Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland

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Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Bessere Antriebe
für eine Welt im Wandel

Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Inhalt

                          4   Einleitung
                              Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel

                          6   Fragen an den Rolls-Royce Geschäftsführer Dr. Rainer Hönig
                              Die Faszination ist zurück

                          8   Die Funktion eines Triebwerks
                              Ansaugen-Verdichten-Verbrennen-Ausstoßen

                         10   Quo vadis, Triebwerksbau?
                              Analysieren-Konfigurieren-Verifizieren-Optimieren

                         12   LuFo-Fallbeispiele

                                                                                               Systemkompetenz
                              Brennkammer
         Kerntriebwerk

                                                     Fertigung

                                                                         Akustik
                         14   Rolls-Royce und LuFo
                              Von Anfang an dabei

                         16   Über das Unternehmen hinaus
                              Das Forschungsnetzwerk von Rolls-Royce

                         18   Ein Ausblick
                              Fit für die Antriebe der Zukunft

                                                                                           Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel | 3
Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Einleitung

                                  Rolls-Royce strebt an, durch konsequente Innovation und neue Technolo-
                                  gien kontinuierlich bessere Antriebe zu entwickeln, die sich am Bedürfnis
                                  der Menschen nach zuverlässiger, nachhaltiger Mobilität orientieren.
                                  Daher lautet die Vision des Unternehmens: „Bessere Antriebe für eine
                                  Welt im Wandel“.

                                  Seit der ersten Phase ist Rolls-Royce deshalb engagiert am Luftfahrtfor-
                                  schungsprogramm der Bundesregierung (LuFo) beteiligt, das in diesem
                                  Jahr sein 20-jähriges Jubiläum feiert.

                                  Gefördert durch dieses Programm hat Rolls-Royce hier in Deutschland
                                  zahlreiche Technologien und Fähigkeiten entwickelt, die zu wettbe-
                                  werbsfähigen Produkten führten und heute über 3.500 hochqualifizierte
                                  Arbeitsplätze an den beiden deutschen Standorten Dahlewitz und Ober-
                                  ursel sichern.

                                  Die Ergebnisse der Forschungsarbeit unterstützen darüber hinaus
                                  den langfristigen Erhalt der vollen Systemfähigkeit des Flugtriebwerk-
                                  herstellers – also dessen behördliche Genehmigung zur Entwicklung,
                                  Produktion und Instandhaltung kompletter ziviler und militärischer
                                  Turbinentriebwerke – die ansonsten kein anderes Unternehmen in
                                  Deutschland besitzt.

                                  Die Systemfähigkeit hebt Rolls-Royce nicht nur innerhalb der Branche
                                  in Deutschland ab; darüber hinaus trägt sie maßgeblich zum Erfolg der
                                  Strategie der Bundesregierung bei, Deutschland zu einem technologi-
                                  schen Vorreiter für ein umweltfreundliches, sicheres, leistungsfähiges,

Bessere Antriebe ­
                                  wettbewerbsfähiges und nicht zuletzt passagierfreundliches Luftver-
                                  kehrssystem zu machen.

   für eine
                                  Auf den folgenden Seiten stellen wir Ihnen eine Auswahl konkreter
                                  Forschungsprojekte des Unternehmens Rolls-Royce Deutschland vor, die
                                  im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms der Bundesregierung

  Welt im Wandel
                                  realisiert werden konnten.

                                  Die Beispiele reichen vom Druck von Testkomponenten im Additive Layer
                                  Manufacturing bis zur 3D Darstellung kompletter Triebwerke auf Groß-
                                  bildschirmen, von der Entwicklung von Antrieben für die schnellsten und
                                  leisesten Business-Jets bis hin zu Hightech-Komponenten für den Airbus
                                  A350 XWB, das derzeit sparsamste Flugzeug auf dem Markt.

                                                    Weiterführende Informationen sowie Bild- und Video-
                                                    material finden Sie auf unserer Internetseite unter:
                                                    http://bit.ly/BetterPower.

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Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Fragen an den Rolls-Royce Geschäftsführer Dr. Rainer Hönig

                    Die Faszination
                    ist zurück
                              Warum ist LuFo so wichtig? LuFo ermöglicht es uns, attraktive
                     Forschungsvorhaben nach Deutschland zu holen. Dadurch sichert das
                     Programm Arbeitsplätze für Ingenieure und Fachkräfte zu Beginn der
                     Projekte und bei deren Umsetzung. Ohne LuFo wären unsere ­Standorte
                     nicht das, was sie heute sind: ein Leuchtturm der Branche über
                     Deutschland hinaus.

                               Was hat unsere Bevölkerung von LuFo? Erstens spannende,
                     gut bezahlte Arbeitsplätze bei uns, bei unseren Hochschulpartnern,
                     Zulieferern und durch die notwendige Infrastruktur. Auf jeden Arbeits-
                     platz bei uns folgen durchschnittlich zwei weitere externe. Zweitens
                     bessere, weil zuverlässigere und emissionsärmere Triebwerke und Flug-
                     zeuge. Wir sorgen mit Lufo-Geldern dafür, dass wir leiser, sicherer und
                     nachhaltiger fliegen können, was, drittens, das deutsche Renommee als
                     High-Tech-Land und unsere Handelsbilanz stärkt.

                              Ginge das nicht auch ohne LuFo? Deutschland steht im
                     internationalen Wettbewerb um die besten Köpfe, die besten Projekte
                     und die Gelder von Investoren – auch innerhalb des Konzerns. Mit LuFo
                     können wir diesen Wettbewerb häufiger für uns entscheiden. Das Pro-
                     gramm ist ein Turbolader für die ganze Branche.

                              Kann LuFo denn trotz Fachkräftemangel seine Hebelwirkung
                     entfalten? Wo deutsche Experten fehlen, kommen sie gerne aus dem
                     Ausland. An unseren Standorten in Deutschland arbeiten jetzt schon
                     Menschen aus mehr als 50 Nationen. Wer heute als junger Mensch
                     seine beruflichen Weichen stellt, findet dank LuFo hier wieder eine
                     Branche, die international in der ersten Liga spielt. Vor 25 Jahren hatten
                     wir weder eigene Triebwerke noch zivile Jets. Jetzt ist die Faszination
                     zurück. Wir müssen sie nur dem Nachwuchs vermitteln - was wir auch
                     sehr aktiv tun.

                                                                                                  Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel | 7
Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Die Funktion eines Triebwerks

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                                                                                                                                                                               www.rolls-royce.com/wissen
                                                                                                                                                                                  (Flash plugin required)
                                Der Fan – das gut sichtbare Schaufelrad an der Vorderseite des
                                ­Triebwerks – saugt eine große Menge Luft ein und beschleunigt sie.
                                 Die größten Rolls-Royce Triebwerke haben einen Fandurchmesser von
                                 rund 3 Metern und bewegen so bis zu 1,2 Tonnen Luft – pro Sekunde.

                                Nur ein kleiner Teil dieser Luft wird in das Kerntriebwerk geleitet, das aus
                                Verdichter, Brennkammer und Turbine besteht. Rund 75 Prozent werden
                                außen um das Kerntriebwerk geführt und erreichen als „Mantelstrom“
                                direkt die Schubdüse. Dieser äußere Luftstrom liefert rund drei Viertel
                                des Gesamtvortriebs des Triebwerks.

            2        Verdichten
                     Die in das Kerntriebwerk eingeleitete Luft wird durch viele schnell
                     rotierende Schaufelräder immer mehr zusammengepresst (verdichtet),
                     erhitzt sich dabei und wird gleichzeitig verlangsamt. Über mehrere
                     Verdichterstufen hinweg wird die Luft bei der neuesten Generation
                     von Großtriebwerken bis auf ein Fünfzigstel ihres normalen Volumens
                     komprimiert. Würde man die Luft aus einer Telefonzelle in einen
                     ­Mikrowellenofen pressen, herrschte darin ein vergleichbarer Druck.

                                            3         Verbrennen
                                                      Die von den Verdichterstufen stark komprimierte und erhitzte Luft wird
                                                      in die Brennkammer geführt, dort mit Kerosin vermischt und verbrannt.
                                                      Die entstehenden Verbrennungsgase breiten sich schlagartig in ­Richtung
                                                      der Turbine aus. In der Brennkammer entstehen bei den neuesten
                                                      Großtriebwerken Temperaturen von bis zu 2.300ºC – das entspricht
                                                      nahezu der Hälfte der Temperatur auf der Sonnenoberfläche. Würde die
                                                      Brennkammerwand nicht permanent über ein ausgetüfteltes System
                                                      lasergebohrter Kühllöcher mit Luft aus dem Verdichter durchströmt,
                                                      würde sie schmelzen. Zu ihrem Schutz tragen zusätzlich keramische

                                                                                                                                  1          2             3          4
                                                      Dämmschichten bei, die zwar nur so dick sind wie zwei Blatt Papier, die
                                                      Temperaturbelastung aber dennoch um 300ºC verringern können.

