Rolls-Royce startet Fertigung der weltweit größten Composite-Fanblades für UltraFan-Demonstrator

Rolls-Royce (London, UK) hat die Fertigung der weltweit größten Fanblades für seinen UltraFan-Demonstrator-Motor begonnen, der neue Standards in Effizienz und Nachhaltigkeit setzen wird. Dieser Meilenstein markiert den offiziellen Start der Teileproduktion für den Demonstrator.

CFK-Blades

Der UltraFan-Motor wird angeblich neue Standards in Effizienz und Nachhaltigkeit setzen und eine 25 % Reduktion von Treibstoffverbrauch und Emissionen im Vergleich zur ersten Trent-Generation bieten. Ein Teil dieser Effizienzsteigerung kommt von UltraFans Composite-Fanblades und Fan-Gehäuse, die das Gewicht eines Zwillingsstrahlflugzeugs um 700 Kilogramm reduzieren – das Äquivalent von sieben Personen mit Gepäck.

Als Satz haben die Composite-Blades einen Durchmesser von 140 Zoll, was fast der Größe eines aktuellen Schmalrumpfflugzeug-Rumpfs entspricht. Sie werden im Technologie-Hub des Unternehmens in Bristol, UK, gefertigt.

Die Fanblades bestehen aus 500 Lagen von Hexcels (Stamford, Conn. USA) HexPly M91 Carbonfaser-verstärktem, hochzähem und schlagfestem Epoxid-Prepreg. Hexcel liefert das Schlitzband für automatisierte Ablage. Die Blades werden im Autoklaven unter Hitze und Druck gehärtet, präzisionsbearbeitet und dann beschichtet, bevor eine dünne Titanscheide an der Vorderkante aufgeklebt wird, die vor Erosion, Fremdkörpern und Vogelschlag schützt. Die Composite-Titan (CTi) Blades werden mit Metrologie und Ultraschall geprüft und vermessen.

Bristol Composite-Facility

Die Bristol Composite-Facility geht zurück auf Composite Technology and Applications Ltd (CTAL), ein Joint Venture zwischen Rolls-Royce und GKN Aerospace (Redditch, UK), gegründet 2008. CTAL vereinte Rolls-Royces Expertise in fortschrittlichen Motorentechnologien mit GKN Aerospace's Fähigkeiten in Composite-Forschung und automatisierter Fertigung. UK-Regierungsförderung für Rolls-Royces Composite-Technologie-F&E begann 2008 und wurde genutzt, um 2012 eine CTAL-Facility auf der Isle of Wight zu errichten. Rolls-Royce kündigte 2015 an, die CTAL-Kapazität einschließlich Ausrüstung und 30-40 Personal 2017 nach Bristol zu verlegen.

Rolls-Royce berichtete 2015, dass die Vorproduktions-Composite-Facility innerhalb eines bestehenden Gebäudes neben der neuen Facility für Carbonfaser-Composite-Elektrik-Harness-Rafts entwickelt würde, die damals im Bau auf dem Bristol-Standort war. Beide Facilities profitieren von Fertigungstechniken, die in Partnerschaft mit dem National Composites Centre (NCC) in Bristol entwickelt wurden, sowie Forschung am Rolls-Royce University Technology Centre an der University of Bristol.

Schlüsselelement der Nachhaltigkeitsstrategie

Composite-Blades wurden bereits umfangreich an einem Advanced Low Pressure System (ALPS) Entwicklungsmotor getestet, einschließlich In-Flight-Tests auf dem Rolls-Royce Flying Test Bed. ALPS ist eine Partnerschaft zwischen Rolls-Royce, Clean Sky, Innovate UK, BEIS, ATI, ITP Aero und GKN. Das Portfolio der für UltraFan entwickelten Technologien wird von ATI, Innovate UK, LuFo und Clean Sky 2 unterstützt.

UltraFan ist ein Schlüsselelement von Rolls-Royces Nachhaltigkeitsstrategie, die kontinuierliche Forschung zur Verbesserung der Gasturbinenleistung sowie Pionierarbeit bei Elektrifizierung und Zusammenarbeit mit Industriepartnern zur Beschleunigung der Integration nachhaltiger Flugkraftstoffe umfasst. Es ist auch Teil der Rolls-Royce IntelligentEngine Vision, die Produkte, Services und digitale Technologie zusammenbringt.

UltraFan, der 2021 Bodentests starten und gegen Ende dieses Jahrzehnts verfügbar sein wird, ist ein skalierbares Design von 25.000 bis 100.000 Pfund Schub. Es bietet 또한:

• Neue Triebwerksarchitektur – für maximale Treibstoffeffizienz und niedrige Emissionen
• Fortschrittliche Keramik-Matrix-Composites – hitzebeständige Komponenten, die in hohen Turbinentemperaturen effektiver arbeiten
• Getriebes Design zur Maximierung von Hochschub, High-Bypass-Ratio Triebwerkseffizienz.

„Dies ist das Jahrzehnt von UltraFan und es ist aufregend, in die 2020er mit dem Start der Demonstrator-Motor-Produktion einzutreten“, sagte Chris Cholerton, Rolls-Royce President für Civil Aerospace. „Wir haben alle Bausteine bereit: Design, Technologien, ein brandneues Testbett, und jetzt sehen wir den Motor tatsächlich zusammenkommen.“