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Kein Limit am Himmel

Venture Aerobearings, ein Joint ­Venture von GE Aviation und SKF, fertigt Lager für das neueste GE-Triebwerk: GEnx.

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Paul Bourgon David D Hinko

Ein Gang durch das Besucherzentrum der Triebwerksfabrik von GE Aviation in Evendale im US-Bundesstaat Ohio ist wie ein Streifzug durch die Geschichte der Luftfahrt. Strahltriebwerke aller Art hängen von der Decke – vom ersten Turbotriebwerk TSC (Turbo Supercharged), das GE im ersten Weltkrieg entwickelte, bis zu den Jet-Triebwerken moderner Verkehrsflugzeuge. Ein Modell fällt jedoch besonders ins Auge: das Anfang der 1990er Jahre für die Boeing 777 konzipierte Turbofan-Triebwerk GE90, ein Ungetüm mit einem Fandurchmesser von 3,25 Metern, das mit seinen 55.776 Kilonewton Schubkraft immer noch den Rekord als größtes und leistungsstärkstes Strahltriebwerk der Welt hält.

GE Aviation ist Weltmarktführer bei Entwicklung und Bau von Flugzeugtriebwerken jeder Größe und beliefert neben Airbus und Boeing praktisch alle großen Fluggesellschaften der Welt, darunter Delta, British Airways, American Airlines und Japan Airlines. Das gigantische Werk in Evendale ist eine von zehn Fabriken, die das Unternehmen in Nordamerika betreibt, und Basis für Entwicklung, Erprobung und Bau des Triebwerksmodells CFM56.

Die jüngste Entwicklung von GE Aviation ist das hochmoderne GEnx-Triebwerk. Diese neueste Generation von Turbofan-Triebwerken mit hohem Nebenstromverhältnis weist einen geringeren Schadstoffausstoß und eine höhere Effizienz auf als vergleichbare Vorgängermodelle. Für Fan-Schaufeln und -Gehäuse wurden modernste Kohlenfaserstoffe  verwendet, um den Lärmpegel zu reduzieren. Die neue Boeing 787 Dreamliner sowie die Boeing-Flugzeuge 747-8 sind mit diesem Triebwerk ausgestattet.

Die Zylinderrollen- und Schrägkugellager für das GEnx-Triebwerk stammen von SKF. Aus der jahrzehntelangen Partnerschaft zwischen GE Aviation und SKF entstand 2008 Venture Aerobearings, ein Joint-Venture für die Fertigung dieser Triebwerkslager. Mike Kauffman, Geschäftsführer Rotierende Teile bei GE Aviation, sieht in der Partnerschaft eine perfekte Ergänzung. „Unsere Unternehmen sind einander sehr ähnlich“, sagt er. „SKFs Knowhow und Fachkompetenz aus der Lagerfertigung in Kombination mit unseren betrieblichen Fähigkeiten und Qualitätssystemen vereint das Beste, was unsere beiden Unternehmen zu bieten haben. In unserer Branche können wir uns keine Fehler erlauben. Ein „fast” reicht nicht.  SKF verfügt über die führenden Technologien für die anspruchsvollen Bedingungen, unter denen diese Lager eingesetzt werden.“

Don Anthony, der bei SKF in Nordamerika als technischer Leiter für Flugzeuganwendungen tätig ist, weist auf die hohen Drehzahlen und schweren Lasten hin, die Lager in einem Strahltriebwerk aushalten müssen. Hinzu kommen die gewaltigen Temperaturspannen: von Starttemperaturen von –40 Grad Celsius über Betriebs­temperaturen von 150 Grad Celsius bis zu Endtemperaturen von 315 Grad Celsius, wenn das Triebwerk abgeschaltet wird. Die beiden Unternehmen sahen in ihrer speziellen Partner­schaft die beste Möglichkeit, um die erhöhten Anforderungen an diese Super­präzisionsteile im GEnx-Triebwerk zu erfüllen.

