Im Zusammenhang mit Turbinen gibt es ein innovatives Notöffnungssystem im modernen Flugzeugbau. Das Ziel ist, das Gewicht der Systeme zu reduzieren und die Effizienz zu steigern. Dieses Projekt soll auch für bestehende Flugzeugflotten von Nutzen sein und wird von der Bayerischen Forschungsstiftung unterstützt. Der erfolgreiche Abschluss des Projekts wird bis Ende 2010 erwartet und soll den Luftfahrt-Standort Bayern stärken.
Wettbewerb und Kostendruck, insbesondere vor dem Hintergrund des schwachen US-Dollars, sind im modernen Flugzeugbau keine Fremdworte mehr, obgleich Sicherheit und technische Zuverlässigkeit immer oberstes Gebot bleiben. Immer weiter steigende Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit und den Umweltschutz der Großraumflugzeuge unserer Zeit erfordern Forschung und Innovation in allen denkbaren Bereichen. Ein bayerisches Konsortium aus Wissenschaft und Industrie geht beim Bau von Flugzeugtüren und ihren Notöffnungssystemen neue Wege.
Turbinen: Innovatives Notöffnungssystem im modernen Flugzeugbau
Vor allem die Gewichtsminimierung ist eine große Herausforderung im Bau der Jets.
Bei Türen und Toren der Flugzeuge sind die Öffnungssysteme ein wichtiger Posten in der Gewichtsbilanz. Dabei sind die als sicherheitskritisch einzustufende Notöffnungssysteme der Türen ein Bereich hoher spezifischer Gewichte und Kosten.
Hier setzt das ehrgeizige Forschungsprojekt PYROTAK an – ein Verbund-Forschungsvorhaben bayerischer Firmen und Hochschulen, das jetzt erfolgreich angelaufen ist. Die beteiligten Firmen und Hochschulen wollen unter Federführung des Konsortialführers Eurocopter Deutschland GmbH, Donauwörth, einen neuartigen pyrotechnischen Türaktuator entwickeln, der im Notfall die Türen von Großraumflugzeugen öffnet. Darüber hinaus bietet dieses innovative Konzept Potential zur Nachrüstung bestehender Flugzeugflotten.
Denkbar sind ebenso weitere Anwendungen in der Luftfahrtindustrie auf dem Gebiet der Aktuatoren, die ein ähnliches Anforderungsprofil haben, wie die Notöffnung von Passagiertüren. Somit sind positive Folgeeffekte für den Wirtschaftsstandort Bayern nicht nur hinsichtlich der Entwicklung und Herstellung von Notöffnungssystem für Flugzeugtüren, sondern für den gesamten Bereich der Luftfahrtindustrie zu erwarten.
Das Forschungsvorhaben PYROTAK, das ein Volumen von 2 Millionen Euro umfasst, soll bis zum Ende des Jahres 2010 abgeschlossen sein. Die Bayerische Forschungsstiftung fördert das Projekt zu 50 Prozent. Durch die Erforschung und Erprobung eines neuartigen Notöffnungsystems für Passagiertüren wird eine Stärkung des Luftfahrt-Standorts Bayern erwartet, und die Sicherung bestehender sowie die Schaffung neuer Arbeitsplätze bei den beteiligten Firmen vorangetrieben.
Das ist der Ausgangspunkt
Die derzeit in der Industrie bekannten Verfahren zur Notöffnung von Flugzeug-Passagiertüren, elektrisch oder pneumatisch, stellen in Bezug auf Gewicht, Wartungsaufwand, Komplexität des elektrischen Systems und der Energiedichte noch kein Optimum dar.
Pyrotechnische Treibmittel sind in der Luftfahrt bisher nicht ausreichend entwickelt, das wirtschaftliche Potential dieser Antriebsmöglichkeit bislang ungenutzt. Ziel von PYROTAK ist daher die Entwicklung eines pyrotechnischen rotatorischen Antriebssystems zur Öffnung der Passagiertüren, wenn bei einem Notfall die Türen zuverlässig automatisch geöffnet werden müssen.
