Fortschritte bei Triebwerkstests mit Versprechen von 20 % Kraftstoffeinsparung

Das Ziel des Projekts ist die Vorbereitung eines Open-Fan-Motordemonstrators für Flugtests bis zum Ende des Jahrzehnts. Open-Fan-Motoren haben das Potenzial, die Kraftstoffeffizienz zu steigern und die Emissionen um bis zu 20 Prozent zu reduzieren.

Über die Grenzen heutiger Kanalfans hinaus TAKE OFF steht für Technology And Knowledge for European Open Fan Flight. Es ist Teil des umfassenderen CFM RISE Programms.

Das Programm ist eine gemeinsame Anstrengung, die 2021 Leben gerufen wurde. Die Open-Fan- oder Open-Rotor-Architektur entfernt die traditionelle Gondel um den Lüfter.

Dies ermöglicht ein viel höheres Bypass-Verhältnis.

Dies ermöglicht ein viel höheres Bypass-Verhältnis. Das Bypass-Verhältnis bezieht sich auf die Menge an Luft, die den Brennkammerkern umgeht, im Vergleich zur Luft, die durch ihn strömt.

Vereinfacht ausgedrückt bewegt ein Triebwerk mit einem höheren Bypass-Verhältnis viel Luft langsam, während ein Triebwerk mit einem niedrigen Bypass-Verhältnis eine kleine Menge Luft sehr schnell bewegt. Das Triebwerk mit dem höheren Bypass-Verhältnis kann die gleiche Schubmenge mit weniger Treibstoff erzeugen.

Deshalb sind moderne Verkehrsflugzeugtriebwerke Hochbypass-Triebwerke – sie sind leiser und vor allem treibstoffeffizienter. Traditionelle geschlossene Triebwerke erreichen in diesem Bereich die Grenzen der Effizienzsteigerung, mit Bypass-Verhältnissen von 10:1 bis 12:1 – 10:1 bedeutet, dass zehnmal mehr Luft durch den Lüfterkanal strömt als durch den Kern.

Mit seinem Open-Fan- oder unducted-Motordesign zielt

Mit seinem Open-Fan- oder unducted-Motordesign zielt das TAKE OFF-Projekt auf ein Bypass-Verhältnis von 60:1 ab. Letztendlich, wie CFM bereits 2021 feststellte, könnte dies zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen 20 Prozent führen.

Flugtest des Open-Fan Airbus A380 ist für 2029 geplant. Das RISE-Programm Jahren wichtige Fortschritte gemacht.

Seit 2023 hat es einzelne Komponenten entwickelt, darunter den ungeschirmten Fan, den Hochgeschwindigkeitsbooster, das kompakte Getriebe und leichte Strukturen. In Tests haben diese bereits das Ziel der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs um 20 Prozent übertroffen.

Holz als technisches Geruest

Das Programm hat außerdem mehr als Windkanaltests abgeschlossen. Diese Tests lieferten Daten zu Leistung, Akustik und Auswirkungen der Flugzeuginstallation.

Nun verlagert es sich mit dem TAKE OFF-Projekt auf die Systemverifizierung, einschließlich Vereisungstests an Fanblättern, Hochgeschwindigkeits-Windkanal-Akustikbewertungen und Dauertestungen.

Zu den wichtigsten kommenden Meilensteinen gehören die großmaßstäbliche Bodentestung des Frontmoduls in einer neuen Safran-Einrichtung Anfang 2027, gefolgt 2028.

Wenn alles nach Plan verläuft, wird

Wenn alles nach Plan verläuft, wird Safran dann im Jahr 2029 eine Flugtestkampagne mit einem vollständigen Triebwerksprototyp, der auf einem Flugtest-Airbus A380 installiert ist, durchführen. Die Daten dieser Flüge – die Taxieren, Start, Reiseflug, Sinkflug und Landung umfassen – werden die endgültigen Design- und Zertifizierungsbemühungen informieren.

Letztendlich ist das Ziel, mit Flugzeugen mit offenen Triebwerkstriebwerken ab etwa 2035 den kommerziellen Betrieb aufzunehmen. Herausforderungen bestehen Open-Fan-Triebwerksdesigns versprechen große Effizienzsteigerungen.

Allerdings stellen sie auch ernsthafte Herausforderungen dar, die eine breite Einführung einschränken könnten. Obwohl ein höherer Bypass-Verhältnis typischerweise weniger Lärm bedeutet, sind offene Triebwerke in der Regel lauter als geschlossene Turbofan-Triebwerke.

Moegliche Anwendungen

Dies liegt daran, dass es keine Verkleidung gibt, um den Schall einzuschließen und zu dämpfen. Dennoch sagen Beamte , dass jüngste Fortschritte in Simulationen und Tests großes Potenzial für die Entwicklung leiserer Blendedesigns gezeigt haben.

„Wenn man es versucht, lernt man immer – wir werden also in aeromechanischen Aspekten, in Höhenlagen, im System und so weiter lernen“, sagte Delphine Dijoud, stellvertretende Vizepräsidentin für Ingenieurwesen, Forschung und Tests bei Safran Aircraft Engines, wie ein Bericht.

„Wir werden lernen, wie wir nachweisen, dass wir flugtauglich sind, und das wird auch alle Designanforderungen für das ausgereifte Produkt speisen.“ Pierre Durel, Projektbeauftragter bei Clean Aviation, bezeichnete die Bemühungen unterdessen als „ein Projekt mit hohem Risiko und hohem Gewinn“, und hob sein einzigartiges Potenzial für wichtige Effizienzsteigerungen bei der Antriebstechnik hervor.