Rolls-Royce Trent

Rolls-Royce Trent, offiziell RB211 Trent, ist eine Familie von Dreiwellen-Turbofan-Strahltriebwerken von Rolls-Royce. Diese sind eine Weiterentwicklung der Rolls-Royce RB211 und als RB211-Varianten zugelassen. Der Schub der verschiedenen Versionen liegt zwischen 236 und 423 kN (53.000 und 95.000 lbf). Der Name Trent wurde von Rolls-Royce bereits früher für Triebwerksmodelle verwendet.

Rolls-Royce Trent 900, flugbereit an einem Airbus A380

Frühere Trent-Triebwerke

Rolls-Royce nannte das erste Turboprop-Triebwerk der Welt „Trent“ (RB.50). Es basierte auf einem Konzept von Sir Frank Whittle und entstand, indem ein mit nur sieben Brennkammern und ohne Schubdüse versehenes Rolls-Royce Derwent-II-Triebwerk über ein Getriebe einen fünfblättrigen Propeller antrieb. Mit dieser Konstruktion wurde der weltweit erste Turboprop-Flug mit einer umgebauten Gloster Meteor am 20. September 1945 durchgeführt.

Die Bezeichnung „Trent“ wurde erneut in den 1960er-Jahren für das RB.203-Turbofan-Triebwerk verwendet, welches das Rolls-Royce Spey ablösen sollte. Das Dreiwellentriebwerk RB.203 lieferte 44,4 kN (9.980 lbf) Schub und war der Vorläufer der RB.211-Serie.

Aktuelle Trent-Triebwerke

1987 entschied Rolls-Royce, aus dem Rolls-Royce RB211-524L eine neue Familie von Flugzeugtriebwerken zu entwickeln. Rolls-Royce hatte ab 1942 seine Triebwerke einige Zeit lang nach britischen Flüssen benannt. Dieses Prinzip wurde wiederbelebt und führte zu einem Namen nach dem Fluss Trent.

Die erste Version, das Trent 600, trieb die McDonnell Douglas MD-11 an. Wegen des geringen Erfolgs dieses Flugzeuges wurde das Programm jedoch wieder eingestellt. Für den Airbus A330 wurde 1995 das Trent 700 entwickelt und erstmals von Cathay Pacific bestellt.

Das Trent 800 mit einem Schub von 334 bis 423 kN (75.000 bis 95000 lbf) für die Boeing 777 wurde ebenfalls erstmals von Cathay Pacific geordert. Jedoch hatte Rolls-Royce anfangs Probleme beim Verkauf des Triebwerkes. Sogar British Airways, traditionell ein Rolls-Royce-Kunde, bestellte das General Electric GE90. Schließlich konnte Singapore Airlines (bis dahin Pratt & Whitney-Kunde) gewonnen werden, ihre 34 Boeing 777 mit Trent 800 auszustatten. Es folgten American Airlines und Delta Air Lines. Seitdem wurde Rolls-Royce mit dem Trent 800 Marktführer für die 777, und auch British Airways kaufte Rolls-Royce für ihre zweite Serie von 777.

Bald darauf wurde 1997 das Trent 500 ausgewählt, die viermotorigen Langstreckenflugzeuge Airbus A340-500 und -600 anzutreiben. Erstkunde war im Jahr 2002 Virgin Atlantic Airways.

Es folgte das Trent 900, das mit 310 bis 360 kN (70.000 bis 80.000 lbf) Schub für den Airbus A380 liefert.

Das neueste in Produktion befindliche Modell ist das Trent 1000, für die Boeing 787. Seine Unterversionen leisten zwischen 236 und 334 kN.

Für den neuen Airbus A350 XWB wird das nochmals verbesserte Trent XWB entwickelt. Seine Unterversionen sollen zwischen 329 und 409 kN leisten.

Das Trent-Design wurde auch für Anwendungen in der Marine und der Industrie angepasst.

Dreiwellenkonzept

Das Rolls-Royce RB211 und das Trent verfügen über drei anstelle der sonst üblichen zwei Triebwerkswellen. Gerade bei hohen Schubklassen zahlt sich dieses aufwendigere und teurere Konzept aus, da es durch die so möglichen Drehzahlunterschiede der drei Wellen stabiler über einen größeren Schubbereich läuft und die Möglichkeit bietet, die Drehzahlen der Wellen besser an den optimalen Betriebszustand der verschiedenen Komponenten anzupassen.

