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27.06.2012 | Automobil + Motoren | Nachricht | Onlineartikel

Clausthaler Wissenschaftler erforschen Leichtbaukonzepte für Flugzeugturbinen

Autor:
Katrin Pudenz

In den kommenden drei Jahren entwickeln Forscher am Clausthaler Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik (IWW) zusammen mit Partnern neue Leichtbaukonzepte für Flugzeugturbinen. Denn je leichter ein Flugzeug ist, desto weniger Treibstoff benötigt es und desto ressourcenschonender kann es eingesetzt werden.

In dem Verdichter eines Flugzeugtriebwerks werden vorwiegend Titanlegierungen eingesetzt. Grundsätzlich sind die Schaufeln anderen Belastungen ausgesetzt als die zugehörigen Scheiben. Deshalb ist es sinnvoll, verschiedene Titanlegierungen, die über unterschiedliche Eigenschaften verfügen, zu kombinieren. Hierzu sind neuartige Fügetechniken erforderlich. Im geplanten Forschungsvorhaben soll dazu das Multiorbital-Reibschweißen erprobt und weiterentwickelt werden.

"Bei den Bauteilen der Zukunft ist ein Materialmix gefragt, der an kritischen Stellen den jeweils geeigneten Werkstoff vorhält", sagt Professor Lothar Wagner, Leiter des IWW. Neueste, hitzebeständige Titanlegierungen könnten zukünftig in einigen Bereichen sogar die hochtemperaturstabileren, aber wesentlich schwereren Nickellegierungen ersetzen. "Durch den Einsatz von multiorbital-reibgeschweißten Werkstoffpaarungen auf Titan- sowie Nickelbasis soll auch eine spürbare Kostenreduktion im Triebwerksbau gegenüber der bisherigen Fertigung realisiert werden", führt Wagner aus. Die neue Herangehensweise in der Fertigung ermögliche zudem den Einsatz neuartiger Kühlkonzepte für die Turbine, wodurch die Effizienz des Triebwerks erhöht wird. Mehr Effizienz bedeutet zugleich weniger Kerosinverbrauch.

Um die geplanten Fügeversuche an den Mischverbindungen aus verschiedenen Titan- und Nickellegierungen vorantreiben zu können, erhält das TU-Institut eine Multiorbital-Reibschweißanlage, wie die TU mitteilt. Diese Anlage werde zunächst im Hochschulgebiet Tannenhöhe aufgestellt. Später, wenn der Neubau fertiggestellt sei, komme die Anlage ins CZM, damit sie vielfältig genutzt werden könne.

In dem Gemeinschaftsprojekt mit einem Gesamtvolumen von rund vier Millionen Euro fließen allein 763.000 Euro an das Institut der TU Clausthal, das von Professor Lothar Wagner geleitet wird. Gefördert wird das Vorhaben durch das Bundesforschungsministerium über das Programm "Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft". Die Projektpartner sind Rolls-Royce Deutschland, Thyssen-Krupp VDM, Otto Fuchs, Dyconn sowie die Universität Erlangen-Nürnberg.

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