Schub für die Zukunft

„Answering tomorrow’s challenges“: Für die MTU Aero Engines ist dieser Leit­satz Motto und Ver­pflichtung zugleich. Noch nie hatte sie so gute Antworten parat wie heute.

06.2019 | Autorin: Martina Vollmuth

Autorin:
Martina Vollmuth ist Diplom-Journalistin und ausgebildete ­Tageszeitungsredakteurin. Bei der MTU ist sie als Pressesprecherin Technologie tätig.

Seit Jahr­zehn­ten ste­hen drei Buch­sta­ben in der Luft­fahrt für in­no­va­ti­ve An­triebs­lö­sun­gen – MTU. Die Trieb­werks­ex­per­ten aus Mün­chen ha­ben sich in der Ver­gan­gen­heit ei­nen Na­men ge­macht und im­mer wie­der wert­vol­le tech­no­lo­gi­sche Im­pul­se ge­ge­ben. Mit ih­rer Be­tei­li­gung am Ge­trie­be­fan-Trieb­werk (GTF) be­stim­men sie heu­te ein­drucks­voll das Ge­sche­hen in der Ge­gen­wart und schi­cken sich an, die Zu­kunft so nach­hal­tig wie noch nie zu­vor in ih­rer Un­ter­neh­mens­ge­schich­te zu be­ein­flus­sen: Mit ih­rer ein­zig­ar­ti­gen Ex­per­ti­se steht die MTU be­reit für die zen­tra­len Mis­sio­nen von heu­te und mor­gen – zi­vi­le An­trie­be noch spar­sa­mer und um­welt­ver­träg­li­cher zu ma­chen und mi­li­tä­ri­sche noch leis­tungs­fä­hi­ger.

AEROREPORT-Serie: 50 Jahre Innovation bei der MTU

„Zu kei­ner Zeit hat­te die MTU ei­ne so schlüs­si­ge Tech­no­lo­gy Road­map wie heu­te“, er­klärt Lars Wag­ner, Tech­nik-Vor­stand des Un­ter­neh­mens. „Wir sind uns un­se­rer Ver­ant­wor­tung für nach­hal­ti­ges, emis­si­ons­frei­es Flie­gen be­wusst. Des­halb in­ves­tie­ren wir schon heu­te in zu­kunfts­wei­sen­de Tech­no­lo­gi­en für die Luft­fahrt von mor­gen.“ Für den Zeit­raum 2030 wer­de der zi­vi­le Be­reich klar auf die nächs­te Ge­ne­ra­ti­on des Ge­trie­be­fans aus­ge­rich­tet, wäh­rend im mi­li­tä­ri­schen Be­reich NE­FE (New Eu­ro­pean Figh­ter En­gi­ne) die Marsch­rich­tung be­stim­me. Wag­ner wei­ter: „Im zi­vi­len Be­reich ­for­schen wir gleich­zei­tig an evo­lu­tio­nä­ren An­sät­zen, die sich be­reits heu­te mit nach­hal­ti­gen Kraft­stof­fen, eFu­els, be­trei­ben las­sen, so­wie al­ter­na­ti­ven An­triebs­kon­zep­ten, et­wa hy­brid-elek­tri­sches Flie­gen bis hin zur Brenn­stoff­zel­le.“

„Zu keiner Zeit hatte die MTU eine so schlüssige Technology Roadmap wie heute.“

Lars Wagner, Vorstand Technik bei der MTU Aero Engines in München

Zi­vi­le Luft­fahrt 2050 im Blick

Da­mit ge­ben sich die MTU-Ex­per­ten aber nicht zu­frie­den, son­dern rich­ten ih­ren Blick wei­ter in die Zu­kunft. Als ei­ni­ge der we­ni­gen Zu­kunfts­den­ker welt­weit ma­chen sie sich zu­sam­men mit Part­nern aus In­dus­trie und For­schung be­reits Ge­dan­ken, über zi­vi­le An­trie­be, die nach 2050 flie­gen könn­ten. Wag­ner: „Für die­se Zeit er­ar­bei­tet die MTU heu­te schon re­vo­lu­tio­nä­re An­triebs­kon­zep­te, um die am­bi­tio­nier­ten Flight­path-2050-Zie­le zu er­rei­chen.“ Die neu­en An­triebs­lö­sun­gen müs­sen über den heu­ti­gen Stand der Tech­nik ­hin­aus­ge­hen. Das grö­ße­re Ziel lau­tet: emis­si­ons­frei­es Flie­gen.