Fünf Lageranordnungen von SKF wurden an strategischen Punkten im Triebwerk platziert. Die Wellen des GEnx-Triebwerks rotieren mit mehreren Tausend Umdrehungen pro Minute – für die Lager eine extrem hohe Beanspruchung, die in der Regel mit hohen Temperaturen und schlechten Schmierungsbedingungen einhergeht. Die SKF Lager haben eine hochmoderne Beschichtung, die für Langlebigkeit sorgt, und ein gehärtetes Gehäuse für eine harte Oberfläche mit einem weichen, zähen Kern. Alle Lager werden außerdem einer sorgfältigen Qualitätsprüfung mit Hilfe moderner Instrumente zur Oberflächenanalyse unterzogen.

Paul Bourgon, Verkaufsleiter und Anwendungstechniker für den Bereich Flugzeugtechnik bei SKF, spielte bei der Gründung von Venture Aerobearings eine entscheidende Rolle. Er zählt einige Vorzüge dieser Partnerschaft auf: gemeinsame technische Anstrengungen zur Entwicklung von neuen Produkten und Lean Manufacturing-Verfahren, Kosteneinsparungen und moderne Fertigungsmethoden.

Für Kauffman von GE Aviation ist der größte Vorteil die rasche Lösung von Problemen. Er konstatierte in einem sehr frühen Stadium, dass einige CFM Lager nicht die geplante Lebensdauer erreichten. „Aber seit der Gründung von Venture Aerobearings haben wir kein einziges Problem mit diesem Lager mehr gehabt, ein hervorragendes Beispiel für die Fachkompetenz des Venture-Teams.“

SKF und GE Aviation sind sich einig, dass Partnerschaften wie diese in Zukunft eine größere Bedeutung für den Erfolg der Branche haben werden als traditionelle Lieferantenbeziehungen. Angesichts der relativ überalterten Flugzeugflotte der Amerikaner und des rasch wachsenden asiatischen Markts stehen Venture Aerobearings nahezu unbegrenzte Möglichkeiten offen.

 

GEnx auf dem Vormarsch
Bevor das GEnx-Konzept 2006 abschließend genehmigt und zertifiziert wurde, hatten die wichtigsten Komponenten des Triebwerks über 7.000 Stunden intensiver Tests durchlaufen. Das für die Boeing 787 Dreamliner vorgesehene Modell GEnx-1B absolvierte seinen ersten Flug im Juni 2010 in diesem Flugzeugtyp. Das Schwestermodell GEnx-2B dient zum Antrieb der Boeing 747-8-Flugzeuge. Das GEnx-Triebwerk ist der größte Verkaufserfolg in der Geschichte von GE und gehört zur „Ecomagination“-Produktreihe des Unternehmens, die kostengünstige Technologien zur Steigerung der Leistung und Schonung der Umwelt in den Mittelpunkt stellt.

Charakteristische Eigenschaften des Triebwerks:

  • Turbofan-Triebwerk mit hohem Nebenstromverhältnis und einem Schub von 240-340 kN
  • Fan-Gehäuse und -Schaufeln aus Kohlefaserstoffen. Die Fans arbeiten mit einer niedrigeren Drehzahl, wodurch der Lärmpegel um 30 Prozent sinkt. Die Komponenten wiegen weniger, sind stoßfest und korrosionsbeständig.
  • 15 Prozent weniger Treibstoffverbrauch gegenüber dem bisherigen Triebwerksmodell, das heißt 15 Prozent weniger CO2-Ausstoß. Darüber hinaus reduziert die TAPS(Twin-Annular Pre-Swirl)- Brennkammer des GEnx den Ausstoß von Stickoxiden drastisch.

Im März 2012 erhielt Japan Airlines ihre erste von 45 bestellten Boeing 787 Dreamliner mit GEnx-1B-Triebwerken. Mit bestätigten Aufträgen von 26 Kunden muss GE Aviation nun seine Produktion steigern. Für 2012 ist der Bau von 160 GEnx-Triebwerken geplant, und 2013 sollen es über 200 Stück werden.

 

 

 

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