Die Einführung einer gänzlich neuartigen Technologie wie der Pyrotechnik für rotatorische Aktuatoren erfordert die Zusammenarbeit von Wissenschaft, Forschung und Industrie in einem außerordentlichen Maße. Die Firma Eurocopter Deutschland GmbH, Donauwörth, ist ein in Europa führender Hersteller von Türen und Frachttoren von Verkehrsflugzeugen vor allem für Airbus. Für die Entwicklung des pyrotechnischen Türaktuators hat sie sich namhafte Universitäten und Firmen ins Boot geholt.
Die Entwicklung des pyrotechnischen Treibmittels liegt in der Verantwortung der Firma HS Product Engineering in Alling. Eine besondere Herausforderung dabei ist es, Erkenntnisse zum Einsatz von Pyrotechnik für langsam agierende Systeme zu gewinnen.
Weitere wissenschaftliche Unterstützung erfährt das Projekt durch Prof. Johann Höcherl (Gesamtvalidierung) und Prof. Dr. rer. nat. Michael Pfitzner (Thermodynamik), beide von der Universität der Bundeswehr Neubiberg.
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Frenzel und Prof. Dr. Peter Kurzweil, beide von der Hochschule für angewandte Wissenschaften Amberg-Weiden, sind für die Konzeption und Auslegung des Anzündgeräts verantwortlich. Der mit dem Anzündgerät aktivierte pyrotechnische Treibsatz stellt das erforderliche Arbeitsgas für den Motor zur Verfügung. Der rotierende Aktuator gibt dann seine Arbeit an die Flugzeugtür ab.
Im Verbundforschungsvorhaben werden zwei verschiedenen Antriebskonzepte verfolgt: Ein direkter Gasmotor und ein indirekter Gasmotor, der mit einem zusätzlichen Untersetzungsgetriebe ausgestattet ist.
Die strömungsmechanische Auslegung des Gasmotors übernimmt Prof. Dr.-Ing. Andreas P. Weiß von der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Amberg-Weiden.
Durch die Ingenieure der bayerischen Firma HS Product Engineering wird das Konzept eines direkten Gasmotors ausgearbeitet.
Der pyrotechnisch gezündete indirekte Motor mit Untersetzungsgetriebe entsteht dagegen in den Entwicklungslabors der DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. Seit mehr als 75 Jahren fertigt die Amberger Firma Druckluftwerkzeuge aller Art. Zentrales Element all dieser Werkzeuge ist der Druckluftmotor als Antriebseinheit. Je nach Anwendungsfall wird hierbei ein Druckluftlamellenmotor, ein Zahnradmotor oder ein Turbinenantrieb verwendet.
Für das Forschungsprojekt liegt der Schwerpunkt beim Turbinenantrieb, der die höchste Leistungsdichte und ölfreien Betrieb ermöglicht.
Durch geeignete Turbinenmotoren lassen sich auf kleinstem Bauraum und bei geringem Gewicht hohe Antriebsleistungen erreichen. Bei einem Maschinengewicht von unter zwei Kilogramm lassen sich hier bis zu vier Kilowatt Leistung umsetzen. DEPRAG-Turbinen finden bisher beispielsweise Anwendung in handgeführten Druckluftschleifmaschinen.
Diese Eigenschaften – geringes Gewicht und hohe Leistung – machen den DEPRAG-Turbinenmotor für den Einsatz im PYROTAK-Notfall-Türsystem interessant. Die Ingenieure der DEPRAG arbeiten nun mit Hochdruck an dem ehrgeizigen Projekt, einen pyrotechnisch gezündeten Gasmotor mit Untersetzungsgetriebe zu entwickeln, der sein Drehmoment direkt am Antrieb der Türöffnung entfalten soll.
Zu guter Letzt übernimmt das bayerische Unternehmen ELEKTRO-METALL aus Ingolstadt die konstruktive Integration der Aktuator-Einheit.
