Dichtungen für Triebwerke und Hilfstriebwerke (APU)
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Dichtungen für Triebwerke, Hilfstriebwerke (APU), Gondeln und Pylone
Triebwerksdichtungen von Freudenberg Sealing Technologies:
Die treibende Kraft der modernen Luftfahrt
Leistungsfähige Triebwerke und Hilfstriebwerke (Auxiliary Power Unit/APU) sind Schlüsselkomponenten der globalen Luftfahrt. Während die Haupttriebwerke den nötigen Vortrieb erzeugen, um Flugzeuge in die Luft zu bringen und zu halten, sorgen Hilfstriebwerks unter anderen dafür, dass in der Kabine auch dann nicht das Licht ausgeht, wenn sich das Flugzeug am Boden befindet. Sie können im Notfall auch eine Notstromversorgung für kritische Flugsteuerungssysteme bereitstellen.
Für die Sicherheit, Effizienz und Nachhaltigkeit Flugzeugkomponenten sind innovative Dichtungslösungen und Werkstoffe essenziell. Denn sie müssen den hohen Anforderungen über eine lange Lebensdauer zuverlässig standhalten.
Freudenberg Sealing Technologies entwickelt hoch spezialisierte Dichtungen und Werkstoffe für diese anspruchsvollen Systeme. Sie schützen Triebwerke und die zugehörigen Systeme wie Pylon, Nacelle und Schubumkehr vor extremen Temperaturen, hohen Drehzahlen und aggressiven Betriebsmedien. Sie tragen dazu bei, den Treibstoffverbrauch zu senken und die Betriebskosten zu optimieren.
Die Herausforderungen
Triebwerke – die Kraftwerke der Lüfte
Triebwerke arbeiten als leistungsstärkste Systeme eines Flugzeugs unter extremen Bedingungen und sind entscheidend für Effizienz und Performance.
Welche Herausforderungen müssen die Dichtungen in Flugzeugtriebwerken bewältigen?
- Extreme Temperaturen: Temperaturen über 1.000 °C in Brennkammern und Turbinen.
- Hohe Drehzahlen: Wellen und Lager benötigen präzise, hochbelastbare Dichtungen.
- Aggressive Medien: Dichtungen müssen gegenüber Flugkraftstoffen wie AV-Gas, Jet-A oder SAF-Kraftstoffen sowie gegenüber Ölen und Hydraulikflüssigkeiten beständig sein.
- Hohe Effizienzanforderungen: Dichtungen müssen Reibungsverluste minimieren, um die Effizienz und Schubkraft der Triebwerke dauerhaft sicherzustellen.
Hilfstriebwerke (APU): Energieversorgung am Boden und in der Luft
Hilfstriebwerke (Auxiliary Power Units, APU) sind unverzichtbar für den Betrieb moderner Flugzeuge. Sie befinden sich meist im Heck eines Flugzeugs und liefern Energie für elektrische und pneumatische Systeme, insbesondere wenn das Haupttriebwerk abgeschaltet ist – etwa während der Bodenphase oder bei Startvorbereitungen. APUs arbeiten unter konstanten Belastungen und müssen dabei effizient, langlebig und zuverlässig sein.
Was sind die Herausforderungen bei der Abdichtung von APUs?
- Kontinuierliche Belastung: APUs müssen Energie über längere Zeiträume bereitstellen.
- Moderate Temperaturen: Betriebstemperaturen sind niedriger als bei Haupttriebwerken, erfordern jedoch robuste Materialien.
- Vibrationen: Dichtungen müssen flexibel sein, um Vibrationen und Bewegungen standzuhalten.
- Effizienz: Geringes Gewicht und zuverlässige Funktionalität sind entscheidend.
Freudenberg Sealing Technologies bietet speziell entwickelte Dichtungen und Werkstoffe, die auf die Herausforderungen von APUs abgestimmt sind und eine langfristige Funktionalität bei minimalem Wartungsaufwand gewährleisten.
Dichtungen für Gondeln und Pylone: Sicherheit und Leistung unter Extrembedingungen gewährleisten
Die Abdichtung in Triebwerksgondeln (Nacelles) und Pylonen ist entscheidend für die Sicherheit und Effizienz von Flugzeugtriebwerken. Diese Komponenten sind einzigartigen Herausforderungen ausgesetzt, die spezialisierte Dichtungslösungen erfordern.
Welche Herausforderungen gibt es?
- Extreme Temperaturen: Gondeln und Pylone müssen hohen Temperaturen standhalten, die oft 1.000 °C überschreiten, was die Integrität herkömmlicher Dichtungen beeinträchtigen kann.