                      4         Ausstoßen
                                Die heißen Gase aus der Brennkammer werden durch eine Reihe von
                                Turbinenstufen geleitet. Jede einzelne von ihnen gewinnt ähnlich einer
                                Windmühle Energie aus dem steten Gasstrom. Diese Energie wird dazu
                                genutzt, um über Wellen den Fan und den Verdichter anzutreiben.
                                                                                                                                Ansaugen   Verdichten   Verbrennen   Ausstoßen
                                Die Schaufeln müssen aufwendig gekühlt werden, damit sie nicht
                                schmelzen. Die heiße Luft dehnt sich auf ihrem Weg durch die Turbinen-
                                stufen aus, kühlt ab, tritt dann durch die Schubdüse am Ende des Trieb-
                                werks aus und erzeugt so zusätzlichen Schub. Dabei wird die heiße Luft
                                aus dem Kerntriebwerk mit dem kalten Mantelstrom vermischt - diese
                                Kombination macht heutige moderne Triebwerke so leise und effizient.
Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Analysieren- Konfigurieren- Verifizieren - Optimieren

                                                                                                  Auch wenn unsere Triebwerke heute bereits 75% weniger Lärm und 70%
                                                                                                  weniger CO2 produzieren als noch vor 40 Jahren, so lassen sich doch noch
                                                                                                  Verbesserungen verschiedener Aspekte vorstellen: Das ideale Triebwerk
                                                                                                  wäre gewichtslos, unhörbar, völlig emissionsfrei, natürlich wartungsfrei
                                                                                                  und 100% zuverlässig, dabei auch kostenfrei und hätte unbegrenzten
                                                                                                  Schub. Das können wir so beschreiben, aber leider nicht herstellen.

                                                                                                  Zu realistischen, aber trotzdem sehr anspruchsvollen Zielen hat sich die
                                                                                                  gesamte Industrie mit den Flightpath-Zielen selbst verpflichtet. Bis ins
                                                                                                  Jahr 2050 sollen Flugzeuge 75% weniger CO2, 90% weniger NOx und 65%
                                                                                                  weniger Lärm erzeugen als im Jahr 2000.

                                                                                                  CO2 (Triebwerk)                                                               NOx (Triebwerk)                                              Lärm (Flugzeug)
                                                                                              Trent 800                                                                                                                                  Trent 800 (Boeing 777)
                                                                                  0                                                                              0                                                           0

                                                % CO2 oder Treibstoffverbrauch
                                                                                                                                                                        Trent 800                                                           Trent 500 (Airbus A340)
                                                                                                 Trent 500
                                                                                  -5                                                                                      Trent 500                                                             lärmoptimiert
                                                                                                                                                               -15

                                                                                                                                          % relativ zu CAEP6
                                                                                                                                                                                                                                                    verbrauchsoptimiert
                                                                                                   Trent 900                                                                                                                                       Zertifizierter Lärmpegel
                                                                                 -10
                                                                                                     Trent 1000                                                                 Trent 900                                    -5
                                                                                                                                                                                                                                                   Lärmpegel mit verbesserten operativen Abläufen
                                                                                                       Trent XWB
                                                                                                                                                               -30                Trent 1000

                                                                                                                                                                                                                       dB
                                                                                 -15                                                                                                 Trent XWB
                                                                                                                                                                                                                                               Trent XWB (Airbus A350)
                                                                                                                                                               -45                                                                           Trent 1000 (Boeing 787)
                                                                                 -20                                                                                                                                        -10
                                                                                                                                                                                                                                           Trent 900 (Airbus A380)
                                                                                 -25                                                                           -60

                                                                                 -30                                                                           -75                                                          -15
                                                                                       2000      2010    2020     2030      2040   2050                              2000      2010    2020    2030    2040    2050               2000      2010    2020    2030    2040      2050

                                                                                              Ziel -25 - 30%                                                                Ziel -90%                                                    Ziel -65%
                                                                                              CO2 Gesamtreduktion:                                                          NOx Gesamtreduktion:                                         Lärmreduktion (Flugzeug)

„Quo vadis,
                                                                                              -30% Triebwerk (geschätzt)*                                                   75% durch Triebwerkstechnologie*                             45dB kumuliert
                                                                                              -75% gesamt                                                                   15% durch Verbesserung der operativen                        15dB durchschnittlich an jedem
                                                                                                                                                                            Abläufe                                                      Messpunkt

                                                                                                                  Trent Familie                    ACARE (Advisory Council for Aerospace Research and Innovation in Europe) flightpath 2050 Ziel

Triebwerksbau?“                                                                                   Die technische Umsetzung der Flightpath 2050 Vorgaben wird durch die
                                                                                                  Gesetze der Physik bestimmt:

                                                                                                                                                                              Heutige                                  Vortriebs-
                                                                                                                                                                            Triebwerke                                wirkungsgrad
                                Kraftstoff-
                                verbrauch                                                 Annäherung an
                                                                                                                                                                                                                                                                 Annäherung an
                                                                                        theoretische Grenze
                                                                                                                                                                                                                                                             theoretische Grenze des
                                                                                          des thermischen
                                                                                                                                                                                                                                                             Vortriebswirkungsgrads
                                                                                           Wirkungsgrads

                                                                                                                                                                                                                                                                       Höhere
                                                                                                                                                                                                                                                               Nebenstromverhältnisse,
                                                                                                                                                                                                                                                                     neuartige
                                              Höhere Drücke,
                                                                                                                                                                                                                                                                 Niederducksysteme
                                              Temperaturen,
                                              Komponenten-
                                              wirkungsgrade

                                     Neuartige Kerntriebwerke                                                                                                                                                            Thermischer
                                                                                                                                                                                                                         Wirkungsgrad

                                                                                                                                                                                                                                                        Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel | 12
Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Kerntriebwerk
                              Fallbeispiele
                                                                          Moderne Kerntriebwerke:
                                                                          Immer an der Grenze des
                                                                          technisch Möglichen

                                                        Systemkompetenz
                Brennkammer
Kerntriebwerk

                                  Fertigung

                                              Akustik

                                                                          Im Rahmen von LuFo wurden Spitzentechnologien für Kerntriebwerke
                                                                          entwickelt, mit denen größere Druckverhältnisse realisiert, höhere
                                                                          Temperaturen beherrscht und im Ergebnis bessere Wirkungsgrade
                                                                          erzielt werden können.

                                                                          Zielstellung                                   Lösung                      LuFo-Vorhaben (Auswahl)         Weitere Partner
                                                                          Entwicklung eines moder-                       Integration modernster      Konzept- und Grundlagenunter-   Universität Stuttgart,
                                                                          nen Kerntriebwerks                             Technologien auf Systeme-   suchungen E3E, VP LIBRAS-2,     AneCom AeroTest
                                                                                                                         bene                        VP LEXMOS, VP FREQUENZ
Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Fallbeispiele Kerntriebwerk

Moderne Kerntriebwerke: Immer an
der Grenze des technisch Möglichen
                                                                                                                                        Brennkammer

                                                                                                                                        HOTS ist hot.
                                                                                                                                        Für die Brennkammer
    Unter dem Kerntriebwerk versteht man das Herz-
    stück eines Turbinenriebwerks. Es besteht aus dem
                                                                         E3E, ein LuFo-Begriff, steht für Efficiency (Effizienz), En-
                                                                         vironment (Umwelt) und Economy (Wirtschaftlichkeit).
                                                                         E3E-Technologien im Kerntriebwerk ermöglichten es
                                                                         Rolls-Royce, den Treibstoffverbrauch bei neuen Modellen
                                                                                                                                        von morgen.
    Hochdruck-Verdichter, der Brennkammer und der
                                                                         gegenüber den momentan genutzten Triebwerken um
    Hochdruck-Turbine. Eine der Kernkompetenzen von
                                                                         15 % zu senken und die Schadstoffemissionen auf Werte
    Rolls-Royce Deutschland ist die Erforschung und                      zu begrenzen, die bis zu 60 % unterhalb der geltenden
    Weiterentwicklung von Kerntriebwerken.                               CAEP6-Vorschriften liegen.

