Diese Boeing 747 dient Rolls-Royce als fliegender Teststand für neue Triebwerke - hier beim Erstflug des UltraFan CTi-Fan in Tucson, Arizona, USA.

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1 special Flugzeugtriebwerke Diese Boeing 747 dient Rolls-Royce als fliegender Teststand für neue Triebwerke - hier beim Erstflug des UltraFan CTi-Fan in Tucson, Arizona, USA. 30 FliegerRevue 11/2015

2 Flugzeugtriebwerke special Die Triebwerke der Zukunft Die Luftfahrtindustrie ist sich einig, es gibt nur drei Möglichkeiten ein Flugzeug sparsamer zu machen: bessere Aerodynamik, Gewichtsreduzierung oder effizientere Triebwerke. An letzterem arbeiten weltweit renomierte Ingenieure und Forscher in vielen Bereichen. Seit vor etwas über 100 Jahren die Gebrüder Wright einen improvisierten Benzinmotor in ihren Flyer einbauten, entwickelte sich die Wissenschaft um Flugzeugantriebe rasant. Als Kolbenund Reihenmotoren an ihre Grenze stießen, nämlich wenn die Propellerspitzen Schallgeschwindigkeit erreichen, trat das Düsentriebwerk an ihre Stelle. Beide Antriebsarten entwickelten sich zu Hochleistungs- und High-Tech-Produkten. Inzwischen wiegt der neueste Rotax-Motor mit 84 Kilogramm nur wenig mehr als der Motor des Wright-Flyers - leistet aber mit 137 PS mehr als das Zehnfache. Doch auch bei dieser Entwicklung ist noch kein Ende abzusehen. Am Ende des Ölzeitalters suchen Forscher nach neuen Treibstoffen und Antriebslösungen. Auch Flughäfen wie der Airport Stuttgart haben ein interesse am Flugverkehr der Zukunft. Deshalb unterstützen sie den DLR bei der Erprobung von Brennstoffzellen für Flugzeug-Elektroantriebe. Bis diese serienreif sind, werden es innovative Antriebskonzepte wie der UltraFan von Rolls-Royce sein, die mit Biokraftstoffen und modernsten Werkstoffen die Effizenz von Triebwerken erhöhen und das Gewicht der Flugzeuge reduzieren. Fotos: Ultraleicht Fluggruppe Nordeifel e.v. Mehr lesen Sie auf den folgenden Seiten. 11/2015 FliegerRevue 31

3 SpECiAl FlugzeugtRiebweRke Eine Trent-1000-Turbine flog schon Ende 2014 mit dem CTi-Fan aus Kohlenfaser und Titan und bewies, dass das Material den Belastungen im Betrieb standhalten kann. Entwicklungsschub für Leistungsgetriebe Rolls-Royce arbeitet an einem Nachfolger für das triebwerks-flaggschiff trentxwb. um die beeindruckenden leistungsdaten des ultrafan-projekts erreichen zu können, investiert das unternehmen in innovationen aus Deutschland. U m die Flugzeugtriebwerke mittelfristig effizienter zu machen, arbeitet RollsRoyce sowohl an der Verbesserung seiner aktuellen Triebwerke der Trent-Familie wie auch an neuen Triebwerkstrukturen in Verbindung mit innovativen Werkstoffen. Ab 2016 Getriebetests in Dahlewitz Markenzeichen der Rolls-Royce-Triebwerke ist der Aufbau des Triebwerks. Nieder-, Mittel- und Hochdruckstufen bewegen sich auf drei ineinander laufenden Wellen. Dies ermöglicht es allen drei Bereichen des Triebwerks in den für sie effizientesten Drehzahlbereichen zu laufen, was einen enormen Leistungsvorteil bringt. Während die Konkurenz von Rolls-Royce auf nur zwei Wellen und ein Getriebe für den Fan setzt, verzichtete man bisher auf das Getriebe für die großen Turbinen wie dem Trent. Zu schwierig war es bislang, sowohl Getriebe und drei Wellen in einem 32 FliegerRevue 11/2015 Triebwerk zu realisieren. Die Effizienzsteigerung erlaubt dem zukünftigen