- Vibrationen und mechanische Belastungen: Die konstanten Vibrationen und mechanischen Belastungen in diesen Bereichen erfordern Dichtungen, die ihre Leistung ohne Beeinträchtigung beibehalten können.
- Aggressive Betriebsmedien: Der Kontakt mit Kerosin, Ölen und Hydraulikflüssigkeiten erfordert Dichtungen, die hochbeständig gegen chemische Angriffe sind.
Freudenberg Sealing Technologies (FST) begegnet diesen Herausforderungen durch die Herstellung von feuerfesten Dichtungen, die den Normen AC20-135 und ISO2685 entsprechen und somit gewährleisten, dass Materialien 15 Minuten lang bei 2000 °F nicht durchbrennen. Diese fortschrittliche Dichtungstechnologie bietet zuverlässigen Schutz und verbessert die allgemeine Sicherheit und Leistung von Flugzeugtriebwerken.
Dichtungsprodukte für die Luft- und Raumfahrt
Höhere Standards in der Luftfahrt
Unsere O-Ringe eignen sich hervorragend für den Einsatz in der Luftfahrt und bieten Six-Sigma-Qualität sowie außergewöhnliche Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit. Unsere exklusiven Elastomerformulierungen, die in AS568, BS1806 und metrischen Größen erhältlich sind, versprechen Vielseitigkeit in verschiedensten Anwendungen und erfüllen auch die höchsten Anforderungen der Industrie.
Vielseitige Performance
Unsere Plattendichtungen sind kosteneffizient und vielseitig dank spezieller Träger- und Dichtungsmaterialien, die eine hohe Widerstandsfähigkeit in Motor-, Kraftstoff- und Hydrauliksystemen gegen extreme Temperaturen und unterschiedliche Medien garantieren. Innovative Designs rationalisieren die Montage, senken die Kosten und bieten eine alternative Dichtungsmethode, die die Effizienz optimiert.
Widerstandsfähig unter extremen Bedingungen
Unsere feuerfesten Dichtungen, die aus firmeneigenen Elastomeren und Geweben hergestellt werden, halten einem Feuer von 1.100°C / 2.000°F für 15 Minuten gemäß den Normen AC 20-135 / ISO 2685 stand. Ob mit oder ohne Gewebeverstärkung, unser Fachwissen stellt sicher, dass die Tests beim ersten Versuch erfolgreich sind, was das Vertrauen unserer Kunden in unsere Fähigkeiten stärkt – auch unter extremen Bedingungen.
Flexible Lösungen für den Flüssigkeitstransfer
Unsere flexiblen und leichtgewichtigen Elastomerrohre ermöglichen einen reibungslosen Flüssigkeits- oder Gastransfer zwischen starren Schnittstellen. Sie sind für extensive Bewegungen und Toleranzen ausgelegt und weisen eine hohe Ermüdungsfestigkeit auf. Durch die Verwendung spezieller Materialien garantieren diese Rohre eine lange Lebensdauer unter extremen Bedingungen und in aggressiven Umgebungen, mit der Option des zusätzlichen Brandschutzes.
Verbesserte Dichtzuverlässigkeit
Unsere PTFE-Stützringe erhöhen die Dichtungsleistung von O-Ringen und Elastomerdichtungen, indem sie Extrusion verhindern. Diese Halterungen sind als Massiv-, Scarf-Cut- oder Spiralringe erhältlich und bestehen aus unseren exklusiven Quantum®-Materialien, die die AMS-3678-Normen erfüllen. Sie verlängern die Lebensdauer der Dichtungen erheblich, insbesondere in Umgebungen mit hohem Druck und extremen Temperaturen, und gewährleisten eine höhere Zuverlässigkeit.
Kiss-Seals
Freudenberg Kiss-Seals: Reibungsarme, langlebige Dichtungen ideal für rotierende Komponenten in Flugzeugen.
Schutz von Triebwerkskomponenten
Unsere firmeneigenen Materialien bieten hohen Schutz für Triebwerks- und Gondelkomponenten und schützen vor extremer Hitze und Feuer. Diese Barrieren fügen sich nahtlos in das Substrat ein oder fungieren als Mantel, wobei Elastomer-, Kunststoff- und/oder Verbundkonstruktionen verwendet werden. Sie sind leicht und kostengünstig und bieten effiziente Schutzlösungen.
