antriebstechnik 9/2021

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE TRIBOLOGIE ZUKUNFTSPROJEKT: REIBUNGSLOS FLIEGEN Nicht nur der Luftwiderstand, sondern auch Reibung innerhalb der Flugtriebwerke Kosten den Motoren Kraft. Um das Fliegen energie- und emissionssparender zu machen, forscht das Projekt Lubgear an Getriebe- und Schmiertechnologien, die Reibung in Flugtriebwerken reduzieren. Die europäische Luftfahrtindustrie strebt an, auf dem zivilen Luftfahrtmarkt ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Im Fokus steht insbesondere die Herstellung von kleinen bis mittelgroßen Passagierflugzeugen. Dafür realisiert das CleanSky2 genannte EU-Programm diverse Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten, um die Produktion leiserer und umweltfreundlicher Flugzeuge anzutreiben. Koordiniert wird dieses Vorhaben von der Clean Sky Joint Undertaking (CS- JU), einer Initiative zwischen der Europäischen Kommission und der europäischen Luftfahrtindustrie. Die CSJU setzt auf die Entwicklung innovativer und effizienter Antriebstechnologien. Dazu gehört auch das Forschungsprojekt Lubgear. Es soll das Wissen über Reibungsphänomene in Getriebesystemen erweitern, vor allem wenn diese mit reduzierter Schmierstoffversorgung und sogar unter Ausfall der Schmierstoffzufuhr (Loss of Lubrication) betrieben werden. Dieser Wissensvorsprung dient dem Ziel, leichtere Getriebe- und Schmiersysteme zu konstruieren und so die Treibhausgasemissionen von Flugzeugen zu reduzieren. Dipl. Ing. Lorenz Baumann, Research & Development Zoerkler Gears GmbH & Co KG Gears GmbH Heutzutage sind die am häufigsten verwendeten Triebwerke in der Luftfahrt Turbofan- und Turboprop-Triebwerke. Beide basieren auf dem Einsatz von Gasturbinen. Im Rahmen des europäischen Clean-Sky2-Programms werden neue Generationen dieser Antriebe entwickelt. Sie versprechen einen geringen Kraftstoffverbrauch, hohe Effizienz, einen niedrigen Geräuschpegel sowie geringere CO 2 -Emissionen. Eines der Schlüsselelemente, dass diese Lösungen ermöglicht, ist das Leistungsgetriebe. EFFEKTE REDUZIERTER SCHMIERMITTELZUFUHR Es muss sehr effizient, leicht, kompakt und zuverlässig sein. Leistungsgetriebe sind ausgiebig untersucht, aber ihr Verhalten unter extremen Bedingungen, z.B. vorübergehendem Ausfall der Schmierstoffversorgung, muss noch verstanden werden. Ein solcher Ausfall führt zu starkem Verschleiß und Versagen von Zahnrädern und Lagern. Um in diesem Fall Getriebeschäden zu vermeiden und die Sicherheit zu gewährleisten, gibt es verschiedene Lösungen. Dazu zählt etwa der Einsatz von Hilfs-Kühl- und Schmiersystemen. Diese Systeme haben jedoch eine Gewichtserhöhung des Flugzeugs zur Folge. Das Projekt Lubgear arbeitet deshalb an einer Alternative, die auf einem tieferen Verständnis von Reibung in tribologischen Kontakten bei reduzierter Schmierstoffzufuhr oder sogar Schmierstoffverlust basiert. 36 antriebstechnik 2021/09 www.antriebstechnik.de

KOMPONENTEN UND SOFTWARE Zur Untersuchung von Reibungsphänomenen wird das Exzellenzzentrum für Tribologie AC2T eine komplette Testkampagne auf dem Twin-Disc- Prüfstand durchführen Das österreichische Exzellenzzentrum für Tribologie AC2T research GmbH wird eine komplette Testkampagne auf dem Zwei- Scheiben-Tribometer durchführen, um eine umfangreiche Datenbank zu erstellen und numerische Werkzeuge zur Kontaktmodellierung zu erweitern. Beteiligt ist auch die international renommierte Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) der Technischen Universität München, die sich auf die Erarbeitung von Methoden und gesicherten Aussagen zu Lebensdauer, Wirkungsgrad und Schwingungsverhalten von Zahnrädern und Getrieben fokussiert. Auf einem Zahnradkomponentenprüfstand wird FZG vielversprechende Lösungen für Getriebe im Off-Design-Betrieb validieren. Aus der privaten Wirtschaft beteiligt sich Zoerkler an dem Projekt. Das österreichische Unternehmen verfügt über langjährige Erfahrung in der Konstruktion und Herstellung von Getrieben für Flugzeug- und Hubschrauberantriebsstränge. Zoerkler wird tribologische Präzisionsscheiben sowie Zahnräder für die Experimentalkampagne anfertigen. Das baskische Unternehmen CIDETEC trägt mit umfassender Erfahrung bezüglich Beschichtungen und Oberflächentechnik bei und koordiniert den Projektablauf. Als Unternehmen des bedeutendsten Triebwerksherstellers GE Aviation ist der Luft- und Raumfahrtpionier Avio Aero der private Auftraggeber des Forschungsprojektes. Fotos: Christop Fiolka/AbobeStock; Zoerkler Gears GmbH & CoKG www.zoerkler.at Sondermaschinenbau Antriebssysteme nicht von der Stange Sie benötigen eine Sondermaschine die genau das kann, was Ihre Anwendung fordert? • Wir projektieren und bauen individuelle Sonder- und Prüfmaschinen • Hydraulisch oder elektrisch • Von Teillösungen in Form einzelner Achsen bis zur vollständigen Maschine www.haenchen.de