                              Die dafür von Rolls-Royce entwickelte      Karlsruhe, Dresden und Cottbus, an-
                              zweistufige Hochdruckturbine verfügt       deren Forschungsstellen sowie KMUs
                              über eine fortschrittliche 3D-Aerody-      wie der brandenburgischen AneCom
                              namik und innovative Kühltechnologie.      AeroTest GmbH zusammen.
                              Ein neuartiges Spalthaltungssystem mit
                              einer keramischen Einlaufschicht sorgt     Auf dem Höhenprüfstand der
 Das größte und leistungs-    für eine hohe Turbineneffizienz. Sechs     Universität Stuttgart beispielsweise
  stärkste in Deutschland
     entwickelte Luftfahrt-
                              der neun Stufen des Hochdruckverdich-      hat ein E3E-Verdichter unter extremen                          Gasturbinen sind Wärmekraftmaschinen und die Brennkammer ist der Ort, in dem
                                                                                                                                        die notwendige Hitze erzeugt wird - durch Umwandlung der chemischen Energie
            Kerntriebwerk     ters sind in Blisk-Bauweise ausgelegt      Bedingungen seine Weltklasse-Effizienz                         des Treibstoffs in thermische Energie. Dabei muss der Luftstrom so verteilt werden,
                              (Blisk = Bladed Disks). E3E-Technologien   bei Unter- und Überdruck, extremer                             dass der Treibstoff bei minimalen Emissionen vollständig in Wärme umgesetzt wird.
                              bilden die Basis für das Rolls-Royce       Kälte und großer Hitze nachgewiesen.
                              Advance2-Programm und für die Va-
                              lidierung von Technologien für das         Die TU Darmstadt untersucht an einem
                              XWB- und künftige Triebwerksprogram-       speziell entwickelten Prüfstand mit der
                              me von Rolls-Royce. Mit ihnen werden       Magnet Resonance Velocimetry (MRV)
                              sparsamere, leichtere Antriebe mit         die Interaktion von Turbinen-Kühlluft
                              höheren Druckverhältnissen, besseren       und Hauptströmung.
                              Wirkungsgraden und geringeren NOx
                              Emissionen durch Magerverbrennung          Das DLR hat in Göttingen einen in Euro-
                                                                                                                                        Zielstellung                                     Lösung                               LuFo-Vorhaben (Auswahl)         Weitere Partner
                              möglich.                                   pa einmaligen Teststand für Leistungs-                         Reduktion der Stickoxid-                         Entwicklung einer                    EmKoTec,VPVALMATEC,VP           Deutsches Zentrum für
                                                                         tests künftiger Hochdruckturbinen                              emissionen (NOx)                                 schadstoffarmen                      FetMaTec, EffMaTec, GerMaTec,   Luft- und Raumfahrt
                              Je anspruchsvoller die Testanordnungen     entwickelt. Dabei werden nicht nur                                                                              Brennkammer                          VP Interne Brennstoffstufung    (DLR), UTC Karlsruhe
                              für die Komponenten, desto zügiger         Spaltweiten gemessen, sondern ebenso
   Tests zwischen Himmel      die Entwicklung ganzer Triebwerke.         Temperaturen, Drücke, Leistung und
und Hölle, beim DLR und in
              Universitäten
                              Rolls-Royce arbeitet dabei sowohl mit      Gasströme, wobei jede einzelne
                              den akademischen Partnern seines           Turbinenschaufel durch ein eigenes
                              University-Technology-Networks (UTC)       System von innen mit Luft gekühlt wird .
                              an den Hochschulen Darmstadt,
Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Fallbeispiele Brennkammer

HOTS ist hot.
Für die Brennkammer von morgen.
                                                                                                                                                         Fertigung

                                                                                                                                                         BLISKEN – Filigrane
                                                                                                                                                         Fertigung aus dem
   Die ACARE-Umweltziele sind klar definiert: Bis 2050
   sollen 75 Prozent Einsparungen bei den CO2- und 90%
                                                                        Das sind ehrgeizige Ziele, die man unter anderem durch
                                                                        neuartige Brennkammer-Entwicklungen erreichen
                                                                                                                                                         massiven Block
   bei den Stickoxidemissionen erzielt werden, gleich-                  kann, die allerdings einen erheblichen Testaufwand
                                                                        voraussetzen.
   zeitig soll der empfundene Lärm um 65% sinken.

                             Rolls-Royce Deutschland hat sich diese     den Entwicklungsprozess neuer, schad-
                             Ziele in einem Gemeinschaftsprojekt        stoffarmer Gasturbinenbrennkammern
                             mit dem Deutschen Zentrum für Luft-        zu unterstützen.
                             und Raumfahrt (DLR) in Köln vorgenom-
                             men. Gefördert wurde das ehrgeizige        Am DLR kommen für diese Untersu-
                             Projekt im Rahmen des LuFo IV Projekts     chungen modernste laseroptische
             In modernen     “FetMaTec“ (Fett-Mager Technologie).       Messverfahren wie die Particle Image
  Brennkammern werden
   Temperaturen erreicht,
                             Ein entscheidender Bestandteil der Ar-     Velocimetry (PIV) und laserinduzierte In-                                        Die Schaufeln der fertigen BLISK sind bis in den
                                                                                                                                                         Nanometerbereich hochpräzise gefertigt.
        die der Hälfte der   beiten: der High-Pressure Triple Sector    kandeszenz (LII) zum Einsatz. Die Verfah-
  Oberflächentemperatur
  der Sonne entsprechen.
                             – kurz HOTS.                               ren erlauben detaillierte, einzigartige
                                                                        Einblicke in die Kraftstoffaufbereitung,
                             Vor dem Hintergrund, Stickoxid- und        Mischung und Schadstoffbildung. Die
                             Partikelemissionen von Triebwerken         Resultate kommen künftigen Triebwer-
                             weiter zu reduzieren, hatte die Entwick-   ken aller Größen zugute.
                             lung des Prüfstands vor allem ein Ziel:
                             Verbrennungskonzepte unter möglichst
                             realistischen Randbedingungen zu
                             untersuchen. Mit diesem Ansatz
                             wurde ein umfassendes Verständnis
                                                                                                                                                         Zielstellung                                       Lösung                   LuFo-Vorhaben (Auswahl)      Weitere Partner
                             der Schadstoffbildung ermöglicht. Die                                                                                       Gewichtsreduzierung                                Fertigung von Verdich-   VP OptiFer, RokoTec, VP      RWTH Aachen, Fraunhofer
                             Ergebnisse der Untersuchungen helfen,                                                                                       von Triebwerken                                    terbauteilen als         AeRoBlisk, VP ProFi-Blisk,   Gesellschaft
                                                                                                                                                                                                            integrales Bauteil       Blisk-VF

                                                                        Der High-Pressure Triple Sector ermöglicht es den Brennkammerspezialisten, den
                                                                        Verbrennungsprozess detailliert zu untersuchen.
Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel - Ergebnisse der Luftfahrtforschung bei Rolls-Royce Deutschland
Fallbeispiele Fertigung

BLISKEN – Filigrane Fertigung
aus dem massiven Block
                                                                                                                                                                                                                                    Akustik

                                                                                                                                                                                                                                    Mit Druck zu
                                                                                                                                                                                                                                    leisen Triebwerken
                                                                                       Am Standort Oberursel, Kompetenzzentrum der BLISK-
     Obwohl die Herstellung der höchstpräzisen                                         Fertigung für den gesamten Konzern, hat Rolls-Royce
     Hightech-Komponenten in BLISK-Bauweise                                            im Rahmen verschiedener LuFo-geförderter Programme
     sehr aufwendig ist und derzeit noch mehrere                                       Technologien und Fertigungsverfahren für Blisks
                                                                                       entwickelt, die heute bei allen Neuentwicklungen zum
     Wochen dauert, zahlt sich der Aufwand aus.
                                                                                       Einsatz kommen.

