Umweltfreundliche Flugzeugtriebwerke

16.11.2016

Umweltfreundliche Flugzeugtriebwerke

Seit zehn Jahren kooperiert die TU Darmstadt eng mit Rolls-Royce

Mit einer Feier zum 10-jährigen Bestehen ihres gemeinsamen Technologiezentrums haben die TU Darmstadt und Rolls-Royce die erreichten Meilensteine auf dem Weg zu effizienteren und schadstoffärmeren Triebwerken gewürdigt. Hessens Wirtschaftsminister Tarek Al-Wazir, Holger Cartsburg, Geschäftsführer von Rolls-Royce Deutschland, und Professor Dr.-Ing. Heinz-Peter Schiffer, Leiter des UTC, hoben die Bedeutung der Forschungsarbeiten für Wirtschaft und Gesellschaft hervor.

Bilder: Felipe Fernandes

Seit 2006 forschen Rolls-Royce und die TU Darmstadt auf dem Campus Lichtwiese gemeinsam an umweltfreundlicheren Flugzeugtriebwerken – in einem von weltweit 31 University Technology Centres. Die Forscher arbeiten daran, die Temperatur in der Brennkammer so zu reduzieren, dass sich weniger umweltschädliche Stoffe bilden, gleichzeitig aber keine Einbußen beim Wirkungsgrad des Triebwerks entstehen. Zum zehnjährigen Jubiläum, das am 16. November 2016 im Rahmen einer ganztägigen Veranstaltung feierlich gewürdigt wurde, wurde die Aufmerksamkeit einmal mehr auf der weltweit einzigartigen Darmstädter UTC-Testanlage „Large Scale Turbine Rig“ gelenkt, die es erlaubt, veränderte Strömungsvorgänge in Brennkammer und Turbine realitätsgetreu bei niedrigen Temperaturen abzubilden und präzise zu messen.

Die beteiligten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen setzen übrigens bei ihrer Arbeit auf zwei sich ergänzende Säulen: experimentelle Untersuchung an Prüfständen einerseits, computergestützte Simulationen andererseits. „Mit dem Rolls-Royce Forschungszentrum leben wir das humboldtsche Bildungsideal, indem wir aktuelle, industrienahe Forschung mit der wissenschaftlichen Ausbildung von Studierenden und Promovierenden verbinden“, betonte Professor Dr.-Ing Heinz Peter Schiffer.

Startpunkt für vielfältige Karrieren

In den letzten 10 Jahren betreute Rolls-Royce am UTC Darmstadt 31 Projekte, die von 31 Wissenschaftlichen Mitarbeitern geleitet und durchgeführt wurden. Am UTC wurden so in den vergangenen Jahren zwei Doktorandengenerationen ausgebildet und 400 Bachelor- und Masterarbeiten geschrieben. Zusätzlich zu den 28 abgeschlossenen Dissertationen wurden 60 weitere wissenschaftliche Publikationen auf Konferenzen und in Fachzeitschriften veröffentlicht. Viele der Bachelor-, Master- und Promotionsstudenten wechseln nach ihrer praxisnahen Ausbildung am UTC in die Industrie, zu Rolls-Royce aber auch zu Unternehmen in der Energie- und Automobilbranche. Der Industriestandort Deutschland gewinnt damit hochqualifizierte Ingenieure und wertvolles technisches Führungspersonal.

Porträt von Dr.-Ing. Sebastian Leichtfuß. Bild: Felipe Fernandes
Bild: Felipe Fernandes

Sprungbrett zu einer attraktiven Karriere

Der Werdegang des Ingenieurs Sebastian Leichtfuß

Der Mann hat Schubkraft und versteht was von Effizienz: Die Eckdaten der Karriere von Dr.-Ing. Sebastian Leichtfuß (32) lesen sich beeindruckend: 2009 Maschinenbau-Diplom an der TU Darmstadt, danach fünf Jahre lang wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe und gleichzeitig Stipendiat in einem stark interdisziplinär angelegten TU-Graduiertenkolleg zum Thema Flugtriebwerke, 2014 Promotion mit dem Thema „Numerische Simulation von instationären Wechselwirkungen zwischen Aerodynamik und Mechanik in Triebwerksverdichtern“, seither Postdoc am Fachgebiet. Ach, richtig: im Jahr 2013 auch noch Mitgründer und seither Geschäftsführer der Turbo Sciences GmbH.

Sebastian Leichtfuß ist ein Dreh- und Angelpunkt am University Technology Centre, dem Forschungszentrum von Rolls-Royce und der TU Darmstadt. „Hier habe ich eine äußerst anwendungsnahe Forschungsarbeit kennenlernen dürfen“, sagt Leichtfuß. „Ich habe Erfahrungen und Erkenntnisse im technisch- wissenschaftlichen Bereich gut kombinieren können mit industrienahem, zielorientiertem Arbeiten. Die zahlreichen Projektmeetings waren hierfür Gold wert.“

Er profitiere davon noch jeden Tag, sagt der Ingenieur. „Die Erfahrungen dienen mir heute zum einen bei der Lösung von technischen Fragestellungen, zum anderen bei der Koordination von Projekten und bei meinem Umgang mit Kunden aus der Industrie.“ Leichtfuß, der Aerodynamik von Hochdruckverdichtern, Turboladeroptimierung und die Interaktion zwischen Brennkammer und Turbine als seine Forschungsschwerpunkte benennt, möchte „die Arbeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter im UTC, die ein wesentlicher Abschnitt in meiner Ausbildung war, nicht missen.“

Vier deutsche Unis – vier Kooperationen mit Rolls-Royce

Rolls-Royce schätzt die seit zehn Jahren gepflegte Forschungskooperation mit den vier deutschen Universitäten TU Dresden, TU Darmstadt, TU Dresden, der BTU Cottbus-Senftenberg und dem Karlsruher Institut für Technologie als „hervorragendes Beispiel für eine konstruktive Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Sie lockt

begabte Nachwuchswissenschaftler aus der ganzen Welt nach Deutschland.“

Die Arbeit in den UTCs sind ein ständiges Wechselspiel von Praxis, Simulation und Experiment: Ingenieure definieren Fragestellungen, Wissenschaftler erstellen Modelle am Computer, überprüfen die getroffenen Annahmen im Experiment und verfeinern sie anschließend. Die Ergebnisse der experimentellen Arbeit fließen wiederum in die praktische Entwicklung ein.

Ein Beispiel der Zusammenarbeit ist die weltweit einzigartige Modellturbinenanlage „Large Scale Rig“ des UTC Darmstadt, die im Triebwerk Strömungsvorgänge zwischen Brennkammer und Turbine nachbildet und dazu beiträgt, Flugzeugtriebwerke ressourcenschonender und umweltfreundlicher zu gestalten. In Dresden arbeitet das UTC beispielsweise an der Effizienz der Triebwerke mit dem Fokus auf Leichtbaukonstruktionen. Das UTC Karlsruhe hat ein Simulationsverfahren entwickelt, das ebenfalls dabei hilft, die Effizienz von Triebwerken deutlich zu erhöhen. In Cottbus arbeiten die Forscher an der Optimierung von Auslegungsprozessen, unter anderem durch ein einzigartiges Virtual Reality-System zur Visualisierung technischer Daten („Virtuelles Triebwerk“).

Vorschaubild

Umweltfreundliche Flugzeugtriebwerke

Umweltfreundlichere Flugzeugtriebwerke – daran forschen Darmstädter Wissenschaftler seit zehn Jahren gemeinsam mit Rolls-Royce. Denn der englische Autobauer produziert nicht nur Luxuskarossen, sondern auch Turbinen. Mögliche neue Techniken werden in Darmstadt experimentell getestet. Ein Beitrag von rheinmaintv

Lesen Sie mehr zum UTC Darmstadt in der hoch³ FORSCHEN 1/2016

zur Liste