Aufsehenerregende Innovation in der Triebwerkstechnologie, Teil 1

2023 veröffentlichte Patente zeigen interessante und bemerkenswerte Innovationen von Düsentriebwerksherstellern, wobei der Schwerpunkt auf den Herausforderungen einer höheren Effizienz und geringeren Umweltbelastung liegt. In diesem ersten einer Reihe von kurzen Blogbeiträgen gehe ich auf eine elegante Innovation von General Electric (GE) ein, die der Schlüssel zur Erschließung des Potenzials der „Open Rotor“-Architektur sein könnte.

Für diejenigen, die mit Triebwerken mit offenem Rotor nicht vertraut sind: Stellen Sie sich ein normales Turbofan-Triebwerk eines Verkehrsflugzeugs vor, aber mit einem Paar (normalerweise) großer gegenläufiger Rotoren, die nicht in der Gondel (Triebwerksgehäuse) eingeschlossen sind. Diese gegenläufigen Rotoren ersetzen den Fan (den großen beschaufelten Rotor, den Sie normalerweise an der Vorderseite eines Turbofan-Triebwerks sehen). Triebwerke mit offenem Rotor haben im Vergleich zu konventionellen Turbofans ein großes Effizienzpotenzial, stehen aber vor Herausforderungen im Zusammenhang mit der Komplexität, der Geräuschentwicklung und der Beherrschung von „Blade-off“-Ausfällen.

In Zusammenarbeit mit Safran hat GE das Konzept des offenen Rotors für sein in der Entwicklung befindliches CFM „Rise“ Triebwerk mit offenem Rotor in den Mittelpunkt gestellt. Eine besonders auffällige Entwicklung für den „Rise“ ist der Verzicht auf das ‚traditionelle‘ Paar gegenläufiger Rotoren, die durch einen einzigen Rotor in Verbindung mit einem nachgeschalteten Satz variabler Auslassleitschaufeln ersetzt werden. Die variablen Auslassleitschaufeln drehen sich nicht, aber jede Schaufel ist in ihrer Position drehbar (um eine radiale Achse), um eine bessere Steuerung des Nachstroms des stromaufwärts drehenden Rotors zu ermöglichen. Dies soll erhebliche Vorteile in Bezug auf die Geräuschreduzierung und die Verwendung eines einfacheren Getriebes bieten, während gleichzeitig die Effizienzvorteile des offenen Rotors erhalten bleiben.

Die Kombination aus einem einzigen Rotor und einer Auslassleitschaufel scheint eine wichtige Innovation zu sein, so dass ich mich fragte, ob es CFM gelungen war, die Technologie zu patentieren, um sich ein Monopol zu sichern. Eine Recherche ergab eine GE-Patentanmeldung (EP4180644A1), die im Mai 2023 veröffentlicht wurde und offenbar auf diese Technologie zur Lärmminderung abzielt. Entsprechende Anmeldungen gibt es auch in den USA und China. Alle Anmeldungen befinden sich noch im Antragsstadium und zumindest in den USA und Europa wurden Einwände gegen die Neuheit erhoben. Dies ist jedoch nicht ungewöhnlich und oft können die Einwände mit geeigneten Argumenten/Anpassungen des vorgeschlagenen Schutzumfangs überwunden werden. Außerdem scheint es frühere GE-Patentfamilien zu geben, die dieses Konzept betreffen.

Wenn GE diese Technologie über seine Patentanmeldungen monopolisieren kann, würde dies nach Ansicht von Safran einen erheblichen Wettbewerbsvorteil darstellen. Da es sich offenbar um eine GE-Innovation handelt, könnte Safran das CFM-Joint-Venture als entsprechend wichtiger ansehen, um die Freedom-to-operate mit dieser offenen Rotortechnologie zu erhalten.

Dieser Artikel wurde von HGF Patent Director John Hawtree verfasst.