Verbundwerkstoffe in kommerziellen Triebwerken
Das EU-geförderte Projekt HICOMP (Development and manufacture of high temperature composite aero engine parts) wurde initiiert, um Kohlenstofffasern in Laminate von Triebwerkskomponenten zu integrieren. Das ultimative Ziel war es Leichtbaukomponenten für den Getriebefan-Demonstrator des Programms für Nachhaltige und umweltfreundliche Motoren (Sustainable and Green Engines, SAGE) herzustellen. Die SAGE-Plattform von Clean Sky ist ein gutes Beispiel dafür, wie ein neues Motorkonzept durch die Umsetzung einer Reihe von innovativen Technologien verbessert werden kann. Es wird erwartet, dass der Kraftstoffverbrauch und die Kohlendioxid (CO2) -Emissionen des Demonstrators um bis zu 15 % im Vergleich zu den aktuell verwendeten Turbofan-Triebwerken niedriger liegen. Das HICOMP-Team entwickelte Motorenteile aus duroplastischem Harz, die Betriebstemperaturen von bis zu 350 ° C standhalten können. Es identifizierte zuerst die praktischste und kostengünstigste Herstellungsroute, um die strengen Leistungsanforderungen zu erfüllen. Demonstrationskomponenten wurden anschließend hergestellt, um schwerere Titanteile im Motorkompressor zu ersetzen. Im Einzelnen wurden Rohstoffe auf der Grundlage der Ergebnisse einer umfassenden Screening-Kampagne ausgewählt, in der ihre Eignung und Wirksamkeit überprüft wurden. Darüber hinaus wurden Demonstrator Entwürfe für das ausgewählte Verbundherstellungsverfahren überprüft. Die Ergebnisse wurden verwendet, um die Werkzeuggeometrie zu definieren, die eine optimale Anbindung mit den Gegenteilen garantieren würde. Vor HICOMP war die Verwendung von Polymermatrix-Verbundmaterial auf Nischentechnologien beschränkt. Die Kosten für Rohstoffe waren hoch und es gab Schwierigkeiten bei ihrer Massenverarbeitung. Die jüngsten Entwicklungen in Hochtemperatur-Harz-Technologien haben die Einführung von Verbundwerkstoffen in einer breiteren Palette von Anwendungen, einschließlich der kommerziellen Flugzeugmotoren, erleichtert.
Schlüsselbegriffe
Luftmotoren, Kraftstoffverbrauch, Verkehrsflugzeuge, Polymermatrix-Komposite, HICOMP
