Präsentation radikaler Flugzeugmotorenkonzepte auf wichtiger internationaler Messe der Luft- und Verteidigungsindustrie

Die Vision der EU für den Luftverkehr im Jahr 2050 ist es, Europa im Bereich der nachhaltigen Luftfahrtprodukte und -dienstleistungen an die Weltspitze zu führen und gleichzeitig den Bedürfnissen seiner Bürgerinnen und Bürger und der Gesellschaft gerecht zu werden. Dazu hat sie sich ein äußerst anspruchsvolles Ziel gesetzt: Bis zum Jahr 2050 sollen der Energieverbrauch und die CO2-Emissionen pro Fahrgastkilometer um 75 % gesenkt werden.

Dieses Ziel wäre jedoch nicht realisierbar, wenn sich die Luftfahrtindustrie ausschließlich auf die schrittweise Verbesserung modernster Technologien verlassen würde. Ein Teil der Reduzierung muss durch komplett neue Technologien erreicht werden, auf die das EU-finanzierte Projekt ULTIMATE in seiner dreijährigen Laufzeit abzielt.

„Um das Reduktionsziel von 75 Prozent zu erreichen, geht man davon aus, dass die letzten 18 Prozent aus der im Rahmen von ULTIMATE entwickelten bahnbrechenden Technologie stammen müssen“, sagt Tomas Grönstedt, Professor an der Technischen Hochschule Chalmers in Schweden und Koordinator des Projekts, in einer aktuellen Pressemitteilung.
Ziel des Projekts ist die Bewältigung der drei Hauptquellen von Energieverlusten in bestehenden Flugzeugtriebwerken: Irreversibilität der Brennkammer, Kernabwärme und Umleitung der kinetischen Abgasenergie. Diese sind zusammen für mehr als 80 % der gesamten Energieverluste verantwortlich. Die auf der Farnborough International Airshow 2018 vorgestellten acht Triebwerkskonzepte repräsentieren die energieeffizienten Lösungen von ULTIMATE.

Präsentation von acht innovativen flugtechnischen Entwürfen

Zwei entwickelte Konstruktionen drehen sich um das Konzept der vorgekühlten Kerne und der gepulsten Explosionsverbrennung. Wie auf der Projektwebsite beschrieben, „verbessert die Vorkühlung des Kernstroms vor der Explosionsverbrennung den volumetrischen Wirkungsgrad, sie ermöglicht erhöhte Verbrennungsdruckverhältnisse, reduziert das Risiko der Vorzündung und den Kühlbedarf des Motors“. Die Projektpartner haben ein Design für Flüge innerhalb Europas und eine Variante mit Mantelstromtriebwerken für Langstreckenflüge vorgeschlagen.

ULTIMATE hat drei fortschrittliche Motorenkonzepte entwickelt. Der erste, ein offener Rotor mit einem Taumelscheiben-Topping-Zyklus, bekämpft die Ineffizienzen von offenen Rotoren durch die Einführung von Topping-Zyklen. Zu den anderen beiden Konzepten des Teams gehören ein Mantelstromtriebwerk mit geschlossenem Bodenkreislauf und ein Mantelstromtriebwerk, das einen offenen Luftbodenkreislauf mit einem Taumelscheiben-Topping-Zyklus, Ladeluftkühlung und Nachverbrennung kombiniert. Die Konstruktionen bieten Lösungen mit erhöhter kernspezifischer Leistung, reduziertem Gewicht und verbesserter thermischer Effizienz.

Das vom Projekt vorgeschlagene ultradünne adaptive Einlasskonzept bietet eine mögliche Lösung zur Verbesserung des Betriebs von Mantelstromtriebwerken mit ultradünnen und ultrakurzen Maschinenhäusern.

Ein weiterer Beitrag ist ein sekundäres Fluid-Rekuperator-Konzept, bei dem zwei Wärmetauscher im Inneren des Motorkerns installiert sind. Abschließend kombiniert das von den Partnern entwickelte Verbundtriebwerk konventionelle Gasturbinen mit Kolbentriebwerkslösungen.

„Wir sind nun auf dem Weg, diese Technologien zu TRL 2 (Technology Readiness Level; Skala der technologischen Reife) zu reifen“, sagt Grönstedt.

Im Anschluss an diese Errungenschaften werden Strategien entwickelt, um die Technologien von ULTIMATE (Ultra Low Emission Technology Innovations for Mid-century Aircraft Turbine Engines) zu Produkten zu entwickeln und zu vermarkten. Diese Strategien werden auch als Fahrpläne für die künftige europäische Antriebs- und Luftfahrtforschung dienen.


Weitere Informationen:
ULTIMATE-Projektwebsite