                               „Unsere Verdichter in BLISK-Bauweise                    die A350 XWB 25% weniger Kerosin
                               sind rund 15 Prozent leichter als klas-                 verbraucht als die Vorgängergeneration
                               sisch hergestellte Komponenten - das                    - ohne unsere Technologien wäre das
                               macht sie so gefragt“ sagt Dirk Buck,                   nicht möglich“, so Dr. Holger Cartsburg,
                               Leiter der Verdichterfertigung. Das gilt                Leiter des Standorts Oberursel.
                               auch für das Trent XWB Triebwerk, das
         Die Herstellung ist   zurzeit effizienteste Großtriebwerks                    Eine Reihe von Forschungsprojek-
langwierig und aufwendig -
    aber das zahlt sich aus.
                               der Welt und Antrieb des neuen Airbus                   ten, u.a. mit Partnern wie der RWTH                                                                                                          Was wie ein Windkanal aussieht, ist der Beruhigungsraum im Ansaug-
                                                                                                                                                                                                                                    bereich eines Prüfstandes für Verdichter beim DLR. Triebwerksforschern
                               A350XWB, dessen Hochdruckverdich-                       Aachen und dem Innovationscluster                                                                                                            dient der Raum dazu, die Luft von ­Verwirbelungen zu befreien, bevor
                               terstufen 1 bis 3 in BLISK-Bauweise am                  der Fraunhofer-Gesellschaft, wird mit                                                                                                        sie vom Bläser (Fan) ­eingesaugt wird. In der Luftberuhigungskammer
                                                                                                                                                                                                                                    ist vor dem Einlass ein Mikrofonarray (Mikrofonantenne) kreis­förmig
                               Standort Oberursel gefertigt werden.                    konventionellen und laserbasierten                                                                                                           ­angeordnet, um das abgestrahlte Schallfeld rundum zu vermessen.
                                                                                       neuen Fertigungsverfahren auch in                                                                                                                                                                                                                          Quelle: DLR (CC-BY 3.0)
                               „Es macht uns alle sehr stolz, mit                      Zukunft die Wettbewerbsfähigkeit von
                               unserer Arbeit dazu beizutragen, dass                   Rolls-Royce Deutschland sicherstellen.
                                                                                                                                                                                  (Foto: Airbus 2014 - master films / P. PIGEYRE)

                                                                                                                                                                                                                                    Zielstellung                                     Lösung                      LuFo-Vorhaben       Weitere Partner
                                                                                                                                                                                                                                    Reduzierung des vom Fan-                         Erzeugung von Gegenschall   LeiLa „Der leise    Deutsches Zentrum für
                                                                                                                                                                                                                                    System erzeugten Lärms                           mittels eingeblasener       Luftfahrtantrieb“   Luft- und Raumfahrt (DLR),
                                                                                                                                                                                                                                                                                     Druckluft                                       Airbus Group Innovation

                                                     Präziser als ein menschliches Haar dick ist - so gering sind   In Deutschland entwickelte und gefertigte BLISK-Technologie
                                                     die Toleranzen bei der Fertigung der BLISKEN.                  kommt auch beim Airbus A350 XWB zum Einsatz.
Fallbeispiele Akustik

Mit Druck zu
leisen Triebwerken
                                                                                                                                                                                     Systemkompetenz

                                                                                                                                                                                     Cool und praktisch:
                                                                                                                                                                                     Virtuelle Triebwerke
                                                                        Daran, dass sich dieser Trend auch in Zukunft fortsetzt,
    Moderne Großflugzeuge, wie ein Airbus A350                          arbeiten die Akustikexperten von Rolls-Royce und der Flug-
    XWB, eine Boeing 787, oder Geschäftsreiseflug-                      zeughersteller. Um 65 Prozent verglichen mit Flugzeugen

                                                                                                                                                           Quelle: DLR (CC-BY 3.0)
    zeuge wie die Gulfstream G650ER erzeugen                            aus dem Jahr 2000 soll der Geräuschpegel von Flugzeugen
                                                                        bis 2050 reduziert werden. Um dieses ehrgeizige Ziel zu
    merklich weniger Lärm als ihre Vorgänger-
                                                                        erreichen, wird jede einzelne Komponente des Triebwerks
    generationen.                                                       geräuschoptimiert.

                            Eine signifikante Lärmquelle an             scher“ werden mittels ausgeklügelter
                            Triebwerken sind die markanten Bläser-      CFD-Verfahren (Computational Fluid Dy-
                            schaufeln, die dazu dienen, die Luft in     namics) aerodynamisch und akustisch
                            das Triebwerk saugen. Der Ton, der hier     optimiert, wodurch sich sowohl die
                            am Triebwerkseinlass entsteht, wird als     Entwicklungszeiten als auch die noch
                            besonders störend empfunden. Neben          notwendigen Testkosten erheblich redu-
Aktive Lärmminderung zur    verschiedenen passiven Maßnahmen            zieren lassen. Die dabei eingesetzte und
           Halbierung des
      empfundenen Lärms
                            zur Lärmreduzierung, wie die Verwen-        im Rahmen des Luftfahrtforschungs-                                                                           Spezielle Projektionen und Tracking-Systeme ermöglichen
                                                                                                                                                                                     es den Konstrukteuren, sich jedes Details des Triebwerks
                            dung schallschluckender Absorber im         programms entwickelte Technologie des                                                                        virtuell anzusehen.
                            Gehäuse, entwickeln Forscher des DLR,       „complex scarfing“ ist heute Standard
                            der Airbus Group Innovations und von        bei Rolls‑Royce und ermöglich eine
                            Rolls-Royce gemeinsam ein innovatives,      Lärmreduzierung des Strahllärms von
                            aktives Verfahren. Mittels geschickt hin-   maximal 3 dB bei einer gleichzeitigen
                            ter dem Rotor eingeblasener Druckluft       Reduzierung des Treibstoffverbrauchs
                            ist es weltweit erstmals gelungen, den      (durch Schubgewinn) von bis zu 3%.
                            tonalen Lärm am Triebwerkseinlass um
                            bis zu zehn Dezibel zu senken. Das ent-
                            spricht einer empfundenen Halbierung
                            der Lautstärke.
                                                                                                                                                                                     Zielstellung                                   Lösung                        LuFo-Vorhaben                Weitere Partner
                                                                                                                                                                                     Schnellere und kosten-                         Nutzung virtueller            VP PERFEKT, VIT Virtuelles   BTU Cottbus-Senftenberg
                            Aber auch am anderen Ende des                                                                                                                            günstigere Entwicklung von                     3D-Triebwerksmodelle sehr     Triebwerk (Förderung
                            Triebwerks wird angesetzt, um das                                                                                                                        Triebwerken                                    früh im Entwicklungsprozess   Brandenburg)
                            Fliegen leiser zu machen. So nutzt
                            man heute zur Strahllärmreduzierung
                            und Schuberhöhung speziell geformte
                            Bauteile, die den heißen Luftstrom aus
                            dem Kerntriebwerk mit dem kalten
                            Mantelstrom vermengen. Diese „Mi-           Schallmessung bei der     Der BR725-Mischer spart Treibstoff und reduziert Lärm.
                                                                        AneCom Aerotest Wildau.
Fallbeispiele Systemkompetenz

Cool und praktisch:
Virtuelle Triebwerke                                                                                                                                            Systemkompetenz

                                                                                                                                                                Das BR725 Triebwerk:
                                                                                                                                                                Schneller, leiser, sparsamer
                                                                         Zur Überprüfung des Designs einzelner Komponenten
    Die Entwicklung moderner Flugzeugtrieb-                              bis hin zum Gesamttriebwerk nutzt Rolls-Royce eine
    werke von der Konzeptionsphase bis zur                               Vielzahl von Analysetechniken. Ziel sind noch kürzere
    detaillierten Auslegung einzelner                                    Entwicklungszyklen durch effektivere und effizientere
                                                                         Verfahren und die Nutzung von Simulationen anstelle
    Komponenten ist komplex und kostenintensiv.
                                                                         langwieriger Tests im Entwicklungsprozess, wo immer dies
                                                                         möglich ist.

                               Mit virtuellen Triebwerksmodellen         Die Arbeiten finden im Rahmen des
                               und numerisch gestützten Methoden         gemeinsamen Forschungsprojekts
                               können sowohl einzelne Komponenten        VIT (Virtuelles Triebwerk) zwischen
                               als auch das Gesamttriebwerk bereits      Rolls-Royce Deutschland und der
                               in einer frühen Entwurfsphase effizient   Brandenburgischen Technischen
                               bewertet und optimale Konzepte            Universität Cottbus-Senftenberg statt.
                   Virtuelle   gefunden werden. So können Kosten
Triebwerksmodelle helfen,
Kosten spürbar zu senken,
                               spürbar gesenkt, Fehler vermieden und                                                                                            Wie auf diesem Außenprüfstand in Stennis, USA, wurde das BR725 Triebwerk im Rahmen
                                                                                                                                                                eines weltweiten Testprogramms auf Herz und Nieren geprüft.
      Fehler zu vermeiden      Entwicklungszeiten deutlich reduziert
  und Entwicklungszeiten
    deutlich zu reduzieren.
                               werden.