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„Answering tomorrow’s challenges“

Die MTU Aero Engines arbeitet heute an innovativen Konzepten für die Luftfahrt von morgen. Die MTU stellt die Schlüsseltechnologien der nächsten Getriebefan-Generation sowie die Antriebskonzepte 2030+ und 2050 im Detail dar. Zum Video ...

Die MTU­ler ha­ben hier un­ter an­de­rem zwei kon­kre­te An­triebs­kon­zep­te im Au­ge: den Com­po­si­te Cy­cle und das STIG Cy­cle En­gi­ne. Bei die­sen ‚re­vo­lu­tio­nä­ren‘ Lö­sun­gen, han­delt es sich um völ­lig neue Tech­no­lo­gi­en. Als ‚evo­lu­tio­när‘ be­zeich­nen die MTU­ler im Ver­gleich da­zu die Wei­ter­ent­wick­lung der be­reits ein­ge­führ­ten Ge­trie­be­fan-Tech­no­lo­gie: Die zwei­te GTF-Ge­ne­ra­ti­on bie­tet noch deut­li­che Po­ten­zia­le, soll wei­ter op­ti­miert noch­mals ganz gra­vie­ren­de Emis­si­ons­ein­spa­run­gen brin­gen und Mit­te der 2030er-Jah­re in der Luft sein.

Dann muss ein tech­no­lo­gi­scher Sprung kom­men, um Tech­no­lo­gi­en und Kon­zep­te zu ent­wi­ckeln, die ein weit­ge­hend ‚emis­si­ons­neu­tra­les Flie­gen‘ er­mög­li­chen – so die Ver­pflich­tung der eu­ro­päi­schen Luft­fahrt­bran­che. Hier­für ha­ben fin­di­ge MTU-Ent­wick­ler zwei An­sät­ze er­dacht und kom­bi­nie­ren die be­währ­te Flug­gas­tur­bi­ne mit völ­lig neu­en Tech­no­lo­gi­en: Beim Com­po­si­te-Cy­cle-An­satz soll das her­kömm­li­che Hoch­druck-Ver­dich­ter­sys­tem durch ei­nen Kol­ben­ver­dich­ter und -mo­tor er­gänzt wer­den. „Da­mit könn­ten wir den ther­mi­schen Wir­kungs­grad deut­lich stei­gern“, schil­dert Dr. Ste­fan We­ber, Lei­ter Tech­no­lo­gie und Vor­aus­le­gung in Mün­chen. Beim STIG Cy­cle En­gi­ne wird ein Dampf­kraft­pro­zess in den Gas­tur­bi­nen­pro­zess in­te­griert. Ei­ne Gas­tur­bi­ne mit Was­ser­dampf­ein­sprit­zung soll zur An­wen­dung kom­men, um die Wär­me des Ab­gas­strahls dem Pro­zess in­ner­halb des Trieb­werks wie­der zu­zu­füh­ren. Die nas­se Ver­bren­nung wür­de so­wohl die CO2- als auch die NOx-Schad­stoff­emis­sio­nen deut­lich ver­rin­gern. „Wel­cher An­satz letzt­lich das grö­ße­re Po­ten­zi­al hat und wirt­schaft­lich rea­li­sier­bar ist, muss sich zei­gen“, kon­sta­tiert We­ber. Soll­te sich das STIG Cy­cle En­gi­ne durch­set­zen, be­darf es ei­ner neu­en Flug­zeug­ar­chi­tek­tur, denn mit der be­ste­hen­den Kon­fi­gu­ra­ti­on wird das nicht um­setz­bar sein.

