Methodik einer Zustandsbeurteilung von Triebwerksbrennkammern
Friedrich Dinkelacker, Christoph J. W. Hennecke
Eine detaillierte Befundung des Zustands von Flugtriebwerken, insbesondere zur Lokalisierung und Identifikation von betriebsbedingten Defekten, ist ohne Demontage bisher nur eingeschränkt möglich. Gegenstand dieser Arbeit ist daher die Konzeptionierung einer berührungslosen, „on-Wing“-Zustandsbeurteilung von Triebwerksbrennkammern, um den Maintenance, Repair and Overhaul-Prozess zu optimieren.
Dem methodischen Ansatz liegt zugrunde, dass Fehlerzustände im Inneren eines Triebwerks die Strömung beeinflussen und sich bis zum Austritt aus der Turbine nur wenig vermischen. Optische, berührungsfreie Messverfahren ermöglichen eine Analyse der beeinflussten Strömung im Abgasstrahl. Auf Basis numerischer Simulationen können außerhalb der Brennkammer gemessene Anomalien auf einem virtuellen Pfad identifiziert und einer Fehlerquelle zugeordnet werden. An einer hierfür entwickelten, optisch zugänglichen Modellbrennkammer mit acht ringförmig angeordneten, vorgemischt betriebenen Brennern, wird der methodische Ansatz mit der Strömungsmesstechnik Particle Image Velocimetry sowie mit numerischer Simulation untersucht. Eine Übertragung des Ansatzes auf eine reale Triebwerksbrennkammer wird simulativ durchgeführt. Der Regenerationsprozess kann unter Anwendung der erforschten Methodik zur Zustandsbeurteilung von Triebwerksbrennkammern zuverlässiger, schneller und weniger kostenintensiv gestaltet werden.