Ultra-Fan dann etwa 25 Prozent mehr Leistung im Vergleich zu einem Triebwerk der frühesten Trent-Serie. In Dahlewitz südlich von Berlin entstehen derzeit die Gebäude für ein Prüfzentrum für genau diese so genannten Reduktionshauptge- Der zukünftige UltraFan mit drei Wellen und leistungsgetriebe für den Fan triebe. Die Gesamtkosten des Prüfstandes belaufen sich auf 80 Millionen Euro, werden aber zu Teilen vom Land Brandenburg und dem Bund übernommen. Wenn das Testzentrum 2016 fertiggestellt ist, sollen 200 Ingenieure hier ihre Arbeit aufnehmen und an der Zukunftstechnologie arbeiten doch mit schnellen Ergebnissen ist nicht zu rechnen. Für den UltraFan sind Werkstoffe vorgesehen, die noch nicht im industriellen Maßstab hergestellt werden können. So soll der Fan des neuen Triebwerks in Zukunft mit aus Kohlefaser-Titan-Verbundstoffen gefertigten und sogar verstellbaren Schaufeln ausgerüstet werden er könnte ab 2025 einsetzbar sein. Neue Partner und Technologien Neben der Entwicklung des UltraFan hat RollsRoyce auch schon die Fertigung im Blick. Gemeinsam mit Liebherr-Aerospace wurde deshalb Mitte des Jahres ein 50:50 Joint Venture gegründet. Der Sitz des Projekts wird in Friedrichshafen liegen und soll die Fertigungstechnologien für das neue Getriebe zur Verfügung stellen. Die Fertigung wird vorerst bei Liebherr bleiben, sollten steigende Produktionsvolumen dies nötig machen, ist aber auch die Prüfung einer eigenständigen Produktion vereinbart. Ob Dahlewitz dann auch hierbei eine Rolle spielt, bleibt abzuwarten. Rolls-Royce baut zwar bisher nur kleine und mittlere Triebwerke in Brandenburg, die inzwischen schon investierten 2,6 Milliarden Euro belegen aber die Wichtigkeit von Dahlewitz für den Konzern auch als Produktionsstandort. CHRISTOPH BECKERT Fotos: Rolls-Royce ROllS-ROYCe Neue ideen und PARtNeR

4 Testflug des Getriebefans PW1100G für den Airbus A320neo an der inneren Triebwerksposition einer Boeing 747 Foto: Pratt & Whitney Turbinenschaufeln aus Titanaluminid Halb Keramik, halb Metall MTU entwickelt einen neuen Werkstoff für Turbinenschaufeln und setzt ihn im Triebwerk des Airbus A320neo erstmals ein. I Foto: MTU n einer Zeit von sieben Jahren sehr kurz für solch eine komplexe Werkstoffentwicklung haben Experten der MTU Aero Engines gemeinsam mit ihren Partnern ein neues, einzigartiges Material für hoch belastete Turbinenschaufeln entwickelt: Titanaluminid (TiAl) ein Leichtbauwerkstoff, der metallische und keramische Eigenschaften vereint. TiAl hat eine erheblich geringere Dichte als die heute eingesetzten Nickellegierungen bei nahezu vergleichbaren mechanischen Eigenschaften, einen hohen Schmelzpunkt und ist deutlich kriechfester als herkömmliche Titanlegierungen. Die hohe Verformungsfestigkeit des Materials erweist sich als großer Vorteil, zugleich ist es dadurch schwer zu verarbeiten. Den Werkstoff so zu optimieren, dass er dennoch mit konventionellen Maschienen geschmiedet werden kann, war der eigentliche Clou. Ende September vergangenen Jahres hob mit der A320neo von Airbus erstmals ein Flugzeug mit derartigen TiAl-Schaufeln im Triebwerk ab. Mit diesem Material können künftig Triebwerke gebaut werden, die deutlich leichter sind als heutige, ist sich MTU-Technikvorstand Rainer Martens sicher. L.B. The people on the ground who keep you in the air. Montage eines Niederdruckverdichters bei MTU.

