Revolutionäres Triebwerk soll schon 2029 am A380 abheben

In ein paar Jahren könnten Flugzeuge ganz anders aussehen, als man es jetzt gewohnt ist. Nicht etwa, weil Passagiermaschinen zu futuristischen Nurflüglern werden und wir nur noch mit Überschallgeschwindigkeit verreisen: Die Triebwerke werden „nackt“.

Ein klassischer Airbus könnte dann auf einmal mehr wie eine Propellermaschine aussehen, fast so, als hätte ein Kind das Flugzeug gezeichnet und dabei die Antriebsarten vermischt. In das seltsam anmutende Konzept der sogenannten Open-Fan-Triebwerke wird aber viel Hoffnung gesteckt – und Geld. Im Rahmen von TAKE OFF (Technology And Knowledge for European Open Fan Flight) investiert die EU 100 Millionen Euro Förderung. Das Projekt hebt jetzt offiziell ab, berichtet Safran.

Neben dem französischen Triebwerkshersteller Safran sind Airbus, Avio Aero und GKN am Projekt beteiligt, sowie 21 weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Safran hat ein klares Ziel: 2029 wird das Open-Fan-Triebwerk erstmals abheben, an einem Airbus A380.

Mischung aus Jet- und Propeller-Triebwerk

Die Idee der Open-Fan-Triebwerke gab es schon in den 1970er-Jahren. Aus der Zeit stammt der ebenfalls dafür gebräuchliche Name Propfan, weil die Antriebsform eine Mischung aus Turbofan (Jet-Triebwerk) und Turboprop (Propeller-Triebwerk) ist. Trotz einiger Versuche, Prototypen und Experimente konnte sich das Konzept bisher nicht durchsetzen.

Mit TAKE OFF soll das jetzt gelingen. Das Projekt geht auf das Programm CFM Rise aus dem Jahr 2021 zurück. Safran und GE Aviation stellten dabei ein Triebwerk mit einem nicht-ummantelten Fan vor, was für die optische Ähnlichkeit zu einem Propeller-Triebwerk sorgt.

Sparsamer

Bei einem Jet-Triebwerk hat der Fan die Form eines Schaufelblatt-Rads. Er beschleunigt die Luft im Außenbereich, die am eigentlichen Triebwerk vorbeigeleitet wird. Dieser sogenannte Nebenstrom ist für einen Großteil der Schubkraft zuständig.

Ein Teil der Luft wird ins Triebwerk weitergeleitet (Kernstrom). Dort wird die Luft verdichtet und mit eingespritztem Treibstoff verbrannt. Eine Turbine nutzt die dabei entstehende thermische Energie, um den Fan und den Verdichter zu betreiben. Überschüssige Energie wird durch die Schubdüse in Schubkraft umgewandelt.

Bei CFM Rise sollte durch die Open-Fan-Architektur das Nebenstromverhältnis (Bypass Ratio) besonders hoch sein, also das Verhältnis dazu, wie viel der Luft in den Nebenstrom und wie viel in den Kernstrom geht. Bei heute üblichen Triebwerken für Passagiermaschinen liegt das bei etwa 12:1. Mit CFM Rise sollten 60:1 möglich sein. Damit kommt man sogar dem theoretischen Limit von 80:1 für Propeller-Triebwerke nahe.

Dadurch sollte CFM Rise deutlich effizienter sein als die heute üblichen Jet-Triebwerke: Es war eine Treibstoffersparnis von mindestens 20 Prozent angepeilt. Gleichzeitig sollten die höheren Geschwindigkeiten von Jet-Triebwerken erhalten bleiben, die gegenüber Turboprops möglich sind.

Airbus A230-Nachfolger mit Open-Fan-Triebwerken

Bei TAKE OFF sollen die aus CFM Rise gewonnenen Erkenntnisse konsequent umgesetzt werden. Wenn es nach Safran geht, könnten ab Mitte der 2030er-Jahre Flugzeuge mit serienreifen Open-Fan-Triebwerken ausgestattet sein. Denkbar ist, dass der Nachfolger des Airbus A320neo standardmäßig mit solchen Triebwerken ausgestattet wird.

Airbus will mit der neuen Maschine 25 bis 30 Prozent Treibstoffersparnis erzielen. Neben den neuen Triebwerken soll dafür eine größere Spannweite der Flügel sorgen. Diese könnten aus Kohlefaser bestehen, um Gewicht zu reduzieren. Airbus strebt an, dass die neue Maschine in der zweiten Hälfte der 2030er-Jahre serienreif ist.

Keine zweite Chance für den A380

Dass der Airbus A380 mit Open-Fan-Triebwerken ein Revival erlebt, ist aber auszuschließen. Viele Airlines haben bereits Pläne umgesetzt, um die aktuell größte Passagiermaschine der Welt aus ihren Flotten ausscheiden zu lassen. Als Nachfolgerin positioniert sich die Boeing 777X, die ab 2027 bei einigen Airlines zum Einsatz kommen soll.

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Dass das Open-Fan-Triebwerk zuerst auf dem Airbus A380 abheben wird, hat andere Gründe. Der A380 ist aktuell das einzige Airbus-Flugzeug mit 4 Jet-Triebwerken. Dadurch ist es sicherer, wenn zu Beginn der Testflüge nur ein oder 2 der regulären Triebwerke durch ein Open-Fan-Triebwerk getauscht werden. Außerdem kann man auf diese Weise vergleichbare Daten sammeln, weil am selben Flugzeug, beim selben Flug, unter denselben Bedingungen, das herkömmliche und das neue Triebwerk genutzt werden.