                               Prof. Dr. Marius Swoboda, Head of
                               Design Systems Engineering: „Wer
                               einmal die 3D-Brille aufhatte, will
                               darauf nie mehr verzichten. Wir
                               konstruieren schneller, zuverlässiger
                               und vermeiden Konstruktionen, die
                               sich nur schlecht warten lassen.
                               Hinzu kommt, dass eine virtuelle
                                                                                                                                                                Zielstellung                                 Lösung                                  LuFo-Vorhaben (Auswahl)         Weitere Partner
                               3D-Umgebung zu innovativen Lösungen                                                                                              Höhere Leistung, geringere                   Optimierung der erfolgreichen           VP AeRoBlisk, E3E, VIT, lärm-   BTU Cottbus-Senftenberg,
                               inspiriert.“                                                                                                                     Emissionen und höchste                       BR700 Triebwerksreihe mit               und leistungsoptimierter        UTC Karlsruhe, AneCom
                                                                                                                                                                Zuverlässigkeit                              neuesten Technologien                   Mischer                         Aerotest

                                                                         Besucher der Luft- und Raumfahrtmesse ILA 2014 konnten am Stand des Bundes-
                                                                         ministeriums für Wirtschaft und Energie virtuell selbst in ein Triebwerk eintauchen.
Fallbeispiele Systemkompetenz

Das BR725 Triebwerk:
Schneller, leiser, sparsamer

                                                                                                                                                                                   der Bundesregierung

   Das BR725 Triebwerk ist das leiseste seiner                                            Im Vergleich zum Vorgänger, dem BR710, konnten
   Klasse und Träger für eine Reihe LuFo geförderter                                      gleichzeitig die Leistungsdichte und Leistung erhöht
   Technologien. Es wurde in Deutschland entwickelt,                                      werden, während der Kraftstoffverbrauch und das Gewicht
   gefertigt und wird von hier betreut.                                                   gesunken sind.

                             Eingebaut in der Gulfstream G650                             wurden gemäß Zeitplan erreicht.“
                             werden so neue Maßstäbe erreicht - das
                             Flugzeug fliegt schneller und weiter als                     Das 24/7 Operations Centre für
                             alle anderen Vertreter seiner Klasse.                        die Betreiber der Flugzeuge hat
                                                                                          naturgemäß seinen Sitz dort, wo die
                             Russell Buxton, seinerzeit                                   Triebwerke entwickelt wurden: in
     Eines der schnellsten   President - Civil Small and Medium                           Dahlewitz bei Berlin.
 Entwicklungsprogramme
    in der Geschichte von
                             Engines, Rolls‑Royce, sagte bei
               Rolls-Royce   der Indienststellung: „Das BR725                             Das BR725 ist das jüngste Mitglied der
                             Entwicklungsprogramm verlief                                 erfolgreichen BR700 Triebwerksfamilie,
                             extrem erfolgreich und war eines der                         von der bis heute mehr als 3.600
                             schnellsten in der Geschichte von                            Antriebe am Rolls-Royce Standort
                             Rolls-Royce. Alle wichtigen Meilensteine                     Dahlewitz produziert wurden.

                             BR725 Endmontage im            Das Triebwerk wurde während seiner Entwicklung rigorosen   Der speziell geformte Fan ermöglicht eine höhere Leistung
                             brandenburgischen Dahlewitz.   Tests unterzogen.                                          und macht das Triebwerk gleichzeitig leiser.
Rolls-Royce und LuFo

Von Anfang                                                     In den letzten 20 Jahren haben Rolls-Royce und seine Partner über 300
                                                               Millionen Euro in Forschungsvorhaben investiert, die im Rahmen der
                                                               Luftfahrtstrategie der Bundesregierung durch das Luftfahrtforschungs-                                                        LuFo IV (2007 - 2015)

				an dabei                                                   programm gefördert wurden.
                                                                                                                                                                                            •   GerMaTec: Geräuschreduzierte, schadstoffarme
                                                                                                                                                                                                Magerverbrennungstechnologie

                                                                                                                                                                                                                                                       Call 1: 2007- 2010
                                                               Seit Phase 1 hat sich das Unternehmen immer wieder mit ausgewählten                                                          •   VerDeMod: Verdichterdesign und -modellierung für
                                                                                                                                                                                                Vision 10 Triebwerkskonzepte
                                                               Projekten um eine Aufnahme in das Programm beworben – und war                                                                •   VP RobusTurb: Entwurfskonzepte zur effizienten
                                                               zumeist erfolgreich. Schritt für Schritt konnten wir so an unseren                                                               und robusten Auslegung von Hochdruckturbinen
                                                                                                                                                                                            •   MechaMod: Gesamttriebwerksmechanik und
                                                               deutschen Standorten Technologien und Fähigkeiten entwickeln, die                                                                -modellierung sowie Methoden zur Vorhersage des
                                                               uns zu einem der führenden Triebwerkshersteller weltweit machen.                                                                 Betriebsverhaltens

                                                               Das sichert nicht nur Arbeitsplätze im Unternehmen, sondern schafft                                                          •   EffMaTec: Effiziente, schadstoffarme Magerver-
                                                               darüber hinaus spannende Möglichkeiten für Abschlussarbeiten und                                                                 brennungstechnologie
                                                                                                                                                                                            •   HolisTurb: Holistische Turbine - Interdisziplinäre,
                                                               Doktoranden.                                                                                                                     ganzheitliche Turbinenkonzepte zur Effizienz- und
                                                                                                                                                                                                Zuverlässigkeitssteigerung
                                                                                                                                                                                            •   VP MASSIF: Maßnahmen zur Schallpegelabsenkung

                                                                                                                                                                                                                                                       Call 2: 2009 - 2012
                                                                                                                                                                                                im Flugverkehr - Effektive Triebwerkslärmminderung
                                                                                                                                                                                            •   OPERO: Technologieentwicklung für ein externes
                                                                                                                                                                                                Kühlstem sowie installierte Aerodynamik und Akustik
                                                                                                                                                                                                für ‚Open Rotor‘ Architekturen
                                                                                                                                                                                            •   OptiTHeck: Optimierte Triebwerks-Heckinstallation:
                                                                                                                                                                                                Aerodynamik und -akustik, Hybrid Frontstruktur
                                                                                                                                                                                                und Vibrationen
                                                                                                                                                                                            •   RokoTec: Rotierende Komponenten - Neue
                                                                                                                                 LuFo III (2003 - 2007)                                         Technologien
                                                                                                                                                                                            •   ComFliTe: Computational Flight Testing (Erweiterung
                                                                                                                                 •   VP HDT - Transsonisch: Transsonische einstufige            und Verbesserung der numerischen Verfahren für
                                                                                                                                     Hochdruckturbine                                           flugphysikalische Simulationen)
                                                                                                                                 •   VP Konfiguration 2020: Umweltverträgliche und
                                                                                                                                     kosteneffiziente Triebwerksintegration                 •   VP AeRoBlisk: Aero-Thermo-Mechanisch robuster
                                                                                                                                 •   VP OptiFer: Optimierung von Fertigungs- und                Verdichter mit Blisk
                                                                                                                                     Reparaturtechnologien für die wirtschaftliche          •   KernTriebwerk NT: Validierung von
                                                                                                                                     Herstellung hochintegrierter Verdichterbauteile/           Komponententechnologien in einem Kerntriebwerk

                                                                                                                                                                                                                                                       Call 3: 2010 - 2013
                                                                                                                                     Entwicklung innovativer ECM-Verfahren für                  neuer Generation
                                                                                                                                     die Herstellung von Leitschaufelsegmenten /            •   VP FetMaTec: Optimierung der Fett-Mager
                                                                                                                                     Entwicklung des endkonturnahen Schmiedens von              Verbrennung
                                                                                                                                     Verdichterscheiben aus Titan                           •   VP InterTurb: Optimierte Auslegung der Interaktion
                                                                                                                                 •   VP VIT: Automatische Optimierung einer                     Brennkammer/Turbine
                                                                                                                                     integrierten, multidisziplinären Schaufelauslegung/    •   VP ProFi-Blisk: Prozesseffiziente Auslegung,
                                                                                                                                     Entwicklung instationärer Auslegungswerkzeuge              Fertigung und Instandsetzung von Blisks
                                                                                                                                     unter Berücksichtigung von Kavitäten und               •   VP VERLAT: Verbesserte Öl- und Lagersysteme für
                                                                                                                                     Oberflächeneffekten                                        Triebwerke
                                                                                                                                 •   Kerntriebwerk - Validierung von Komponenten-
                                                                                                                                     Technologien unter triebwerksnahen Bedingungen in      •   Advanced_Core: Kerntriebwerk zur
               LuFo I (1995 - 1998)                                                                                                  einem Technologieträger                                    Technologievalidierung für hocheffiziente Triebwerke
                                                                                                                                 •   VNT 2020 - Entwicklung der aktiven                     •   RHinnoVer: Robuster Hochdruckverdichter für ein
               •   VP LIBRAS-2: technologische Grundlagen schadstoff-                                                                Strömungsbeeinflussung zur Erhöhung des                    innovatives Turbofantriebwerk
                   armer Verbrennung                                                                                                 Stufendruckverhältnisses für Hochdruckverdichter       •   VP AeroStruct: Entwicklung integrierter Methoden
               •   Verdichterbauweisen: Blisk- und Composite-Hybrid-                                                                 ab 2020                                                    für neue Triebwerkssysteme                                                   LuFo V (2014 - 2017)
                   Technologie                                                                                                   •   VP Interne Brennstoffstufung: Erweiterung des          •   Blisk-VF: Validierung und Fertigungsmethoden Blisks
               •                                                                                                                                                                            •                                                                                •