Verbessere Integrität der Flugzeugzelle
Unsere innovativen Designs und Materialien sorgen für eine umfassende Abdichtung der Flugzeugzelle und gewährleisten den Schutz von Kabinendruckzonen wie Türen, Fenstern, Luken und Hochleistungsdichtungen an Flugsteuerungsflächen. Mit unseren firmeneigenen reibungsarmen, abriebfesten und dichten Materialien verbessern wir die Effizienz- und Zuverlässigkeitsziele unserer Kunden und tragen so aktiv zu deren Erreichung bei.
Türdichtungen
Flugzeug-Türdichtung von Freudenberg Sealing Technologies für luftdichten Verschluss, stabile Kabinendruckverhältnisse und Passagiersicherheit.
Anpassungsfähige Dichtungslösungen
Unser Silikonband bildet eine luft- und wasserdichte Abdichtung um elektrische Anschlüsse und erzeugt innerhalb von 24 Stunden eine dauerhafte Bindung. Die klebfreie Technologie ermöglicht ein einfaches, sauberes Abziehen ohne Substratverklebung. Darüber hinaus ist es mit einer Gewebeverstärkung erhältlich, die die Reißfestigkeit und Flammwidrigkeit erhöht und sich ideal für Anwendungen eignet, die eine lange Lebensdauer erfordern, wie z. B. Heißluftkanäle.
Maßgeschneiderte Schutzlösungen
Unsere maßgeschneiderten Tüllen-Konstruktionen garantieren außergewöhnlichen Schutz für Durchführungen und sichern Kabel, Schläuche, Zünder, Steckverbinder und Verdichterleitschaufeln. Diese Konstruktionen bieten umfassenden Schutz vor elektrischen Risiken, Scheuern, thermischen Belastungen, Stößen und Vibrationen. Darüber hinaus gewährleisten sie eine effektive Gas-/Flüssigkeitsabdichtung und, bei Bedarf, feuerfeste Eigenschaften, um diverse Anwendungsanforderungen zu erfüllen.
Triebwerksleitschaufel (Tülle)
Die Vane Tülle ist eine Komponente, die in Turbinentriebwerken verwendet wird. Sie dient dazu, die Leitschaufeln innerhalb der Triebwerksbaugruppe zu sichern und zu isolieren. Sie gewährleistet die korrekte Ausrichtung und reduziert Vibrationen, was zur Gesamtstabilität und Effizienz des Triebwerks beiträgt.
Klemmblöcke
Klemmblöcke sind Komponenten, die in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden, um Schläuche und Leitungen zu sichern und zu organisieren. Sie gewährleisten Stabilität und Schutz vor starken Vibrationen und extremen Temperaturbedingungen. Sie sind unerlässlich für die Aufrechterhaltung der Integrität und Leistung verschiedener Luft- und Raumfahrtsysteme.
Welche Arten von Triebwerken gibt es in der kommerziellen Luftfahrt?
Für den Transport von Passagieren und Fracht kommen in der kommerziellen Luftfahrt vor allem große Langstreckenjets, aber auch kleinere Regionalflugzeuge zum Einsatz. Während große Verkehrsflugzeuge überwiegend von Turbofan Triebwerken angetrieben werden, fliegen Regionalflugzeuge auch mit Turboprop Triebwerken. Rotor-basierte Anwendungen wie Helikopter werden durch Turboshaft Triebwerke angetrieben.
Anforderungen von Turbofan, Turboprop und Turboshaft Triebwerken
Je nach Triebwerksart variieren die Anforderungen an Dichtungen und Werkstoffe erheblich. Die in der heutigen Luftfahrt eingesetzten Triebwerke wurden für spezifische Anwendungen entwickelt.
Wie arbeiten moderne Turbofan Triebwerke?
Moderne Turbofan-Triebwerke sind hochkomplexe Systeme, die für den zuverlässigen und effizienten Antrieb von Verkehrsflugzeugen unerlässlich sind. In diesen Triebwerken wird ein großer Fan eingesetzt, der die Umgebungsluft ansaugt und in zwei Hauptströme teilt: Ein Teil versorgt denTriebwerkskern, während ein großer Anteil als Bypass-Luft um den Kern herumgeleitet wird, um die Effizienz zu steigern. Im Kern sorgen mehrere Kompressorstufen dafür, dass die angesaugte Luft verdichtet wird, bevor sie in der Brennkammer mit Kraftstoff vermischt und entzündet wird. Die daraus entstehenden heißen Gase treiben in der Turbine die Mechanik des Triebwerks an und liefern die Energie, die den Kompressor und den Fan in Bewegung hält. Zusätzlich wird ein Teil der komprimierten Luft als Zapfluft abgezweigt, um wichtige Flugzeugsysteme wie Kabinenluft, Enteisung oder hydraulische und pneumatische Systeme zu unterstützen.