5 SpECiAl FlugzeugtRiebweRke ROllS-ROYCe Neue ideen und PARtNeR zuwachs FÜR Die ROtAX-FAMilie Rotax 915 is soll 2017 kommen Der österreichische Motorenhersteller Rotax aus gunskirchen hat sich etwas neues einfallen lassen. Auf der Airventure Oshkosh wurde vor ein paar Monaten der nächste entwicklungsschritt in der Reihe der Flugzeugmotoren vorgestellt. S eit mehr als 40 Jahren sind Rotax-Motoren für viele Leicht- und Ultraleichtflugzeughersteller weltweit die erste Wahl. Mehr als Motoren sind inzwischen gebaut worden, zusammen haben sie über 50 Millionen Betriebsstunden gesammelt. Die Flugzeugindustrie entwickelt sich aber ständig weiter so hat sich nun auch der Marktführer Rotax als Tochterunternehmen von Bombardier Recreational Products (BRP) etwas Neues ausgedacht. In genau dieses Segment soll auch der Rotax 915 is stoßen. Der neue Motor basiert auf der Familie der bewährten Rotax 912/914 Modelle und zeichnet sich durch nochmals verbesserte Leistungs- Kompaktes Turbo-Kraftpaket Ultraleichtflugzeuge werden immer sportlicher und die ohnehin sportlichen LSA (Light Sport Aircraft) dürften sich in Zukunft noch weiter durchsetzen. Zusammen mit den bald zu erwartenden UL-Hubschraubern gibt es auf dem Motoren-Markt der nahen Zukunft einen großen Bedarf an leichten aber kräftigen Motoren. 34 FliegerRevue 11/2015 Sportliche Uls wie die Skyper fliegen heute schon oft mit den bewährten Rotax-Flugmotoren. Der Rotax 915 is, wie er auf der Airventure Oshkosh vorgestellt wurde daten aus. Größtenteils baugleich mit dem Rotax 912 unterscheidet er sich in einer verstärkten Motorwelle, neuem Getriebe und dem Turbolader. Die Time between Overhaul (TbO), also die Betriebszeit vor einer Grundüberholung, soll 2000 Stunden betragen, und entspricht damit einer gewohnt hohen Zuverlässigkeit. Hinter der Abkürzung is verbirgt sich nicht weniger als das sportliche Erbe dieser Familie, is steht für injected Super(charged) und kennzeichnet die redundante Benzineinspritzung sowie den Turbolader. Bei einer Leermasse von 84 kg liefert der Viertakt- Vierzylinder-Flugmotor 101 kw bzw. 137 PS und damit laut Rotax das beste Leistungsgewicht seiner Klasse. Die volle Startleistung leistet der Motor bis auf Fuß, 4570 Meter. Die Dienstgipfelhöhe soll laut Rotax bei Fuß liegen, das entspricht 7010 Metern. Zugpferd für neue Märkte Mit hervorragenden Leistungsdaten und bewährter Technik, günstigen Betriebskosten und leichterer Bedienbarkeit soll der Rotax 915 is in Zukunft die Marktführerschaft von Rotax verteidigen. Er öffnet uns den Markt zu größeren, schwereren Flugzeugen, größeren Tragschraubern und sogar kleinen Helikoptern oder bietet einfach mehr Leistung für aktuelle Flugzeugmodelle, sagte Thomas Uhr, Vice-President BRP-Powertrain. Auf dem Teststand hat der neue Motor schon über 2000 Betriebsstunden absolviert. Frühestens 2017 soll dann aber die Serienfertigung beginnen. CHRISTOPH BECKERT Foto:Rolls Royce Nur 130 bis 150 Meter Startrollstrecke benötigt der Rotorvox 2CA bei voller Beladung.

6 FlugzeugtRiebweRke SpECiAl Foto: W.Fischbach Die Funktionalität der Brennstoffzelle wurde bereits beim Antares DlR-H2 unter Beweis gestellt. emissionsloses FliegeN Flughafen Stuttgart unterstützt DLR Die luftfahrtindustrie hat sich ein ehrgeiziges ziel gesetzt bis zum Jahr 2050 möchte sie, im Vergleich zu den werten von 2005, die Flugzeugemissionen um die Hälfte senken. zur erreichung dieses ziels bieten sich drei wege an alternative treibstoffe, der einsatz von elektromotoren oder Hybridantriebe. gen; während des Reiseflugs soll dann nur noch die Brennstoffzelle eingesetzt werden. Das Flugzeug soll eine Nutzlast von 430 Kilogramm über eine Entfernung von 750 bis 1500 Kilometer Foto: W.Fischbach D ass diese alternativen Antriebe funktionieren, wurde inzwischen unter Beweis gestellt. Zum Beispiel mit dem vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Flugzeughersteller Lange Aviation