                                                                                                                                                                                                                                                       Call 4: 2012 - 2015
                   VP Udimet 720 Li: Erarbeitung Technologischer Grund-                                                              Betriebsbereiches von emissionsoptimierten                 VP KoliBri: Komplexe Leichtbau-Zwischengehäuse in                                VP AdCoTurb: Fortschrittliche Turbinenkomponenten
                   lagen zur Steigerung des Einsatz- und Leistungs-                                                                  Fluggasturbinen-Brennkammern / Stabilität intern           Faserverbund                                                                 •   EmKoTec: Emisions- und kostenoptimierte
                   potenzials neuartiger Scheibenwerkstoffe für                                                                      gestufter Magermodule, Kühlungseigenschaften               bauweise für Turbofantriebwerke neuer Generation                                 Brennkammertechnologie
                                                                           LuFo II (1999 - 2002)                                                                                            •                                                                                •

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Call 1: 2014 - 2017
                   umweltschonende Flugtriebwerke mit hohem                                                                          fortschrittlicher Brennkammerschindeln /                   VP LeanTurb: Interaktion Mager-Brennkammer und                                   ForTE: Fortschrittliche Technologien für Teil- und
                   Nebenstromverhältnis                                                                                              Simulation der Langzeitschädigung von gekühlten            Turbine                                                                          Arbeitslast optimierten Verdichter höchster Effizienz
               •   VP Innovative Konzepte zu Wärmehaushalt und             •   Grundlagenuntersuchungen zur Entwicklung              Brennkammerwandelementen                               •   VP SuSi: Konzept der Integration eines                                       •   HYZERO: Hybride Zylinderrollenlager
                   Dichtungen von Triebwerken                                  eines Kerntriebwerkes für einen effizienten und   •   VP LEXMOS: Strahllärmreduktion und                         fortschrittlichen Schubumkehrers                                             •   VP LIST: Das leise installierte Triebwerk
               •   Lärm- und leistungsoptimierter Strahlmischer                umweltfreundlichen Antrieb                            Lärmquellenbestimmung in Prüfständen /                 •   VP VALMATEC: Validierung emissionsarmer                                      •   NeoMetPro: Neue, optimierte Methoden für
               •   VP Informationstechnologien im Flugzeugbau:                            Teil I: Hochdruckturbine                   Identifikation der Wirkmechanismen des Strahllärms /       Magerbrennkammertechnologie auf Systemebene                                      Triebwerksscheiben
                   Höchstleistungsrechnen zur Kostensenkung und                           Teil II: gestufte Brennkammer              Leise Düsenaustrittsysteme und moderne Schall-         •   VP VERLAT-FP: Verbesserte Lager für Triebwerks-                              •   VP PERFEKT: Massiv, parallel effiziente Rechner-
                   Qualitätssteigerung im Flugzeugbau                                                                                quellenortung                                              anwendungen                                                                      basierte Flugtriebwerksentwicklung
               •   Hinterkantenverluste transsonischer Turbinenschaufeln   •   Update - Strömungssimulation und -analyse einer   •   VP FREQUENZ: Numerische Methoden zur                   •   VP LeiLa: Der leise Luftfahrtantrieb -                                       •   VP REPITEF: Reparatur- und Inspektions-
               •   Konzeptuntersuchung - Engine 3E Kerntriebwerk               mehrstufigen Turbomaschine                            Strahllärmreduzierung                                      Geräuschminderungsmaßnahmen am Triebwerk                                         technologien für effizientes Fliegen

                                                                                                                                                                                                                                                                             VP = Verbundprojekt
Das Forschungsnetzwerk von Rolls-Royce

                                                      Rolls-Royce unterhält ein weltweites Forschungsnetzwerk von 31 University
                                                      Technology Centres (UTCs), in denen Auftragsforschung zu ausgewählten
                                                      Projekten realisiert wird. Die ersten UTCs entstanden 1990 in Großbritannien
                                                      am Imperial College London und an der Oxford University. Entsprechend der
                                                      globalen Ausrichtung von Rolls-Royce ist das Netzwerk heute auch internati-
                                                      onal organisiert; aus der gemeinsamen Arbeit entstehen mehrere hundert
                                                      Veröffentlichungen und knapp zehn Prozent der von Rolls-Royce weltweit
                                                      eingereichten Patente pro Jahr.

Über das Unternehmen
                                                      Die UTCs beschäftigen sich mit einer Vielfalt von Ingenieur-Disziplinen, wie
                                                      Verbrennung, Aerodynamik, Lärmemission und Fertigungstechnologie. Jedes
                                                      UTC widmet sich dabei einer bestimmten Schlüsseltechnologie. Grundlage
                                                      dafür ist jeweils ein langfristiges, finanziell abgesichertes Konzept, wodurch

hinaus                                                eine kontinuierliche Forschungsarbeit gewährleistet wird. Dies stellt
                                                      dem Unternehmen im Ergebnis qualitativ hochwertige Technologien zur
                                                      Verfügung und bietet den akademischen Partnern gleichzeitig praxisnahe
                                                      Herausforderungen.

                                                      Mitarbeiter aus dem Unternehmen tragen vielfach Verantwortung als
                                                      akademische Lehrer an Lehrstühlen der vier deutschen UTCs, umgekehrt
                                                      kommen Studenten zu Praxissemestern als Praktikanten, Diplomanden oder
                                                      Doktoranden zu uns; für viele davon schließt sich eine feste Beschäftigung
                                                      im Unternehmen an.

                                                      In Deutschland gehören die BTU Cottbus-Senftenberg, die Technischen Uni-
                                                      versitäten in Dresden und Darmstadt sowie die Universität Karlsruhe zum
                                                      Netzwerk, mit jeweils unterschiedlichen inhaltlichen Schwerpunkten:

                                                        BTU Cottbus-Senftenberg: UTC für multidisziplinäre Prozessintegration
                                                        TU Dresden: UTC für Leichtbaustrukturen und robustes Design
                                                        TU Darmstadt: UTC für aerothermische Interaktion zwischen Brenn-
                                                        kammer und Turbine
                                                        Karlsruhe Institute of Technology (Universität Karlsruhe TH): UTC für
                                                        2-Phasen-Strömungen, Kühlung und Luftsysteme

                                                      Auch darüber hinaus bestehen weitere weitreichende Forschungskoope-
                                                      rationen und -partnerschaften in Deutschland, wie mit dem Deutschen
                                                      Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin, Braunschweig, Göttingen,
                                                      Köln und Stuttgart auf den Gebieten: Verbrennung, Lärm, Methoden zu
                                                      Aerodynamik und Wärmübergang, Verdichter und Fan, Messtechnologie
                                                      und Tests (Verdichter/Brennkammer), externe Aerodynamik, mit Fraunhofer
                                                      Instituten in Aachen, Berlin, Braunschweig und Dresden, der RWTH Aachen
                                                      und der TU Berlin.

                                                      Die hybride Kohlefaserverbund-Radialwelle

                                 Ein erfolgreiches    Ein Beispiel für die enge Zusammenarbeit im Netzwerk ist die „hybride
                             Beispiel unter vielen
                              für die erfolgreiche
                                                      Kohlefaserverbund-Radialwelle“, die von Wissenschaftlern der TU Dresden
                       Kooperation ist die hybride    gemeinsam mit Ingenieuren bei Rolls-Royce entwickelt wurde. Die zu lösende
                             Kohlefaserverbund-
                                       Radialwelle
                                                      Herausforderung: ein geringerer Kerosinverbrauch künftiger Triebwerke und
                                                      höchste Zuverlässigkeit.
                                                      Die Innovation: eine Konstruktion aus Metall und Kohlefasern (Hybrid), mit
                                                      der eine herkömmliche Radialwelle aus Metall ersetzt werden konnte. Das
                                                      Ergebnis: ein um ca. ein Drittel reduziertes Gewicht, eine gut 35 % schnellere
                                                      Rotationsgeschwindigkeit und ein deutlich höheres übertragbares Dreh-
                                                      moment. In der Summe ergeben sich damit ca. 5% Kraftstoffeinsparungen im
                                                      Triebwerk- oder eine höhere Reichweite des Flugzeugs.