Nach­hal­ti­ge, re­ge­ne­ra­ti­ve Kraft­stof­fe

Flan­kiert wer­den die Ar­bei­ten an die­sen bei­den MTU-Leit­kon­zep­ten von wei­te­ren Ak­ti­vi­tä­ten. „Nur da­mit al­lei­ne kön­nen wir die an­spruchs­vol­len Zie­le für 2050 näm­lich nicht er­rei­chen“, so ­We­ber. „Wir wür­den mit ih­nen zwar ei­nen deut­li­chen Bei­trag ­leis­ten, wer­den die Vor­ga­ben aber auf kei­nen Fall kom­plett um­set­zen kön­nen. Was uns da­zu noch fehlt, muss durch die Ent­wick­lung nach­hal­ti­ger Kraft­stof­fe her­ein­ge­holt wer­den.“ Man müs­se weg von der Ver­bren­nung fos­si­ler Brenn­stof­fe hin zu nach­hal­ti­gen, re­ge­ne­ra­ti­ven Kraft­stof­fen. „De­ren Ein­satz wol­len wir ein­for­dern“, kon­sta­tiert We­ber. Gu­te An­sät­ze zur Her­stel­lung syn­the­ti­scher Kraft­stof­fe bie­ten die So­lar­ener­gie so­wie Strom – so­fern er nach­hal­tig er­zeugt wird. Letz­te­re Tech­no­lo­gie ist be­reits heu­te schon ver­füg­bar. Ein gro­ßer Vor­teil die­ser Kraft­stof­fe ist die Tat­sa­che, dass sie kei­ne neue In­fra­struk­tur er­for­dern, son­dern in­ner­halb der exis­tie­ren­den drop-in ge­nutzt wer­den kön­nen. Um zu­sätz­lich auch noch den NOx-Aus­stoß kom­plett zu ver­mei­den, kommt man an Brenn­stoff­zel­len nicht vor­bei – al­so Flie­gen mit Was­ser­stoff. Auch die­se Tech­no­lo­gie hat die MTU im Vi­sier.

Revolutionäre Antriebskonzepte made by MTU

**Composite Cycle Engine:** Die Koppelung von Gas­turbine und Kolben­maschine ist seit den 1950er-Jahren bekannt – für heutige Verkehrs­flug­zeuge werden allerdings deutlich höhere Leistungen benötigt. Die MTU hat ein neues Konzept entwickelt und patentiert. Fahren Sie über das Bild für eine größere Ansicht

Composite Cycle Engine: Die Koppelung von Gas­turbine und Kolben­maschine ist seit den 1950er-Jahren bekannt – für heutige Verkehrs­flug­zeuge werden allerdings deutlich höhere Leistungen benötigt. Die MTU hat ein neues Konzept entwickelt und patentiert.

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Composite Cycle Engine: Die Koppelung von Gas­turbine und Kolben­maschine ist seit den 1950er-Jahren bekannt – für heutige Verkehrs­flug­zeuge werden allerdings deutlich höhere Leistungen benötigt. Die MTU hat ein neues Konzept entwickelt und patentiert.

**STIG Cycle Engine:** STIG (STeam Injected Gas turbine) bezeichnet einen Dampf­kraft­pro­zess, der in die Gas­turbine integriert wird. Ziel ist, die Energie im Abgas zur Leistungs­erzeugung zu nutzen. Zudem sollen dadurch die Schad­stoff­emissionen deutlich gesenkt werden. Fahren Sie über das Bild für eine größere Ansicht

STIG Cycle Engine: STIG (STeam Injected Gas turbine) bezeichnet einen Dampf­kraft­pro­zess, der in die Gas­turbine integriert wird. Ziel ist, die Energie im Abgas zur Leistungs­erzeugung zu nutzen. Zudem sollen dadurch die Schad­stoff­emissionen deutlich gesenkt werden.

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STIG Cycle Engine: STIG (STeam Injected Gas turbine) bezeichnet einen Dampf­kraft­pro­zess, der in die Gas­turbine integriert wird. Ziel ist, die Energie im Abgas zur Leistungs­erzeugung zu nutzen. Zudem sollen dadurch die Schad­stoff­emissionen deutlich gesenkt werden.

