Turbine MTU fertigt Turbinenzwischengehäuse für Langstrecken-Antriebe

MTU entwickelt und fertigt Turbinenzwischengehäuse (TCF = Turbine Center Frame) für Langstrecken-Triebwerke. In München entstehen unter anderem die TCF des GP7000 (Airbus A380).

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"Das Turbinenzwischengehäuse bildet den Kanal für das von der Hochdruckturbine in die Niederdruckturbine strömende Heißgas", erklärt MTU-Technikvorstand Dr. Rainer Martens. Das Strukturbauteil setzt sich im Wesentlichen aus zwei Teilegruppen zusammen: Hub Strut Case (HSC) und Flowpath Hardware (FPH). Das HSC ist das tragende Element und besteht aus einem Gehäuse mit mehreren Stützstreben sowie einer Nabe, in die das Lager eingebaut ist. Die FPH setzt sich aus Gussteilen zusammen, die den gasführenden Kanal bilden.

Der Gesamtverbund des Turbinenzwischengehäuses hat vielfältige Aufgaben zu bewältigen: TCF müssen die heißen Gase, die die Hochdruckturbine mit einer Temperatur von mehr als 1000 °C verlassen, mit möglichst geringen aerodynamischen Verlusten an Strukturbauteilen und Leitungen vorbei zur Niederdruckturbine leiten. Beide Turbinen gilt es mit Kühlluft zu versorgen, deren Zufuhr durch das TCF erfolgt. Als tragende Struktur nimmt das TCF das hintere Lager der Hochdruckwelle auf und trägt damit maßgeblich zur Spalthaltung in den Hochdruckkomponenten bei. Das stellt große Herausforderungen an die Fertigungsgenauigkeit und Umfangssymmetrie des Designs. Da das TCF das Lager der Hochdruckwelle trägt, muss die Ölzu- und -abfuhr durch die heiße Struktur sichergestellt werden. Zudem gilt es, große Lasten abzufangen, die zum Beispiel im Falle eines Fan Blade Out, dem Verlust einer Fan-Schaufel, entstehen. Turbinenzwischengehäuse sind, laut Dr. Rainer Martens, im Betrieb extremen Belastungen ausgesetzt, z.B. hohen mechanischen Beanspruchungen und hohen Temperaturen. Werkstoff und Konstruktion müssen deshalb höchsten Ansprüchen genügen.

Einstieg mit dem GP7000 für die A380

Eingestiegen ist die MTU in die Entwicklung und Fertigung von Turbinenzwischengehäusen mit der Beteiligung am GP7000 für die A380, das größte Passagierflugzeug der Welt. Als Programmpartner sowohl von GE Aviation als auch Pratt & Whitney übernahm der deutsche Triebwerksexperte die Verantwortung für die komplette Niederdruckturbine, die Fertigungsverantwortung für Teile der Hochdruckturbine sowie die Gesamtverantwortung für das TCF. Das Turbinenzwischengehäuse des GP7000 basiert auf dem GE90-TCF und wurde von der MTU überarbeitet. "Durch einfachere Bauweisen sowie geschickte Teileverbesserung konnten wir Gewicht und Kosten reduzieren", informiert Wolfgang Hiereth, Leiter GE-Programme bei der MTU. Bis zum Frühjahr 2015 hat die MTU circa 400 GP7000-TCF gefertigt; etwa 350 weitere sollen folgen. Der Mega-Airbus befindet sich seit 2008 im Linieneinsatz.

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