                                                                                                                         Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel | 31
Ein Ausblick

                                                                   Wie gut Deutschland als Forschungs- und Entwicklungsstandort für den
                                                                   Rolls-Royce Konzern etabliert ist, zeigt die jüngste Investitionsentscheidung
                                                                   des Unternehmens: In Dahlewitz entsteht zurzeit das globale Entwicklungs-
                                                                   zentrum für Reduktionshauptgetriebe des Konzerns. Es wird ergänzt durch
                                                                   den Bau eines hochmodernen Teststands für diese neuen Komponenten -
                                                                   ein Projekt, der insgesamt mehr als 200 hochqualifizierte Fachkräfte be-
                                                                   schäftigen wird.

                                                                   Das hier zu entwickelnde Getriebe wird das Herzstück des UltraFan™ bilden - der
                                                                   übernächsten Triebwerksgeneration, die ab 2025 einsatzfähig sein soll - und
                                                                   verglichen mit den Trent Triebwerken der ersten Generation Verbesserungen
                                                                   von mindestens 25 Prozent bei Treibstoffverbrauch und Emissionen erwarten
                                                                   lässt.

                                                                   Das Reduktionshauptgetriebe in diesem System muss eine Leistung umset-
                                                                   zen, die der von ungefähr 500 Mittelklassewagen entspricht. Die Prüfanlage
                                                                   in Dahlewitz wird dutzende verschiedene Leistungsparameter pro Sekunde
                                                                   messen können. Die Anlage kann die zum Testen notwendige Energie fast
                                                                   vollständig zurückgewinnen und läuft daher sehr sparsam.

Fit für die
     Antriebe der
          Zukunft
                    Das CTi Fansystem wurde bereits im Jahr
                    2014 erfolgreich im Flugbetrieb getestet und ist
                    neben demReduktionshauptgetriebe ein zentrales
                    Element des UltraFan™ Konzepts.

                       Zielstellung                                              Lösung                                           Weitere Partner
                       Entwicklung einer neuen Groß-                             Nutzung eines Reduktions-                        RWTH Aachen
                       triebwerksgeneration mit 25%                              hauptgetriebes und eines
                       geringerem Treibstoffverbrauch                            Leichtbau-Fansystems

                                                                                                                                      Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel | 33
Weltweit führender Hersteller von Antriebssystemen und mit beiden
Geschäftsbereichen Aerospace und Land & Sea in Deutschland vertreten
                                                                                                           Überblick
      Rolls-Royce International

  Land & Sea                                               Aerospace
      Rolls-Royce Power Systems                                Rolls-Royce Deutschland
      Die Rolls-Royce Power Systems AG                         Einziger behördlich genehmigter                         Rolls-Royce in
      mit Sitz in Friedrichshafen ist mit
      den Produkten der Marken MTU,
                                                               Triebwerkshersteller Deutschlands
                                                               mit voller Systemfähigkeit                              Deutschland
      MTU Onsite Energy, L’Orange und
      der norwegischen Bergen Engines
                                                               N3 Engine Overhaul Services
                                                               Joint Venture zur Triebwerkswartung                     Rolls-Royce Deutschland ist der einzige deutsche Triebwerkshersteller mit
      ein Spezialist für Großmotoren,                                                                                  Zulassung für die Entwicklung, Herstellung und Instandhaltung ziviler
                                                               mit der Lufthansa Technik AG
      Antriebssysteme und dezentrale                                                                                   und militärischer Turbinentriebwerke. Das Unternehmen ist seit 1990
                                                                                                                       mit eigenen Standorten in Deutschland präsent und beschäftigt rund
      Energieanlagen.                                                                                                  3.500 Mitarbeiter.
      MTU/MTU Onsite Energy
                                                                                                                       Rolls-Royce Power Systems (RRPS), die frühere Tognum AG, wurde 1909
      L’Orange                                                                                                         mit dem Luftfahrzeug-Motorenbau durch Wilhelm und Karl Maybach so-

      Rolls-Royce Marine
                                                                                                                       wie Ferdinand Graf von Zeppelin begründet. RRPS beschäftigt etwa 7.500
                                                                                                                       Mitarbeiter in Deutschland.

      Deutschland                                                  Hamburg                                             Innerhalb des Konzerns stellt Deutschland mit den beiden Gesellschaften
                                                                                                                       und deren fast 12.000 Mitarbeitern insgesamt nach dem Vereinigten Kö-
                                                                                                                       nigreich die zweitgrößte Belegschaft der Muttergesellschaft Rolls-Royce
   Über                                        Bremen                                                                  Holdings plc.

   6.000
   Rolls-Royce-Triebwerke                                                         Magdeburg
                                                                                              Berlin
                                                                                               Dahlewitz
                                                                                                                       Luftfahrt-Standorte in Deutschland

                                                                                                                       Entwicklungs-, Test- und Montagezentrum in Dahlewitz. Dahlewitz ist
   „Made in Germany“                                                                                                   zudem Hauptsitz des Rolls Royce Geschäftsbereichs Civil Small & Medi-
                                                                                                                       um Engines (CSME)
   ausgeliefert
                                                                                                                       Zentrum für Kleingasturbinen und Fertigung in Oberursel

   14
                                      Duisburg                                                                         Mechanical Test Operations Centre (MTOC) in Dahlewitz

                                        Köln                                Arnstadt
                                                                                                                       N3 Engine Overhaul Services in Arnstadt

   Rolls-Royce-Standorte                                                                                               Land & Sea-Standorte in Deutschland
   in Deutschland*                                      Oberursel                                                      Rolls-Royce Marine Deutschland in Hamburg

                                                     Frankfurt                                                         Rolls-Royce Power Systems AG in Friedrichshafen
   Mehr als

   24.000
                                                                                                                       MTU Friedrichshafen GmbH in Friedrichshafen, Überlingen, Duisburg,
                                                                                                                       Hamburg: Entwicklung, Produktion und Vertrieb schnelllaufender
                                                                                                                       Motoren, Antriebssysteme und dezentralerEnergieanlagen
                                                                                                                       MTU Reman Technologies GmbH in Magdeburg: Europäisches Zentrum
   MTU-Dieselmotoren
                                                             Stuttgart                                                 für das Remanufacturing von MTU-Motoren
   für kleine und große
   Schiffe ausgeliefert                               Glatten                                  Ruhstorf                MTU Onsite Energy GmbH in Augsburg: Entwicklung, Produktion und
                                                                             Augsburg                                  Vertrieb dezentraler Energieanlagen auf Basis von Gasmotoren

                                                                                  München                              MTU Onsite Energy Systems GmbH in Ruhstorf: Produktion und Vertrieb
   Rund                                                   Überlingen           Wolfratshausen                          dezentraler Energieanlagen

   12.000                                                        Friedrichshafen                                       L’Orange GmbH in Stuttgart, Wolfratshausen, Glatten: Entwicklung,
                                                                                                                       Produktion und Vertrieb von Kraftstoffeinspritzsystemen

   Mitarbeiter
   in Deutschland                                                                                                      Weitere Informationen finden Sie auf www.rolls-royce.de

*inkl. Rolls-Royce International und Rolls-Royce Power Systems Repräsentanz in Berlin