Mit dem wartungsarmen, zuverlässigen und gewichtsreduzierten Notöffnungssystem PYROTAK sieht das Forschungskonsortium die Chance, in einem expandierenden Markt die Führungsrolle zu behaupten. Flugzeughersteller werden in Zukunft ihre Kostensituation immer mehr dadurch verbessern, dass sie komplexe Systeme an bevorzugte Lieferanten mit Systemkompetenz vergeben. So ist zu erwarten, dass schon bei der Ausschreibung der Flugzeugtüren das Notsystem, die Türüberwachung und Notrutsche Bestandteil eines “Gesamtpaketes” sein werden. Mit zukunftsweisenden Technologien wie PYROTAK könnten nicht nur die Eurocopter Deutschland GmbH, sondern auch die beteiligten Industriepartner Marktanteile sichern und ausbauen.
Weitere Informationen finden Sie unter: www.deprag.com
(Aussender: DEPRAG – Erstveröffentlichung: November 2009)
Turbinen: Innovatives Notöffnungssystem im modernen Flugzeugbau
Wenn wir an moderne Flugzeuge denken, stellen wir uns meist beeindruckende Maschinen vor, die mühelos durch die Lüfte gleiten. Doch hinter dieser eleganten Außenansicht verbirgt sich eine faszinierende Welt innovativer Technologien, die das Fliegen sicherer und effizienter machen als je zuvor. Im Zentrum dieser Entwicklungen stehen die Turbinen – das Herzstück der Antriebssysteme, die nicht nur Kraft und Geschwindigkeit liefern, sondern auch über ausgeklügelte Sicherheitsmerkmale verfügen. In diesem Artikel tauchen wir tief in die Welt der „Turbinen: Innovatives Notöffnungssystem im modernen Flugzeugbau“ ein und entdecken faszinierende Details, die selbst Luftfahrtexperten oft überraschen.
Die Bedeutung der Turbinen im modernen Flugzeugbau
Turbinen sind das Rückgrat moderner Flugzeugantriebe. Sie erzeugen nicht nur die nötige Schubkraft für den Flug, sondern sind auch entscheidend für die Effizienz und Umweltfreundlichkeit der Maschinen. Insbesondere die Entwicklung der Turbofantriebe hat in den letzten Jahrzehnten zu einer deutlichen Verbesserung der Treibstoffeffizienz und Lärmreduzierung geführt. Doch Turbinen sind weit mehr als nur leistungsstarke Motoren – sie bergen auch innovative Sicherheitsmerkmale, die das Fliegen für Passagiere und Besatzung immer sicherer machen.
Vom Propeller zum Turbofan: Die Evolution der Antriebstechnik
Die Geschichte der Turbinen im Flugzeugbau ist eine Erfolgsgeschichte stetiger Weiterentwicklung. Angefangen bei den frühen Propellermaschinen, die von Kolbenmotoren angetrieben wurden, haben sich die Antriebssysteme kontinuierlich verbessert. Der Durchbruch kam mit der Einführung der Strahltriebwerke in den 1940er Jahren, die deutlich mehr Schubkraft lieferten als Propeller. In den folgenden Jahrzehnten perfektionierten Ingenieure das Turbinenprinzip und entwickelten die hocheffizienten Turbofantriebe, die heute den Standard für moderne Verkehrsflugzeuge setzen.
Turbinen als Schlüssel zu mehr Effizienz und Umweltfreundlichkeit
Die jüngsten Turbinengenerationen zeichnen sich durch eine Reihe bahnbrechender Innovationen aus. Dazu gehören etwa die Einführung von Getriebeturbinen, die eine optimale Abstimmung von Verdichter- und Fanddrehzahlen ermöglichen. Auch der Einsatz leichterer Werkstoffe und verbesserter Aerodynamik tragen zu einer deutlichen Steigerung der Treibstoffeffizienz bei. Darüber hinaus haben moderne Turbinen signifikante Fortschritte bei der Reduzierung von Emissionen und Lärmbelastung erzielt – ein entscheidender Faktor angesichts wachsender Umweltauflagen in der Luftfahrtbranche.
Unser Tipp: Informieren Sie sich über die neuesten Entwicklungen bei Turbinentechnologien, um die Effizienz und Umweltfreundlichkeit Ihres Flugbetriebs zu steigern. Moderne Turbinen können den Treibstoffverbrauch und die Emissionen deutlich senken.