entwickelten Motorsegler Antares DLR-H2, der von einer Brennstoffzelle angetrieben wird. Um das eingangs erwähnte Ziel erreichen zu können, müssen die alternativen Antriebssysteme sich aber auch im kommerziellen Bereich beweisen. Professor Dr. Ing. Josef Kallo vom DLR-Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart und Koordinator für Elektrisches Fliegen hat das Projekt eines viersitzigen Propellerflugzeugs entworfen, das als Hy4 bezeichnet wird. Es soll von einem Brennstoffzellen-Batterie-System angetrieben werden. Beim Start und beim Steigflug sollen eine Batterie und die Brennstoffzelle gemeinsam für den entsprechenden Antrieb sor- Freudige Gesichter bei der symbolischen Scheckübergabe (v.l.n.r.: prof. Kallo, Flughafengeschäftsführer prof. Fundel, landesverkehrsminister Hermann und DlR-Vertreterin Dr. Kovar transportieren können und Mitte nächsten Jahres der Öffentlichkeit vorgestellt werden. Mit der Hy4 wollen wir die Machbarkeit von brennstoffzellenbetriebenen Flugzeugen demonstrieren, so Kallo. Die Entwicklung des Flugzeugs wurde vom DLR ausgelagert und einer eigens dafür gegründeten Firma namens H2fly übertragen, die von Prof. Kallo geführt wird. Dieser hält auch den Einsatz eines entsprechend weiter entwickelten Flugzeugs im Regionalluftverkehr für durchaus realistisch. Bekanntlich sind innovative Ideen die eine Seite, deren Finanzierung jedoch eine andere. Und hier kommt der Flughafen Stuttgart ins Spiel, der zur Förderung umweltfreundlicher Luftfahrtprojekte 2012 den mit Euro dotierten Aviation Award ausgelobt hatte und wegen seines Nachhaltigkeitskonzepts 2014 von Airport Council International (ACI) in der Kategorie Flughäfen zwischen fünf und zehn Millionen Passagieren ausgezeichnet wurde. Die Geschäftsführung hat sich nun entschlossen, das Projekt Hy4 mit Euro zu unterstützen. Allerdings wird mit den Euro nicht das gesamte Projekt finanziert werden können. Deshalb sucht man weitere Partner, die im Oktober dieses Jahres vorgestellt werden sollen. Wobei nicht vergessen werden sollte, dass die Universität Stuttgart bei H2fly bereits mit im Boot ist. Wichtig ist jedoch, dass mit der Unterstützung des Stuttgarter Flughafens der Startschuss für den Hy4 gegeben werden konnte. Flughafenchef Fundel gab sich überzeugt, dass das von seinem Airport bereitgestellte Geld gut angelegt ist. WERNER FISCHBACH 11/2015 FliegerRevue 35

7 SpECiAl FlugzeugtRiebweRke Jürgen Heinrich, CEO des Motorenherstellers Austro Engine in Wiener Neustadt wird, sehen wir der Zukunft sehr zuversichtlich entgegen. Ihr Standardmotor ist der AE300 ein ZweiLiter-Motor mit vier Zylindern und 123,5 kw. Was zeichnet dieses Triebwerk aus und wie viele der Motoren fliegen bereits? Der markanteste Unterschied zu vergleichbaren Motoren sind sicherlich die mit Abstand niedrigsten Betriebskosten. Diese sind auch darauf zurückzuführen, dass der AE300 eine TBO an Stelle einer TBR hat. Zusätzlich muss während dieser 1800 Stunden TBO planmäßig nur die Hochdruckpumpe alle 600 Stunden getauscht werden. Diesen Austausch kann man preislich mit denen der Magneten bei herkömmlichen Avgas-Motoren vergleichen. Alle anderen Komponenten benötigen lediglich Inspektionen, welche von unseren zugelassenen Service-Partnern auf der ganzen Welt durchgeführt werden können. Das Getriebe des AE300 begnügt sich über 1800 Stunden ausschließlich mit Ölwechseln alle 300 Stunden, was die Betriebskosten ebenfalls signifikant senkt. Gemäß unserer aktuellen Flottenstatistik haben wir über 1200 Motoren ausgeliefert und seit der Markteinführung der AE300 Serie rund Flugstunden gesammelt. interview Nächster Meilenstein in naher Zukunft Ein Schwachpunkt der Motoren war die relativ kleine TBO (Laufzeit bis zur Grundüberholung). Im Frühjahr 2015 konnten Sie die Zeit auf 1800 Stunden erhöhen. Ist künftig noch mit einer weiteren Erhöhung zu rechnen? Mit 1800 Stunden ist die TBO des AE300 bereits höher als