                                                                                                                                                                                     Bessere Antriebe für eine Welt im Wandel | 35
Mai
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Inbetriebnahme
                                                                                                                                                                                                        Januar                                 Januar                                                                                                                                                                           des neuen
                                                                  März                                                                                                                                  Aus BMW                                Rolls-Royce
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Logistikzentrums
                                                                  BR710 als                                                                                                                            Rolls-Royce                              verlagert
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               in Dahlewitz
                                                                  alleiniger                                                                                                                         wird Rolls-Royce                            Muster-
                                                                 Antrieb für                                                                                                                          Deutschland                            Verantwortung
                                                                                                                                                                                                                                                                                  Juni
                                                                                                                                                                                                                                                                                 Rolls-Royce
                                                                  Canadair                                                                                                                                                                       für die
                                                                                                                                                                                                                                                                                    feiert
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Juni
                                                                   Global                                                August             Februar                                   Mai                  Olympic                           Baureihen Tay,
                                                                                                                                                                                                                                                                                100-jähriges
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Spatenstich
                                                               Express® ausge-                                           Europäische        1. Rekordflug          Juni                BMW             Aviation nutzt                         Spey und Dart
                                                                                                                                                                                                                                                                               Jubiläum auch
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 für neuen
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Juni
                                                                    wählt                                                 Zulassung       der Gulfstream V®     Roll-out der        Rolls-Royce            als erste                        nach Deutschland                                                                                                                                                                   Teststand für
                                                                                                                                                                                                                                                                                in Dahlewitz                                                                                                                                                        3.000 BR700
                                                                                                        Juni               (JAA) des          mit BR710         Boeing 717           baut den            europäische
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             März             Großtriebwerke
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Triebwerk
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           März
                                                                 August                             Start der Trieb-   BR710 Triebwerks      Triebwerken                             Standort         Fluggesellschaft
                                                                                                                                                                                                                                              Februar                                                                                                                     Juni                             2.000 BR710
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               in Dahlewitz
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ausgeliefert
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Spatenstich für
                                                                Erfolgreicher                       werksmontage                                                 August             Dahlewitz        BR715 Triebwerke
                                                                                                                                                                                                                                                BR710
                                                                                                                                                                                                                                                                                   Juli                                                                               BR725 erhält
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Triebwerk aus
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       neues Getriebe-
                                                                Erstlauf des       Februar           in Dahlewitz         Roll-out des         April           Internationale       weiter aus          im Linienflug
                                                                                                                                                                                                                                             wird Exklusiv­
                                                                                                                                                                                                                                                                                 Rolls-Royce                                                                          EASA-Muster­
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Dahlewitz         September                                Prüfzentrum in
                                                                   BR700              BR715                              Bombardier          Erstlauf des        Zulassung
                                                                                                                                                                                                                                              antrieb der
                                                                                                                                                                                                                                                                                 unterstützt
                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Juni                             März                             zulassung
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           ausgeliefert           Core 3/2d
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Juli              Dahlewitz
                                                Mai            Kerntriebwerks     als alleiniger    September               Global              BR715             (JAA) des
                                                                                                                                                                                    August             Februar                                Gulfstream
                                                                                                                                                                                                                                                                                Ausbildungs­
                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Erstes
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    500. BR710 an
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Kerntriebwerkstest
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        5.000
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Januar
                                             Beginn der                            Antrieb für       Roll-out der        Express® mit        Triebwerks           BR715 in                                                                                                      initiative der                                       Bombardier                                                                                                    Triebwerke am
                                           Erdarbeiten in      September           McDonnell        Gulfstream V®            BR710                                 Europa
                                                                                                                                                                                     Start der        Startschuss für                            GV-SP
                                                                                                                                                                                                                                                                              Bundesregierung
                                                                                                                                                                                                                                                                                                   deutsches
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     ausgeliefert
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     September                           September               im Rahmen
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Standort
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           April              Betreuung der
                                                                                                                                                                                 Berufsausbildung      Produktion in                                                                               UTC an der                                                          Erfolgreicher                                         des E3EProgramms                          Serienstart des       SeaLynx-Antriebe
                                             Dahlewitz            Feierliche        Douglas           mit BR710          Triebwerken       November                                      bei            erweiterter                                                                               BTU Cottbus                                         März              Erstflug der
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Rolls-Royce
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               abgeschlossen
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Dahlewitz
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Reibschweißens in       GEM startet in
                                                                 Eröffnung           MD-95           Triebwerken                            Auslieferung      September                BMW             Montagehalle
                                                                                                                                                                                                                                                 Juni                           Oktober             eröffnet          März            April             BR725           Gulfstream
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          kooperiert mit                              gefertigt
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Oberursel             Oberursel
                                             August                  des          ausgewählt                           September             des ersten        FAA-Zulassung
                                                                                                                                                                                   Rolls-Royce in      in Dahlewitz          März              Rolls-Royce
                                                                                                                                                                                                                                                                                BR710 Flotte                       UTC Netzwerk      Operations     Triebwerk für        G650 mit
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           dem “Haus
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Kundenbetreuung
                                          Entwicklungsstart      Rolls-Royce                         Oktober            FAA-Zulassung          BR715            des BR715 in
                                                                                                                                                                                    Dahlewitz                                 BR715
                                                                                                                                                                                                                                              Deutschland
                                                                                                                                                                                                                                                                                   erreicht                        erhält mit der     Centre in      Gulfstream            BR725
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           der kleinen
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                rund um die          August                                    6.000 Produk-
                                             des BR710           Standorts            Mai            Auftrag von           des BR710       Triebwerks für         den USA
                                                                                                                                                                                                                         Triebwerk erhält
                                                                                                                                                                                                                                            wird Kompetenz­
                                                                                                                                                                                                                                                                                  1 Million
                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Juli           TU Dresden       Dahlewitz          G650           Triebwerken
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Forscher”
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Uhr durch        Indienststellung
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       November               tionstriebwerk
                          März               Triebwerks          Dahlewitz       Inbetriebnahme      McDonnell           Triebwerks in         Boeing           Erstflug der                             April            russische und
                                                                                                                                                                                                                                              zentrum für
                                                                                                                                                                                                                                                                                Flugstunden
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Verlagerung
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     ein neues        eröffnet       vorgestellt                                                               24/7 Helpdesk            des
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Neuer Prüfstand
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              aus Dahlewitz
                     Entwicklungsstart                                            der Triebwerks­   Douglas über            den USA                              Boeing 717      September             Auslieferung
                                                                                                                                                                                                                            ukrainische
                                                                                                                                                                                                                                              Hochdruck­          Mai                               des V2500
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Mitglied
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         BR710 Triebwerke
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               sichergestellt      Airbus A400M
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      für Großtriebwerke
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ausgeliefert
                     des Kerntriebwerks   September            Dezember             prüfstände       110 BR715                             Dezember              mit BR715           Boeing 717          der 100.
                                                                                                                                                                                                                            Zulassung
                                                                                                                                                                                                                                             verdichter und    1000. BR700                         Programms                                                         Dezember                            treiben die neuen                                             in Dahlewitz feier-
                       für die BR700        Liefervertrag        Launch des        in Dahlewitz      Triebwerke          Oktober                BMW             Triebwerken             erhält         Gulfstream V                           Zweiwellen­       Triebwerk     November           nach Dahlewitz                      August         November           BR725 erhält          Mai             Flugzeuge                                                    lich eröffnet
                           Familie         mit Gulfstream       Bombardier                                               Erstflug des        Rolls-Royce                           internationale       mit BR710                              triebwerke      ausgeliefert       Königin           Rolls-Royce    Dezember           Viertes       Spatenstich        FAA-Muster­         High-Tech        Bombardier        Dezember              Oktober                                    Februar
      Juli                                 und Launch des          Global        September          November             Bombardier            erhält          Dezember              Zulassung         Triebwerken        Oktober                                               Elizabeth II      Deutschland         Drittes        deutsches       für neues           zulassung        Testzentrum       Global 5000         Gulfstream         Start des Paten-   Weltweit einmali-      Kooperation mit
  Gründung der             Juli           Geschäftsreisejets      Express®        Erfolgreicher      Erstflug der           Global          europäische          Umzug der        Erstauslieferung      September             BR710           Auslieferung     BR715 Flotte   und Prinz Philip    liefert ersten    deutsches        UTC an der      High-Tech          Erstflug des        MTOC in        der Flugbereit-       G650 mit          programms mit      ger Brennkammer-         Kopernikus-
   BMW Rolls-           Erwerb des         Gulfstream V®        exklusiv mit      Erstlauf des      Gulfstream V®        Express® mit      Zulassung als      Geschäftsführung   der Boeing 717 an      500. BR700         ausgewählt           des 200.          erreicht       besuchen             TP400        UTC an der TU     Universität    Testzentrum     Militärtransporters    Dahlewitz         schaft der       BR725 Antrieben        der Stiftung     Prüfstand am DLR         Gymnasium
Royce Aero Engines    Grundstücks in         mit BR710             BR710              BR710           mit BR710             BR710         Entwicklungsbe-       von Oberursel        Erstkunden         Triebwerk        für Bombardier     BR715 Triebwerks     1 Million      Rolls-Royce        Hochdruck­       Darmstadt        Karlsruhe        MTOC in       A400M mit TP400          offiziell   Bundesregierung         in Dienst        „Haus der Kleinen    Köln eingeweiht        Blankenfelde
GmbH in Oberursel       Dahlewitz           Triebwerken         Triebwerken        Triebwerks        Triebwerken         Triebwerken            trieb          nach Dahlewitz     AirTran Airways      ausgeliefert       Global 5000®         an Boeing       Flugstunden     Deutschland       verdichter aus     gegründet        gegründet       Dahlewitz           Antrieben          eröffnet             an               gestellt            Forscher“                                 gestartet

  1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999                                                                                                                                                   2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009                                                                                                                                   2010 2011 2012 2013 2014 2015

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                6.000

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                5.000

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                4.000

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                3.000

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                2.000

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                1.000

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Triebwerksauslieferungen gesamt
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