23.11.2021

ToKoKo. Torsionssteife und biegeweiche Faserverbund-Antriebswellen für künftige Triebwerke

Ausschnitt der Rolls-Royce Power Gearbox mit den torsionssteifen und biegeweichen Faser-Kunststoff-Verbund-Strukturen Fan-Welle, Sonnenwelle und Hohlradhalterung

Im Projekt ToKoKo (Torsionslastübertragende Komposite Komponenten) untersucht das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), im Unterauftrag von Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG und in Kooperation mit der CTC GmbH, den Einsatz von Faser-Kunststoff-Verbunden in den sicherheitsrelevanten Komponenten der Power Gearbox künftiger Triebwerke.

Bei Flugmanövern entstehen infolge von Lageänderungen des rotierenden Triebwerks gyroskopische Kräfte, welche der Lageänderung entgegenwirken. Dadurch bilden sich in der Power Gearbox Zwangskräfte, die zu erhöhten Spannungen in den Verzahnungen führen und gegebenenfalls deren Lebensdauer reduzieren. Die Faser-Kunststoff-Verbunde mit ihren richtungsabhängigen und einstellbaren Eigenschaften erlauben es, Antriebskomponenten zu gestalten, die bei einer hohen Torsionsfestigkeit zugleich biegeweich bleiben. Dank dieser Eigenschaftskombination können die Belastungen im Triebwerksinneren deutlich verringert und die Lebensdauer der Power Gearbox verlängert werden.

Im ToKoKo-Projekt wird der Einsatz von Faser-Kunststoff-Verbunden in diesem Sinne konkret an den Bauteilen Fan-Welle, Sonnenwelle sowie Hohlradhalterung untersucht und zwar auf der gesamten Entwicklungsprozesskette, von der Spezifikation der Anforderungen über die Entwürfe bis zur Fertigung.

Das Vorhaben wird im Rahmen des sechsten Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo-VI) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert und ist zunächst für die Laufzeit von drei Jahren angesetzt.