LuFo VII-1 - TriebKraftKompAS

Förderprogramm: LuFoVII-1 Klima
Förderkennzeichen: 20E2402A
Projektstart: 01.06.2026

Das Verbundvorhaben TriebKraftkompAS ist ein Forschungsprojekt im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo VII-1 des Bundes. Das Projekt läuft über drei Jahre von Juni 2026 bis Mai 2029 und wird gemeinsam von der Universität Kassel und der Technischen Universität Berlin durchgeführt, unter Beteiligung namhafter assoziierter Partner aus der Luftfahrtindustrie. Im Vorhaben soll ein triebwerksdynamischer Prüfstand aufgebaut und initial betrieben werden. Der Prüfstand wird im Vergleich zum Triebwerk einen Labormaßstab aufweisen, aber bezüglich der Gesamttriebwerksmechanik (Whole Engine Mechanics, WEM) sehr ähnliche dynamische Eigenschaften besitzen. Mithilfe des Prüfstands werden triebwerksdynamische Voruntersuchungen insbesondere zum Einfluss von Zwischenwellenlagern möglich sein, die gleichzeitig numerische WEM-Simulationen validieren. Auslegungs- und Bewertungstools im Wirksystem Rotor-Lager, unter anderem zur optimierten Spalthaltung in kompakteren Kerntriebwerken oder für neuartige gekoppelte Systeme bzw. Komponenten mit hoher Leistungsdichte, können somit signifikant verbessert werden.

Alternative Antriebs-Systemarchitekturen mit Zwischenwellenlagern bieten für Flugzeugtriebwerke ein erhebliches Potenzial. Durch Gewichtseinsparungen lassen sich der Kraftstoffbedarf und damit die Emissionen klimaschädlicher Treibhausgase signifikant reduzieren. Dieses Potenzial ist bislang jedoch weitgehend ungenutzt, da die Auswirkungen solcher Systemarchitekturen – insbesondere der Einfluss von Zwischenwellenlagern – auf das dynamische Gesamtsystemverhalten des Triebwerks bis heute nahezu unerforscht sind. Im Rahmen des Vorhabens wird ein triebwerksdynamischer Prüfstand entwickelt und in Betrieb genommen, welches als experimentelle Grundlage für numerische Auslegungs- und Bewertungstools dient. Dies soll einen entscheidenden Beitrag zur Befähigung des Industriestandorts Deutschland im Hinblick auf die Gesamtsystemfähigkeit in der Triebwerksentwicklung zu leisten.

Ziele des Verbundvorhabens sind es, grundlegende experimentelle und numerische Fähigkeiten im Bereich der Gesamttriebwerksmechanik – insbesondere im Hinblick auf Zwischenwellenlager – zu erweitern und zu vertiefen sowie für die Triebwerksindustrie nachhaltig nutzbar zu machen:

• Entwicklung und Aufbau eines triebwerksdynamischen Prüfstands als experimentelle Grundlage zur Validierung numerischer Simulationsmodelle

• Betrieb des Prüfstands bei unterschiedlichen Konfigurationen, unter anderem mit Zwischenwellenlager und reduziertem Quetschöldämpferspalt

• Generierung und Auswertung von triebwerksnahen Schwingungsdaten

• Triebwerksnahe Validierung von nichtlinearen Modellen im Wirksystem Rotor-Lager

• Bereitstellung von validierten Modellen und erprobtem Prüfstand für Bewertungs- und Auslegungstools sowie für Folgeprojekte

Der Prüfstand wird mit zwei Wellen und fünf Lagerstellen aufgebaut. Lagerstelle #4 kann wahlweise als Zwischenwellenlager oder als konventionelles Lager ausgeführt werden. Untersucht werden verschiedene Konfigurationen, darunter Varianten mit verringertem Quetschöldämpferspalt. Die dabei erfassten Schwingungsdaten werden mit den Ergebnissen numerischer Simulationen verglichen.

Zentrale Arbeitsschwerpunkte

• Entwicklung eines Prüfstandkonzepts
• Entwicklung eines Ersatzrotors mit Optimierungsmethode „Differential Evolution“ (Bild oben)
• Experimentelle Untersuchungen verschiedener Lager- und Dämpferkonfigurationen
• Nachweis von Skalierbarkeit und Vergleichbarkeit zum realen Triebwerk
• Weiterentwicklung von Auslegungs- und Bewertungswerkzeugen für kompakte Triebwerksarchitekturen

Assoziierte Partner sind:

• MTU Aero Engines AG
• Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG 
• Schaeffler Aerospace Germany GmbH & Co. KG 

Sie begleiten insbesondere die Anforderungsdefinition und die Bewertung der Projektergebnisse.

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Testumgebung: