TU Berlin und DLR entwickeln gemeinsam leisere und schadstoffärmere Triebwerke

Am 17.2.2010 wurde zwischen dem Institut für Antriebstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Institut für Luft- und Raumfahrt der Fakultät V der TU Berlin ein Vertrag über die zukünftige gemeinsame Triebwerksforschung an einem Heiß-Akustik-Teststand (HAT) unterzeichnet. Der neue Teststand ermöglicht die akustische und strömungsmechanische Untersuchung an strömungsführenden Oberflächen, wie zum Beispiel an Triebwerksschaufeln und anderen thermisch hoch belasteten Triebwerkskomponenten. Insbesondere dient er dazu, die akustischen und strömungsmechanischen Eigenschaften über- und durchströmter Komponenten, auch Liner genannt, zu bestimmen.

Im Mittelpunkt der Zusammenarbeit von TU und DLR steht die ganzheitliche Untersuchung der Effekte starker Schallwellen auf die Kühlung der Triebswerksteile. Die Entwicklung innovativer Brennkammerkonzepte für Flugzeugantriebe wird hierbei von zwei großen Herausforderungen bestimmt: Schall und Abwärme. Schadstoffärmere Luft-Kerosin-Gemische verursachen starke akustische Schwingungen, die höhere Lärmemissionen bedingen; darüber hinaus steht für Kühlung und akustische Dämpfung durch die Brennkammerwände weniger Luft zur Verfügung, was große thermische Probleme verursacht. Erstmalig ermöglicht der neue Heiß-Akustik-Teststand das gleichzeitige Optimieren von Kühlfunktion und akustischer Dämpfung.

„Die gemeinsame Nutzung eines Prüfstandes für zwei inhaltlich scheinbar verschieden ausgerichtete, aber nur systemisch anzugehende Forschungsschwerpunkte trägt in erheblichem Maße zum Aufbau einer sehr erfolgversprechenden Kooperation mit der Abteilung Triebwerksakustik des DLR bei“, kommentierte Prof. Peitsch, Leiter des Fachgebietes Luftfahrtantriebe der TU Berlin, die geplante gemeinsame Arbeit.

Der Forschungsschwerpunkt liegt seitens der TU Berlin auf strömungsmechanischen und thermischen Untersuchungen, während das DLR sich auf die Forschung zu den akustischen Eigenschaften der Wandelemente von Brennkammern konzentrieren wird. Standort des HAT ist die große Versuchshalle des Fachgebietes für Luftfahrtantriebe auf dem zentralen Campus der TU Berlin in Berlin-Charlottenburg an der Marchstraße. Der Prüfstand ist bereits weitestgehend fertig gestellt und wird nach Anbindung der Luftversorgung Mitte 2010 in Betrieb gehen. Von den zu erwartenden Ergebnissen der Forschungsarbeiten werden vor allem die Hauptkooperationspartner Rolls-Royce und MTU Aero Engines im Triebwerksbereich sowie Siemens Energy, Alstom Power und MAN Turbo aus dem Kraftwerksbereich profitieren können.

Weitere Projekte, in denen die strömungsmechanische und akustische Kopplung von Brennkammern mit Turbinenstufen erforscht werden, sind in Vorbereitung. Bisher wurden diese Komponenten in Forschung und Entwicklung von Triebwerken meist getrennt voneinander betrachtet. Gerade vor dem Hintergrund der benötigten Effizienzsteigerung bei gleichzeitiger Senkung von Lärmemissionen zukünftiger Triebwerksgenerationen ist die nähere Erforschung der komplexen Wechselwirkungen zwischen Brennkammersystem und Turbine von entscheidender Bedeutung.

Kontakt:

Prof. Dr. Dieter Peitsch [4]
Technische Universität Berlin (TUB)
Institut für Luft- und Raumfahrt/ Luftfahrtantriebe
Marchstraße 12-14
D – 10587 Berlin
Tel.: (030) 314-22878

Prof. Dr. Lars Enghardt [5]
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Antriebstechnik/ Triebwerksakustik
Müller-Breslau-Str. 8
D – 10623 Berlin
Tel.: (030) 310006-28