jene von vergleichbaren Diesel-Triebwerken. Wie bei den vorangegangen TBO-Erweiterungen in den letzten Jahren konnten wir im Speziellen auf die Daten und Erfahrungswerte aus dem Feld zurückgrei- Seit rund sieben Jahren baut Austro Engine jetzt in Wiener Neustadt Dieselmotoren für die Allgemeine Luftfahrt. Wie schätzen Sie selbst heute Ihren Stand im Markt ein? Anfangs war es natürlich nicht leicht für uns, da der Ruf der Selbstzünder-Motoren um 2007 nicht der Beste war. Jedoch haben wir dies durch die überragende Zuverlässigkeit des Triebwerks, intensive Kundenorientierung sowie unser engagiertes Customer Support Team relativ rasch verbessert, sodass wir heute sagen können, der Marktführer in Bereich Kerosin-Kolbenmotoren zu sein. Aktuell halten wir einen Marktanteil von ca. 25 Prozent gemessen an neu produzierten Kolbenmotoren im gesamten Bereich der General Aviation. Da sich in Zukunft die Verfügbarkeit von Avgas sicherlich nicht verbessern 36 FliegerRevue 11/2015 Fotos: Diamond Aircraft Industries wir befragten Jürgen Heinrich, CeO des Motorenherstellers Austro engine in wiener Neustadt. Diamond DA42 NG mit Dieselmotor von Austro Engine

8 Flugzeugtriebwerke special fen, um diesen Meilenstein in der Dieselfliegerei zu erreichen. Parallel dazu finden bei uns im Haus laufend TBO-Testläufe auf dem hauseigenen Propellerteststand statt. Die nächste Phase der Laufzeitverlängerung wurde bereits eingeleitet. Basierend auf den bisherigen Erkenntnissen sind wir sehr zuversichtlich, den nächsten Meilenstein für unsere Kunden in naher Zukunft zu verkünden. Sie haben Ihre Motoren zunächst für die Flugzeuge von Diamond Aircraft entwickelt. Werden Motoren von Austro Engine inzwischen auch in anderen Flugzeugmustern eingesetzt? Bis dato werden unsere Motoren in der Allgemeinen Luftfahrt, trotz vielfacher Anfragen von anderen Flugzeugherstellern, aus strategischen Gründen ausschließlich an Diamond Aircraft verkauft. Neben den traditionellen Dieselmotoren mit Hubkolben stellen Sie auch einen Drehkolbenmotor her, also einen, der nach dem WankelPrinzip arbeitet. Wo wird dieser Motor eingesetzt und welche Stückzahlen werden produziert? Aktuell sind unsere Kunden der AE50R Motorenfamilie u.a. die Firma Alexander Schleicher Segelflugzeugbau in Poppenhausen, Deutschland, welche auf dem Gebiet der Hochleistungssegelflugzeuge immer wieder neue Maßstäbe setzt. Auch die in Wiener Neustadt Anzeige ansässige Firma Schiebel Elektronische Geräte GmbH, welche eine Version unseres Wankel Motors im Camcopter S-100 weltweit einsetzt, zählt zu unseren langjährigen Kunden. Neben dem Austro Engine AE50R gibt es weltweit keinen anderen Kreiskolbenmotor für bemannte Flugzeuge, welcher eine entsprechende Luftfahrtzulassung gemäß EASA-Regularien besitzt. Jährlich werden rund 150 bis 200 Stück der AE50R Serie produziert. Bis dato wurden mehr als 2000 Stück produziert. Welche neuen Produkte kann der Markt in Zukunft von Austro Engine noch erwarten? Wir haben kürzlich auf der AERO in Friedrichshafen die Entwicklung eines 115-PS-Dieseltriebwerks präsentiert, welches primär auf Leichtflugzeuge ausgerichtet sein wird. Austro Engine bietet seit geraumer Zeit auch luftfahrtzugelassene Kabelbäume als Komplettlösungen, sowie Elektronik- und AvionikGeräte an. Die Qualität dieser Produkte konnten wir bereits als langjähriger Lieferant von Motor- wie auch Flugzeugkabelsträngen, Generatorreglern und Motoranzeigegeräten an Diamond Aircraft unter Beweis stellen. Falls Ihre Leser Fragen zu unseren Produkten oder Interesse daran haben, können Sie uns gerne unter folgender Adresse kontaktieren: Aktuell arbeiten wir an weiteren Kundenprojekten, welche mit Sicherheit in naher Zukunft bekannt gemacht werden. Das Gespräch führte Lutz Buchmann Ein starkes Doppel! 6 Ausgaben FliegerRevue X und 12 Ausgaben FliegerRevue im Kombi-Abo für nur 119,90 EUR Sie sparen über 1ü5be% r gegen Einzelkauf! Jetzt bestellen: