Seit 15 Jahren ist das GEnx auf der Langstrecke unterwegs. Ein wichtiges Bauteil kommt dabei von der MTU: das Turbinenzwischengehäuse.
GEnx-Triebwerk: groß, erfolgreich und auf Wachstumskurs
Fast drei Meter misst der Fan des GEnx im Durchmesser. Schon die Dimensionen machen deutlich: Dieses Triebwerk ist für große Aufgaben gemacht. GE Aerospace entwickelte das GEnx auf Basis der bewährten Architektur des GE90 als Nachfolger des erfolgreichen CF6. Zwei Varianten entstanden: Das GEnx-1B treibt die Boeing 787 Dreamliner an, das GEnx-2B wurde für die Boeing 747-8 entwickelt, die letzte Version der legendären „Queen of the Skies“.
Am 26. Oktober 2011 ging das GEnx erstmals in den kommerziellen Flugbetrieb. 15 Jahre später sind mehr als 2.800 GEnx-Triebwerke in Betrieb. Während die Produktion der Boeing 747-8 inzwischen beendet ist, läuft die Fertigung des Dreamliners und seiner GEnx-1B-Triebwerke auf Hochtouren. Boeing liefert monatlich rund acht Flugzeuge an Kunden aus. Diese Zahl soll sich nach Prognosen von Boeing in den kommenden fünf Jahren fast verdoppeln.
Faktenbox
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2
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800
GEnx-Triebwerke sind bislang in Betrieb genommen worden.
50 Mio.
Flugstunden
hat die GEnx-1B-Flotte bis Juli 2026 gesammelt.
24 Mio.
Flugstunden
hat die GEnx-2B-Flotte bis Juli 2026 absolviert.
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850
Boeing 787
sind mit GEnx-1B-Triebwerken unterwegs.
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150
Boeing 787-8
fliegen mit GEnx-2B-Triebwerken.
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50
Airlines
setzen das GEnx-1B ein, fast 30 Airlines das GEnx-2B.
„Das GEnx ist eines unserer wichtigsten Programme mit GE Aerospace und wird in den nächsten dreißig Jahren das CF6-Triebwerk als ‚Arbeitstier‘ der Großraumflugzeuge ablösen“, sagt Josef Moosheimer, Leiter des GEnx-Programmmanagements bei der MTU Aero Engines. „Das Triebwerk ist bei den Fluggesellschaften sehr beliebt und arbeitet zuverlässig .“ Der MTU-Programmanteil beträgt 6,65 Prozent. Eine Schlüsselkomponente dabei ist das Turbinenzwischengehäuse (engl. Turbine center frame, kurz TCF).
Mehr als 850 Boeing 787 sind mit GEnx-1B-Triebwerken unterwegs.
Die Boeing 747-8 wird vom GEnx-2B angetrieben.
Die Aufgabe des Turbinenzwischengehäuses im Triebwerk
Turbinenzwischengehäuse bilden den Übergangskanal für das von der Hochdruckturbine in die Niederdruckturbine strömende Heißgas und haben vielfältige Aufgaben: Sie müssen die heißen Gase, die die Hochdruckturbine mit einer Temperatur von über 1.000 Grad Celsius verlassen, mit möglichst geringen aerodynamischen Verlusten zur Niederdruckturbine leiten. Beide Turbinen gilt es mit Kühlluft zu versorgen, deren Zufuhr durch das Turbinenzwischengehäuse erfolgt. Als tragende Struktur nimmt das TCF das hintere Lager der Hochdruckwelle auf und trägt damit maßgeblich zur Spalthaltung in der Hochdruckturbine bei. Gleichzeitig muss die Ölzu- und -abfuhr durch die heiße Struktur sichergestellt werden. Zudem gilt es, große Lasten abzufangen, die zum Beispiel im Falle eines Fan Blade Out, dem Verlust einer Fan-Schaufel, entstehen.
Im Betrieb ist das TCF damit hohen Temperaturen und großen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die Vielzahl seiner Aufgaben stellt zugleich hohe Anforderungen an Fertigungsgenauigkeit und Umfangssymmetrie.
Das Turbinenzwischengehäuse, kurz TCF, ist eine Schlüsselkomponente des GEnx-Triebwerks.
Die Fertigung des Turbinenzwischengehäuses stellt hohe Anforderungen an Präzision und Umfangssymmetrie.
Ein TCF besteht aus drei Baugruppen, den Anbauteilen, dem Hub-Strut-Case (HSC) und der Flow-Path-Hardware (FPH). Bei der FPH handelt es sich um gasführende Bauteile im Turbinenzwischengehäuse, während das HSC sein tragendes Gehäuse bildet. Eine Flow-Path-Hardware besteht aus jeweils 12 Fairings, ID- und OD-Panels.
Die MTU bringt globale Expertise ins GEnx-Triebwerk
Hinter einem fertigen GEnx-Turbinenzwischengehäuse steckt das Zusammenspiel mehrerer MTU-Standorte. Programmmanagement und Fertigung der sogenannten Flow-Path-Hardware (FPH) sind in München angesiedelt, der Fertigungsprozess wird derzeit vollständig automatisiert. Die dabei eingesetzte Technologie soll künftig auch für Teile des GE9X, der Antrieb für die Boeing 777X, genutzt werden.
Das Hub-Strut-Case wiederum wird bei der MTU Aero Engines Polska gefertigt, und alle TCF-Module werden dort montiert, bevor sie an die Montagelinie von GE geliefert werden.
Mit zunehmendem Alter und wachsender Nutzung der GEnx-Flotte gewinnt ein weiterer Teil des Triebwerkslebens an Bedeutung: die Instandhaltung. Bei der MTU Maintenance Hannover wurde nun das 2.000tes GEnx-Turbinenzwischengehäuse ausgeliefert. Auch in den USA wächst die Rolle der MTU im GEnx-Programm. Die MTU Maintenance Fort Worth soll bis zum Ende des Jahrzehnts mit der Komplettüberholung des Triebwerks beginnen; bei der Modulreparatur wird der Standort von MTU Maintenance Hannover unterstützt.
„Das Programm hat eine großartige Zukunft vor sich. Die MTU Maintenance Hannover hat erst kürzlich eine Reparaturlösung eingeführt, die die Durchlaufzeit deutlich verkürzt und Kosten für Kunden optimiert“, sagt Yannic Düring, Senior Manager Customer Accounts bei der MTU für das GEnx/GE9X-Programm.
FAQ
Was zeichnet das GEnx-Triebwerk aus?
Das GEnx ist ein Zweiwellen-Zweistromtriebwerk mit einem Schubbereich von 66.500 bis 76.100 Pfund. Es baut auf bewährten Technologien des GE90 auf und verbindet hohe Kraftstoffeffizienz mit geringen Emissionen. Hochwertige, leichte Werkstoffe tragen zudem zu einem niedrigen Gewicht bei, während die Lärmemissionen gering bleiben.Was unterscheidet das GEnx-1B für die Boeing 787 vom GEnx-2B für die Boeing 747-8?
Mit einem Fan-Durchmesser von 2,82 Metern und einer Länge von 4,96 Metern fällt das GEnx-1B etwas größer aus als sein Schwestertriebwerk GEnx-2B. Auch beim Startschub hat es die Nase vorn: 69.800 bis 76.100 Pfund stehen 66.500 Pfund beim GEnx-2B gegenüber.Wie wurde das Turbinenzwischengehäuse des GEnx für das GE9X weiterentwickelt?
Basierend auf der Grundarchitektur des GEnx-TCF gibt es beim GE9X-TCF umfangreiche Optimierungen, die Gewicht, Lebensdauer und Herstellbarkeit weiter verbessern. Unter anderem wurden Bauweisen durch additive Fertigung optimiert. Neu sind die ersten voll bionisch ausgelegten Bauteile der MTU: Halterungen für Ölleitungen, sogenannte Brackets. Hier wird eine Gewichtseinsparung von 35 Prozent erreicht. Pro Triebwerk werden drei ins GE9X montiert.Welche Rolle übernimmt die MTU Aero Engines im GEnx-Programm?
Die MTU Aero Engines ist mit 6,65 Prozent am GEnx-Programm beteiligt. Ihr Schwerpunkt liegt auf dem Turbinenzwischengehäuse (Turbine Center Frame, TCF): An den MTU-Standorten entstehen verschiedene Komponenten und das TCF-Modul wird montiert. Darüber hinaus übernimmt die MTU Aero Engines die Reparatur der TCFs und baut ihre Aktivitäten in der Instandhaltung des GEnx weiter aus.Wie wird ein GEnx-Turbinenzwischengehäuse gefertigt und aus welchen Baugruppen besteht es?
Das Turbinenzwischengehäuse (Turbine Center Frame, TCF) setzt sich aus dem Hub-Strut-Case sowie der Flow-Path-Hardware zusammen. Die Flow-Path-Hardware wird bei der MTU in München gefertigt, das Hub-Strut-Case bei der MTU Aero Engines Polska. Dort werden die einzelnen Komponenten schließlich zum kompletten TCF-Modul montiert.