Anforderungen an Dichtungen
- Hohe Temperaturen in der Brennkammer.
- Chemische Beständigkeit gegen Kerosin und Öle.
- Präzise Rotationsdichtungen für hohe Drehzahlen.
Anwendungsbeispiele
Langstreckenjets wie Airbus A350, Boeing 787 sowie Mittelstreckenflugzeuge wie Airbus A320 und Boeing 737MAX.
Wie arbeitet ein Turboprop Triebwerk?
Ein Turboprop-Triebwerk kombiniert die Effizienz eines Propellers mit der Leistung einer Gasturbine. Anders als bei einem Turbofan erzeugt hier nicht der heiße Abgasstrahl den Hauptschub, sondern ein großer Propeller, der von einer Turbine angetrieben wird.
Die Luft wird zunächst durch einen Verdichter in das Triebwerk gesogen und dort verdichtet. In der Brennkammer wird Kerosin eingespritzt und entzündet, wodurch heiße Gase entstehen. Diese Gase treiben eine Turbine an, die wiederum über ein Getriebe die Propellerwelle dreht. Dadurch setzt sich der Propeller in Bewegung und erzeugt den größten Teil des Schubs.
Turboprop-Triebwerke sind besonders effizient bei niedrigeren Fluggeschwindigkeiten (bis ca. 800 km/h) und eignen sich daher ideal für Kurz- und Mittelstreckenflüge mit Regionalflugzeugen. Sie bieten einen geringen Treibstoffverbrauch und eine gute Start- und Landeleistung, was sie auch für kleinere Flughäfen mit kurzen Landebahnen attraktiv macht.
Anforderungen an Dichtungen
- Vibrationsbeständigkeit.
- Moderate Temperaturen.
- Leichtbau-Dichtungen zur Gewichtseinsparung.
Anwendungsbeispiele
Regionalflugzeuge wie ATR 72 oder Bombardier Dash 8.
Wie arbeitet ein Turboshaft Triebwerk?
Ein Turboshaft Triebwerk basiert auf dem Prinzip eines Gasturbinentriebwerks, ist jedoch speziell dafür ausgelegt, mechanische Energie anstatt direkten Schub zu erzeugen. Es kommt vor allem in Hubschraubern und bestimmten industriellen Anwendungen wie Stromgeneratoren oder Marineantrieben zum Einsatz.
Die Funktionsweise ähnelt der eines Turboprop-Triebwerks: Luft wird durch einen Verdichter angesaugt, komprimiert und mit Kerosin in der Brennkammer vermischt. Die entstehenden heißen Gase treiben eine Turbinenstufe an, die die Energie jedoch nicht zur Erzeugung eines Abgasstrahls nutzt, sondern über ein Getriebe eine Antriebswelle dreht. Diese Welle überträgt die Leistung auf den Hauptrotor eines Hubschraubers oder andere mechanische Systeme.
Ein entscheidender Vorteil des Turboshaft-Triebwerks ist die unabhängige Leistungsabgabe: Die Freilaufturbine kann sich unabhängig von der Hauptturbine drehen, was eine präzise Steuerung der Antriebsleistung ermöglicht. Dadurch sind ruhige, effiziente und flexible Leistungsanpassungen möglich – ein essenzieller Faktor für Hubschrauber, die während des Fluges häufig variierende Leistung benötigen.
Anforderungen an Dichtungen
- Mechanische Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit.
- Öldichtheit für Getriebekomponenten.
- Hitzebeständigkeit für moderate Temperaturen.
Anwendungsbeispiele
Helikopter wie Sikorsky S-92 oder Airbus H145.
Kritische Triebwerkskomponenten: Schubumkehr, Nacelle und Pylon
Wie schützen innovative Dichtungslösungen Triebwerkskomponenten?
Neben den Antriebskomponenten gibt es noch weitere wesentliche Bauteile, die die Funktionalität und Effizienz eines Triebwerks sicherstellen. Dazu gehören die Schubumkehrsysteme, die eine gezielte Umleitung des Schubs ermöglichen, um die Bremswirkung während der Landung zu verstärken. Die Triebwerksverkleidung, die sogenannte Nacelle, umhüllt das Triebwerk, schützt es vor thermischen Einflüssen und optimiert die Aerodynamik. Pylonen verbinden das Triebwerk sicher mit dem Flugzeugrumpf. Durch sie verlaufen essenzielle Komponenten wie Treibstoffleitungen, Hydraulik- und Elektriksysteme. Daher müssen Sie hohe Temperaturen, extreme mechanische Belastungen sowie Vibrationen aushalten und dabei gleichzeitig möglichst leicht und aerodynamisch sein.