Das innovative Notöffnungssystem der Turbinen
Doch Turbinen sind nicht nur leistungsfähig und umweltfreundlich, sondern verfügen auch über ein ausgeklügeltes Sicherheitssystem, das im Notfall schnelles Handeln ermöglicht. Das Notöffnungssystem der Turbinen ist ein Paradebeispiel dafür, wie Ingenieure Sicherheit und Zuverlässigkeit in den Mittelpunkt ihrer Entwicklungen stellen.
Wie das Notöffnungssystem funktioniert
Im Falle einer Notlandung oder eines anderen Zwischenfalls müssen Passagiere und Besatzung schnell und sicher aus dem Flugzeug evakuiert werden können. Hier kommt das innovative Notöffnungssystem der Turbinen ins Spiel. Die Flugzeugtüren sind mit einem speziellen Mechanismus ausgestattet, der es ermöglicht, sie im Notfall zu öffnen. Das geschieht, ohne dass sich die aufblasbare Notrutsche automatisch auslöst. Dieser sogenannte „disarmed“-Modus ermöglicht ein kontrolliertes Öffnen der Türen, um eine gefahrlose Evakuierung sicherzustellen.
Sicherheitsfeatures für Crew und Passagiere
Darüber hinaus verfügen moderne Turbinen über weitere Sicherheitsmerkmale, die im Notfall Leben retten können. Dazu gehören etwa Sensoren, die das Öffnen und Schließen der Türen überwachen und die Besatzung im Cockpit darüber informieren. Auch spezielle Verriegelungsmechanismen sorgen dafür, dass Passagiere die Türen nicht eigenmächtig öffnen können – ein Vorfall, der in der Vergangenheit leider immer wieder vorkam und schwerwiegende Folgen haben konnte.
Unser Tipp: Informieren Sie sich über die Sicherheitsfeatures Ihrer Flugzeuge, damit Sie im Notfall richtig handeln können. Scheuen Sie sich nicht, die Besatzung nach Details zu fragen – Ihre Sicherheit steht an oberster Stelle.
Die Weiterentwicklung der Turbinentechnologie
Die Entwicklung der Turbinen im Flugzeugbau ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dem Ingenieure immer neue Maßstäbe setzen. Von der Verbesserung der Treibstoffeffizienz bis hin zur Erhöhung der Sicherheit – die Branche treibt den technologischen Fortschritt unermüdlich voran.
Getriebeturbinen: Die nächste Generation der Antriebstechnik
Ein besonders innovativer Meilenstein in der Turbinentechnologie sind die sogenannten Getriebeturbinen. Dabei wird der Antrieb über ein Getriebe von der Turbine entkoppelt, was eine optimale Abstimmung von Verdichter- und Fanddrehzahlen ermöglicht. Das führt zu einem deutlichen Plus an Effizienz und Leistung, bei gleichzeitiger Reduzierung von Lärm- und Schadstoffemissionen.
Digitalisierung und Predictive Maintenance
Auch im Bereich der Wartung und Instandhaltung bringen Turbinen innovative Lösungen. Dank digitaler Überwachungssysteme und prädiktiver Wartungskonzepte können Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, bevor sie zu größeren Ausfällen führen. So können Betriebskosten gesenkt und die Verfügbarkeit der Flugzeuge erhöht werden.
Unser Tipp: Investieren Sie in moderne Turbinentechnologien und nutzen Sie die Möglichkeiten der Digitalisierung, um Ihre Flugzeugflotte fit für die Zukunft zu machen. So steigern Sie die Effizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit Ihres Betriebs.
Turbinen als Schlüsseltechnologie für die Zukunft der Luftfahrt
Die Turbinen im modernen Flugzeugbau sind weit mehr als nur leistungsstarke Antriebe. Sie verkörpern eine Vielzahl innovativer Lösungen, die das Fliegen sicherer, effizienter und umweltfreundlicher machen. Von ausgeklügelten Notöffnungssystemen bis hin zu digitalen Wartungskonzepten – Turbinen sind das Herzstück einer Branche, die kontinuierlich neue Maßstäbe setzt. Für Passagiere, Besatzung und Betreiber gleichermaßen sind diese Innovationen von entscheidender Bedeutung. Die Zukunft der Luftfahrt liegt in den Turbinen – einer Technologie, die das Reisen in neue Höhen katapultiert. (Aktualisierung: 06.08.2024)
