KW 38/2016

Virtual Reality im Triebwerksbau wird Realität

Virtual Reality im Triebwerksbau (Foto: Rolls-Royce Deutschland)
Virtual Reality im Triebwerksbau (Foto: Rolls-Royce Deutschland)
Die Entwicklung neuer Flugzeugtriebwerke ist eine besonders komplexe Aufgabe und dauert mehrere Jahre: Jeder einzelne Antrieb besteht aus über zehntausend Einzelteilen und kostet je nach Größe oft viele Millionen.

Gleichzeitig müssen Triebwerke immer leiser, effizienter und emissionsärmer werden. Trotz dieser Vielzahl von Anforderungen ist es Herstellern wie Rolls-Royce in den letzten Jahren gelungen, mit dem Trent XWB Triebwerk eine neue Generation von Antrieben auf den Markt zu bringen, welche Emissionen um bis zu 15% mindert und die empfundenen Geräusche halbiert.

Zeit sich auf diesen Erfolgen auszuruhen haben die Hersteller jedoch nicht. Weitere Verbesserungen der Triebwerke spielen in den kommenden Jahren und Jahrzehnten eine entscheidende Rolle bei der Senkung der Emissionen der Luftfahrt. Doch wie lassen sich die bereits sehr effizient arbeitenden Antriebe möglichst schnell weiterentwickeln? Und wie können die erforderlichen Investitionen im wirtschaftlichen Rahmen gehalten werden?

Rolls-Royce Deutschland hat eine besonders innovative Antwort auf diese Fragen gefunden: Virtual Reality. Das Unternehmen, einer der führenden Triebwerkshersteller der Welt mit rund 3.500 Mitarbeitern in Deutschland, setzt seit kurzem eine spezielle Virtual Reality Umgebung ein, um alle Phasen der Triebwerksbetreuung vom Design über die Fertigung bis hin zur Wartung zu unterstützen.

 „Wir benutzen Virtual Reality, um aktuelle Fragestellungen  unserer Ingenieure zu analysieren und simulieren Möglichkeiten zur Verbesserung der Triebwerksteile, der Gesamtsysteme sowie des Trainings und des Services“, sagt Prof. Dr. Marius Swoboda, Head of Design Systems Engineering bei Rolls-Royce in Deutschland.

Die Entwicklung moderner Flugzeugtriebwerke von der Konzeptionsphase bis zur detaillierten Auslegung einzelner Komponenten ist komplex und kostenintensiv. Zur Überprüfung des Designs einzelner Bestandteile bis hin zum Gesamttriebwerk nutzt Rolls-Royce Deutschland nun auch einen speziell eingerichteten Virtual Reality Raum am Entwicklungs- und Produktionsstandort Dahlewitz bei Berlin, dessen Entwurf und Konzeption in Kooperation mit dem Rolls-Royce University Technology Center an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg entstand. Diese Zusammenarbeit konzentriert sich auf Möglichkeiten zur Realisierung neuartiger Visualisierungs-, Automatisierungs- und Untersuchungsmethoden.

„Wer einmal die 3D-Brille aufhatte, will darauf nie mehr verzichten. Wir konstruieren schneller, zuverlässiger und vermeiden Konstruktionen, die sich nur schlecht warten lassen. Hinzu kommt, dass eine virtuelle 3D-Umgebung zu innovativen Lösungen inspiriert“, sagt Prof. Dr. Swoboda." Der Grund: Menschen können in 3D-Ansichten deutlich mehr Details erkennen als auf herkömmlichen 2D-Plänen.

Mit virtuellen Triebwerksmodellen können daher bereits sehr früh optimale Konzepte gefunden werden - sowohl für einzelne Komponenten als auch für das Gesamttriebwerk. Darüber hinaus helfen dreidimensionale „digitale Zwillinge“ der Fertigungsanlagen, diese beispielsweise optimal für die Arbeitsabläufe in der Produktion auszulegen und anzuordnen.

Auch Servicearbeiten am fertigen Triebwerk können schon im Vorfeld realitätsnah simuliert und virtuell trainiert werden. Die später anfallenden Wartungsarbeiten, die bei den Airlines einen erheblichen Kostenfaktor darstellen, können somit bei der Konstruktion gleich bedacht, simuliert und vereinfacht werden. Auf diese Weise können in jeder Phase Kosten spürbar gesenkt, Fehler vermieden und Entwicklungszeiten deutlich reduziert werden.  Ziel sind noch kürzere Entwicklungszyklen durch effektivere und effizientere Verfahren und die Nutzung von Simulationen anstelle langwieriger Tests im Entwicklungsprozess, wann immer dies möglich ist.