Diese Schlüsselbereiche stellen spezielle Anforderungen an Dichtungen und Materialien: vom thermischen Schutz bis zur Vibrationsbeständigkeit und dem Leichtbau. Freudenberg Sealing Technologies bietet maßgeschneiderte Lösungen, die diese Herausforderungen meistern und gleichzeitig höchste Sicherheit und Effizienz gewährleisten.
Werkstoffe für die Luft- und Raumfahrt
Bahnbrechende, firmeneigene Rezepturen, die im eigenen Haus sorgfältig hergestellt werden, übertreffen die Anforderungen der Kunden.
Wie funktioniert ein Triebwerk während eines Fluges?
Ein Flug beginnt lange vor dem Abheben. Unsichtbar, aber essenziell arbeiten unzählige Komponenten zusammen, um das Triebwerk auf jede Phase vorzubereiten. Hitze, Druck, Rotation – ein hochkomplexes System, das nur durch präzise Technik und zuverlässige Abdichtung funktioniert.
Wie wird ein Flugzeugtriebwerk vor dem Start vorbereitet?
Noch steht das Flugzeug am Gate. Das Hilfstriebwerk (APU) startet, liefert Strom und Druckluft. Die Haupttriebwerke sind bereit – Luft strömt in die Verdichter, Treibstoffleitungen füllen sich. Dichtungen übernehmen ihre erste Aufgabe: Sie halten die Druckluft, verhindern Leckagen und sichern die Brennstoffzufuhr. Ein letzter Check – dann startet das erste Triebwerk mit einem kraftvollen Zischen.
Wie erzeugt ein Triebwerk Schub beim Start?
Die Schubhebel gehen nach vorne – das Triebwerk entfaltet seine volle Kraft.
- Luft wird verdichtet, Temperaturen steigen auf über 1.000 °C.
- Der Treibstoff entzündet sich, die expandierenden Gase treiben die Turbine an.
- Schub entsteht, das Flugzeug beschleunigt und hebt ab.
Extreme Kräfte wirken auf jedes Bauteil. Hitzebeständige Dichtungen sichern Brennkammer und Hochdruckleitungen, Rotationsdichtungen halten Öl dort, wo es gebraucht wird.
Warum arbeiten Triebwerke in großen Höhen effizienter?
Oben in der dünnen Luft läuft das Triebwerk stabil. Nun geht es um minimale Verluste, maximale Leistung.
- Bypass-Luftstrom optimiert den Treibstoffverbrauch.
- Aerodynamische Dichtungen minimieren Luftverluste und Vibrationen.
- Temperaturresistente Werkstoffe schützen sensible Komponenten.
Unsichtbar im Hintergrund sorgen spezialisierte Abdichtungssysteme dafür, dass das Triebwerk unter idealen Bedingungen läuft – Stunde um Stunde, Kilometer um Kilometer.
Wie verändert sich die Leistung eines Triebwerks beim Sinkflug?
Beim Abstieg sinkt der Schub, Luftdruck und Temperatur verändern sich. Elastische Dichtungen gleichen Materialspannungen aus, um Leistung und Sicherheit zu erhalten.
Beim Aufsetzen sorgt die Schubumkehr für ein abruptes Umlenken des Abgasstroms – eine extreme Belastung für die Technik. Hier müssen Feuer- und Hochdruckdichtungen Sekundenbruchteile standhalten, damit alles reibungslos funktioniert.
Was passiert mit einem Triebwerk nach der Landung?
Am Gate laufen die Triebwerke aus, Luftströme verteilen die Restwärme. Korrosionsbeständige Dichtungen schützen die Systeme bis zum nächsten Flug.
Wie bleibt ein Triebwerk in jeder Flugphase zuverlässig?
Ein Triebwerk durchläuft extreme Belastungen – von explosivem Startschub bis zur präzisen Steuerung bei der Landung. Jede Phase erfordert perfekt abgestimmte Mechanismen, unterstützt von unsichtbaren, aber essenziellen Helfern: den Dichtungen.
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Freudenberg Sealing Technologies stands as the global leader in providing top-tier technical sealing and elastomer solutions. As a trusted supplier, we excel in meeting the rigorous demands of various industries, including aerospace.
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