Modernste Propellerlager für offene Rotoren
Ein Flugzeugpropeller ist ein schweres Gerät, das aus einer sich drehenden Nabe mit strahlenförmigen Rotorblättern besteht und durch Luftausstoß Schub erzeugt. Eine der neuesten Bauformen eines nachhaltigen und umweltfreundlichen Triebwerks, die innerhalb des ehrgeizigen Clean-Sky-Forschungsprogramms der EU in der Entwicklung sind, ist der Demonstrator SAGE 2 (Sustainable and Green Engine, SAGE), der zwei Propeller in einem offenen Rotor-Konzept vorzuweisen hat. Beim Drehen im freien Luftraum könnte der offenen Rotor den Luftstrom und die Schubkraft um einges verstärken und folglich Treibstoffverbrauch und Emissionen reduzieren. Die Blattlager spielen eine kritische Rolle in Sachen Lastmanagement und Blattwinkelsteuerung. Die an dem Projekt "NTN-SNR proposal for propellers blades bearings design and manufacturing" (SNRPBBEARING) arbeitenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickeln innovative Demonstratoren, um diese Bemühungen zu unterstützen. Im Lauf der ersten Projektphase bewerteten die Forscher verschiedene Lagerarchitekturen auf ihre Fähigkeit hin, die Anforderungen zu erfüllen. Zwei Bauarten wurden dann Finite-Elemente-Berechnungen unterzogen, um die Auswirkungen der Steifigkeit von Teilen in Kontakt mit den Lagern zu bewerten. Ein Konzept davon wird jetzt weiterverfolgt. Das Team hat ein modernes tribologische System entwickelt, das sich im Inneren des Lagers befindet, damit es den großen Belastungen und hohen Temperaturen standhalten kann. Außerdem bewertet man innovative Dichtungsmassen, um sowohl Schmiermittel als auch Schmutz fernzuhalten. Nach einer erfolgreichen vorläufigen Entwurfsüberprüfung arbeitet das Team nun an konstruktiven Verbesserungen gemäß Kommentaren aus der Fertigungsprozessüberprüfung und maßgeblichen Fragen des Zusammenbaus. Die Forscher stellen überdies eine detaillierte Definition des tribologischen Systems fertig. Letztlich plant SNRPBBEARING die Lieferung von 26 für die SAGE 2-Propeller bestimmten Lagern mit Technologie-Reifegrad 5, was bedeutet, dass sie gründlichen Prototyptests in einer repräsentativen Umgebung unterzogen wurden. Die Lager werden somit bereit zur Erprobung in einem relevanten, maßstabsgetreuen, realistischen Szenario, teilweise integriert mit anderen Systemen, sein. Fliegt SAGE 2 erst einmal, werden zweifellos die im Rahmen des Projekts erdachten Lager in dem innovativen offenen Rotor für reduzierten Treibstoffverbrauch und weniger Emissionen sorgen.
Schlüsselbegriffe
Propeller, Lager, offene Rotoren, Rotorblätter, tribologische Systeme