E-Flie­gen

Ein The­ma ist in letz­ter Zeit im­mer mehr in den Blick der Öf­fent­lich­keit ge­rückt – Flie­gen mit Strom, denn rein bat­te­rie-elek­trisch be­trie­be­ne Flug­zeu­ge flie­gen kom­plett emis­si­ons­frei – so­fern auch der Strom nach­hal­tig er­zeugt wird – sieht man von der Lärm­ent­wick­lung ab, die beim Flie­gen schlicht­weg nicht kom­plett zu ver­mei­den ist. Rea­lis­tisch be­trach­tet gibt es aus heu­ti­ger Sicht al­ler­dings gro­ße Hür­den zu über­win­den, um rein bat­te­rie-elek­tri­sches Pas­sa­gier­flie­gen zu rea­li­sie­ren. We­ber ord­net ein: „Elek­tri­sche An­trie­be und Bat­te­ri­en er­rei­chen heu­te Leis­tungs­wer­te, die ei­nen Ein­satz im Be­reich von Mo­tor­seg­lern und klei­nen Sport­flug­zeu­gen er­lau­ben.“ Ei­ne Über­tra­gung auf Flug­zeu­ge der Air­bus-A320-Klas­se ist bis auf Wei­te­res nicht mög­lich, da die Bat­te­rie­ka­pa­zi­tä­ten da­für heu­te bei wei­tem nicht aus­rei­chen. „Und für die Zu­kunft se­hen wir auch noch kei­ne er­folgs­ver­spre­chen­den tech­no­lo­gi­schen An­sät­ze.“

Tech­nisch rea­li­sier­bar er­schei­nen hin­ge­gen aus heu­ti­ger Sicht tur­bo­elek­tri­sche oder hy­brid-elek­tri­sche Sys­te­me – al­so ei­ne In­te­gra­ti­on von Tur­bo­ma­schi­ne und Ge­ne­ra­tor im Flug­zeug­rumpf. Der Strom für die Elek­tro­an­trie­be könn­te von ei­ner Gas­tur­bi­ne er­zeugt wer­den; die E-Mo­to­ren wie­der­um wür­den ver­teil­te Fans am Flü­gel an­trei­ben. Ob da­mit tat­säch­lich ein Po­ten­zi­al zu he­ben ist, so We­ber, müs­se noch nach­ge­wie­sen wer­den. Die Er­fol­ge ste­hen und fal­len mit dem tech­ni­schen Fort­schritt im Be­reich der Bat­te­ri­en und Elek­tro­mo­to­ren. Auch hier ist die MTU am Ball und be­tei­ligt sich an ver­schie­de­nen Stu­di­en und In­itia­ti­ven: So sol­len mit Part­nern hy­brid-elek­tri­sche be­zie­hungs­wei­se elek­tri­sche An­triebs­strän­ge für Flug­ta­xis oder so­gar Flug­zeu­ge der Grö­ße ei­nes 19-Sit­zers un­ter­sucht wer­den.

Ei­nes steht für We­ber fest: „Das Kon­zept der Flug­gas­tur­bi­ne wird sich wei­ter be­haup­ten. Es ist zu­kunfts­taug­lich und kann wei­ter op­ti­miert wer­den.“ Mit dem Ein­satz nach­hal­ti­ger Kraft­stof­fe bei be­ste­hen­der In­fra­struk­tur kön­nen mit ih­nen die Schad­stoff­emis­sio­nen zeit­nah deut­lich re­du­ziert wer­den. Zwei An­wen­dun­gen im Flug­zeug wä­ren für die Gas­tur­bi­ne denk­bar: ent­we­der als ver­bes­ser­ter um­welt­freund­li­che­rer Haupt­an­trieb oder aber als Vor­aus­set­zung für emis­si­ons­ar­me hy­bri­de Sys­te­me, so­fern sich de­ren Ein­füh­rung in der Ge­samt­bi­lanz als vor­teil­haft er­wei­sen.

Die MTU hat sich klar po­si­tio­niert und auf­ge­stellt: Sie bleibt sich und ih­rer Tra­di­ti­on treu und hat al­le Mög­lich­kei­ten im Blick, um wei­ter­hin für Fort­schritt am Him­mel zu sor­gen. Denn die Ex­per­ten wis­sen: Die Zu­kunft der Luft­fahrt be­ginnt heu­te.

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