Potenzialbewertung von Open-Rotor-Triebwerken

Abstract

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde das Potenzial von Open-Rotor-Triebwerken hinsichtlich ihrer Verbrauchseinsparung auf Flugmissionsbasis beschrieben und bewertet. Dazu sind zwei einfach rotierende Open-Rotor- Triebwerksvarianten mit einem im Institut für Antriebstechnik des DLR entwickelten Simulationstool modelliert und mit einer Software zur Durchführung von Missionsanalysen gekoppelt worden. Daraufhin wurden unterschiedliche Missionen mit einem geeigneten Flugzeugmodell und den modellierten Triebwerken simuliert und deren Treibstoffverbräuche ermittelt. Die Ergebnisse wurden denen eines Turbofan-Triebwerks gleicher Schubklasse gegenübergestellt. Es zeigt sich, dass unter den gemachten Annahmen eine Verbrauchseinsparung auf Flugmissionsbasis von 14 bis 25 % erreicht werden kann. Die Verbrauchseinsparung ist unter anderem von den Komponentenwirkungsgraden der Triebwerke, der Reiseflugmachzahl und der Missionslänge abhängig. Bei der Missionsanalyse sind neben den Missionsverbräuchen auch die Blockzeiten der unterschiedlichen Varianten ermittelt worden. Aufgrund der Annahme niedrigerer Reiseflugmachzahlen im Fall der Open-Rotor-Varianten im Vergleich zur Turbofan-Variante ergaben sich um 8 bis 14 % längere Blockzeiten. Abschließend wurde eine Potenzialabschätzung bezüglich des spezifischen Treibstoffverbrauchs SFC von Open-Rotor-Triebwerken mit gegenläufigen Propellern durchgeführt. Aspekte wie Reisefluggeschwindigkeit und Lärm wurden in diesem Zusammenhang qualitativ behandelt.