Weiterhin ist ein höheres Nebenstromverhältnis möglich, was die Effizienz erhöht oder bei gleicher Leistung das Triebwerk leichter macht.

Trent 600

Diese erste moderne Trent-Version, das Trent 600, wurde aus dem RB211-524L abgeleitet. Der Schub lag bei 289 kN (65.000 lbf), der Fandurchmesser betrug 2,59 m. Es war für die McDonnell Douglas MD-11 vorgesehen, wegen des geringen Erfolgs dieses Flugzeugs wurde das Programm jedoch eingestellt. Rolls-Royce wollte das Triebwerk für zukünftige Boeing-Flugzeuge wie 747-X, 747-8 oder 767-400ERX weiterentwickeln, jedoch entschied sich Boeing hier für Triebwerke von General Electric.

Trent 700

Airbus A330-243 der EgyptAir mit Rolls-Royce-Trent-772B-Triebwerken

Die Trent-700-Familie wurde für den Airbus A330 entwickelt und hat dort einen Marktanteil von etwa 53 Prozent erreicht. Der Fandurchmesser beträgt 2,47 m, die Trockenmasse liegt bei 4785 kg, die Länge ist 3,912 m und der Schubbereich liegt zwischen 300 (Trent 768) und 316 kN (Trent 772B). Es hat ein Nebenstromverhältnis von 5,1:1 und ein Gesamtdruckverhältnis von 33,7 bzw. 35,5:1. Erstflug war 1994 (bzw. 1997 für das Trent 772B), Indienststellung bei Cathay Pacific im März 1995.

Trent 800

Die Entwicklung zum Trent 800 begann ursprünglich als Triebwerk mit der Bezeichnung Trent 760 für eine vergrößerte Version der Boeing 767, der 767X. Als Boeing die Entwicklung dieser Maschine einstellte und dafür die 777 entwickelte, stellte Rolls-Royce fest, dass der Fan des Trent 700 nicht den erforderlichen Schub liefern würde. So wurde dieser auf 2,974 m vergrößert und das Triebwerk in Trent 800 umbenannt. Der Test des Triebwerks begann im September 1993, die Zertifizierung erfolgte im Januar 1995 (die ETOPS-180-Zulassung der FAA folgte am 10. Oktober 1996). Die erste Boeing 777 mit dem Trent 800 flog im Mai 1995 und wurde im April 1996 an Cathay Pacific ausgeliefert. Anfangs hatte Rolls-Royce Schwierigkeiten, das Triebwerk zu verkaufen. British Airways (traditionell Kunde bei RR) kaufte stattdessen das Konkurrenzmodell GE90 von General Electric. Der Durchbruch kam erst mit einer Bestellung von Singapore Airlines für seine 34 Boeing 777, gefolgt von Käufen von North American, American Airlines und Delta Airlines. Inzwischen hat das Trent 800 einen Anteil von 43 Prozent bei den Triebwerken für die Boeing 777.

Auf dem Trent 800 basiert die Gasturbine MT30, die als Schiffsantrieb verwendet wird.

Typ	Schub (kN)	Nebenstromverhältnis beim Start	Gesamtdruck- verhältnis	Bläserdurch- messer (m)	Länge (m)	Trocken- masse (kg)	Zulassung
Trent 875	331,9	6,2:1	34,5:1	2,974	4,369	5942	1995
Trent 892	407,5	5,8:1	40,8:1	2,974	4,369	5942	1995
Trent 895	422,6	5,8:1	41,6:1	2,974	4,369	5942	1999

Trent 500

Rolls-Royce Trent 500 an einem Airbus A340-600

Das Rolls-Royce Trent 500 wurde als exklusiver Antrieb für die Superlangstrecken-Flugzeuge A340-500 und A340-600 konzipiert.

Das Trent 500 wurde im Jahr 2000 zugelassen, Indienststellung war im August 2002 bei Virgin Atlantic.

Die Zertifikation liegt für einen Schub von bis zu 267 kN (60.000 lbf) vor. Es wird als Trent 553 am A340-500 mit 236 kN (53.000 lbf) und als Trent 556 am A340-600 mit einem Schub von 249 kN (56.000 lbf) eingesetzt.

Bei der Konstruktion griff man auf Komponenten der vorhandenen Triebwerke Trent 700 und des Trent 800 zurück. Der Fandurchmesser beträgt wie beim Trent 700 2,47 m. Für die Kernbestandteile des Motors wurde ein verkleinerter Kern des Trent 800 verwendet. