JEC Europe 2014: Grüner Fliegen — Auszeichnung für Composite Annulus Filler

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Mit einem besonders leichten Composite Annulus Filler für Strahltriebwerke hat die FACC AG heuer in Kooperation mit ihren Forschungspartnern Rolls-Royce plc und Fachhochschule Rapperswil und im Rahmen der EU-Forschungsinitiative Clean Sky den JEC European Innovation Award in der Kategorie Aeronautics erhalten. Die Preisverleihung erfolgte im Zuge der Leitmesse JEC Composites vom 11. bis 13. März in Paris.

Insgesamt wurden in diesem Jahr 15 Unternehmen und ihre Partner auf der JEC, der weltgrößten Composite-Messe mit mehr als 1‘200 ausstellenden Unternehmen und rund 30‘000 internationalen Besucherinnen und Besuchern, geehrt. Mit einem 25‘000 Expertinnen und Experten umfassenden Netzwerk ist JEC die  international größte Organisation, die den Einsatz und die Weiterentwicklung von Verbundwerkstoffen in der Industrie fördert. Mit der europäischen Branchenauszeichnung werden herausragende technische Innovationen im Bereich Composites, die über ein hohes Marktpotenzial verfügen, prämiert.

Erheblicher Beitrag zur Gewichtsreduktion

Hauptparameter für Effizienz und Sparsamkeit eines Triebwerkes ist der Triebwerksdurchmesser. Größere Durchmesser erhöhen die Flugleistung des Triebwerks, resultieren jedoch in einem höheren Gewicht. Triebwerkshersteller setzen daher vermehrt auf kosteneffiziente, faserverstärkte Kunststoffe, die sich durch geringes Gewicht bei gleichzeitig hervorragenden mechanischen Eigenschaften auszeichnen.

Im Rahmen der Forschungskooperation entwickelte FACC einen neuartigen Annulus Filler aus Composite-Materialien, der die aktuelle Generation aus schwerem und teurem Metall ablösen und in dem Rolls-Royce Trent-Triebwerk der nächsten Generation, dem Advance, zum Einsatz kommen wird. Das ringförmige Bauteil liegt zwischen den Turbinenschaufeln und sorgt für eine optimale Aerodynamik, indem es den Luftstrom unter Rotationsbedingungen zu den Turbinenschaufeln leitet. Obwohl der Annulus Filler ein vergleichsweise kleines Bauteil ist, bringt die Umstellung auf eine Composite-Bauweise einen großen Vorteil: Mit der neuen Lösung ist es möglich, einen erheblichen Beitrag zur Gewichtsreduktion zu leisten, zumal zwischen 18 und 22 Filler für ein Triebwerk verbaut werden. Die reduzierte Masse sorgt zudem für eine geringere Belastung der Fan Disk, auf der die Filler verankert sind, und führt somit zu weiteren Material-, Kosten- und Energieeinsparungen.

Der neue Filler ist um mehr als 40 Prozent leichter als sein Vorgänger. Mit einem Komponentengewicht von weniger als einem halben Kilogramm muss das Bauteil dennoch so ausgelegt sein, dass es die durch Fliehkräfte erzeugte Lasten von bis zu 2‘500 Kilogramm tragen kann. Diese mechanische Eigenschaft und die Forderung nach einer fertigungsfreundlichen Konstruktion, um eine kosteneffiziente Herstellung in hohen Stückzahlen zu gewährleisten, waren die vorrangigen Ziele bei der Entwicklung des Bauteils, die das Forschungs- und Entwicklungsteam der FACC optimal erfüllt hat.

Die produzierten Annulus Filler wurden mittlerweile in ein Prototypen-Triebwerk integriert und umfassenden Tests am Boden unterzogen, ehe das Bauteil ab August 2014 im Flugbetrieb erprobt werden wird. In den zukünftigen Triebwerksgenerationen von Rolls-Royce werden die neu entwickelten Filler dazu beitragen, effizientere und sparsamere Flugzeuge zu bauen und ein „grüneres“ Fliegen zu ermöglichen.

Bild: Rolls-Royce Triebwerk der nächsten Generation (Advance), das rund 20 % weniger Treibstoffverbrauch und CO2 Emissionen als die erste Generation der Trent-Triebwerke aufweisen und voraussichtlich Ende dieser Dekade einsatzbereit sein wird. (Copyright: Rolls-Royce plc.)

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