierte Komponenten mit einem besseren Wirkungsgrad und geringeren Gewicht. Ein hohes Nebenstromverhältnis reduziert Verbrauch und Lärm am effektivsten.
Getriebefan: Antrieb mit Potenzial
Der Antrieb der Zukunft heißt Getriebefan. Die MTU arbeitet gemeinsam mit Pratt & Whitney an Demonstrator- und Entwicklungsprogrammen für diese neue Generation von Triebwerken.
Im Gegensatz zum konventionellen Turbofan, bei dem der Fan und die Niederdruckturbine auf einer Welle mit gleicher Drehzahl laufen, sind beim Getriebefan beide Komponenten über ein Getriebe voneinander entkoppelt. Damit können der große Fan langsamer und die Niederdruckturbine schneller betrieben werden, was den Komponentenwirkungsgrad verbessert, den Geräuschpegel senkt und bis zu 50 Prozent weniger Stufen in der Turbine ermöglicht. Nebenstromverhältnisse von 12 und höher sind erreichbar.
Der Weg für die Markteinführung ist frei: Mitsubishi, Bombardier, Irkut und Airbus haben den Getriebefan als Antrieb für ihre neuen Regional- beziehungsweise Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge ausgewählt.
Crisp: Getriebefan der zweiten Generation
Eine weitere Steigerung des Vortriebswirkungsgrades verlangt ein noch größeres Nebenstromverhältnis. Die nächsten Schritte auf dem Weg dahin sind vorrangig die Weiterentwicklung des Getriebefans zum Getriebefan der zweiten Generation.
Daneben werden auch Alternativen untersucht, wie ein gegenläufiger, ummantelter Propfan, auch Crisp (Counter rotating integrated shrouded propfan) genannt, bei dem zwei Fan-Rotoren hintereinander in entgegengesetzter Richtung rotieren. Das erhöht bei gleichem Fan-Durchmesser noch einmal den Vortriebswirkungsgrad. Damit werden Nebenstromverhältnisse von 20 bis 25 möglich.
Wärmetauscher-Triebwerk: Basis Getriebefan
Der Wärmetauscher-Propfan ist das langfristige Leitkonzept der MTU (dritte Stufe des Claire-Programms). Mit ihm sollen die Kohlenstoffdioxid-Emissionen um 30 Prozent sinken. Auch dieses Konzept basiert auf dem Getriebefan mit einer schnelllaufenden Niederdruckwelle.
Zusätzlich ist das Wärmetauscher-Triebwerk mit einer Zwischenkühlung zwischen den Verdichtern und einem Wärmetauscher im Abgasstrahl ausgestattet. Durch die Zwischenkühlung und die Ausnutzung der Energie des Abgasstrahls wird der thermische Wirkungsgrad des Triebwerks deutlich verbessert.