Das DLR-Institut für Test und Simulation für Gasturbinen in Augsburg, unter der Leitung von Prof. Dr. Sabine Ardey, hat sich der Forschung an Gasturbinen verschrieben und verfügt über weltweit einzigartige MTC-Prüfstände. Diese Einrichtungen ermöglichen Tests von Triebwerkskomponenten unter extremen mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen. Ziel dieser Tests ist es, sicherzustellen, dass die behandelten Komponenten ihren Lebensdauer-Anforderungen gerecht werden.
Im Rahmen der Forschungsaktivitäten werden Materialien realen Belastungen ausgesetzt, um ihre Haltbarkeit zu überprüfen. Die Tests umfassen mechanische Belastungen, hohe Temperaturen von bis zu 1.200 Grad Celsius und chemische Einflüsse durch Abgase, die eigens produziert werden, um konstante Testbedingungen zu schaffen. Das Institut arbeitet eng mit Unternehmen wie MAN Energy Solutions, MTU Aero Engines und Rolls-Royce Deutschland zusammen, wobei die Kooperation in drei Ebenen unterteilt ist: Forschung und Ergebnisweitergabe, gezielte Untersuchungen auf Anfrage der Industrie sowie die Ausbildung von Doktoranden.
Innovationen im Prüfstandsbau
Im November 2022 fand eine Kick-off-Veranstaltung statt, die den Start einer Innovationspartnerschaft zwischen dem DLR-Institut und IABG markierte. Ziel dieser Zusammenarbeit ist die Konzeption, Entwicklung und Beschaffung von Prüfständen zur gleichzeitigen Prüfung von Bauteilen und Werkstoffen unter mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen (MTC). Diese neuen Prüfstände sollen 2025 im Neubau des DLR-Instituts in Betrieb genommen werden und sind entscheidend für die Validierung der Lebensdauermodelle des „Virtuellen Triebwerks“. IABG entwickelt moderne MTC-Prüfstände, die der Qualifikation von Gasturbinen dienen sollen und zukünftige Triebwerke klimaneutraler gestalten, mit höheren Wirkungsgraden und geringeren Emissionen.
Die Konstrukteure benötigen präzisere digitale Modelle für innovative Werkstoffe, um Lebensdauerprognosen von Komponenten zu ermöglichen. Das DLR-Institut wurde 2017 gegründet, um digitale Forschungs- und Entwicklungsplattformen wie das „Virtuelle Triebwerk“ und ein Prüfzentrum aufzubauen. Die herkömmliche Prüfstandstechnik erlaubt oft nur Tests mit zwei Beanspruchungen gleichzeitig, während geeignete Prüfsysteme am Markt fehlen und entwickelt werden müssen. IABG, als Generalunternehmer verantwortlich für den Bau komplexer Testzentren, plant die Fertigstellung der Prototypenphase bis Mitte 2025. Anschließend wird die Projektphase zur Konzeption und zum Bau von Derivaten der Prototypen beginnen.
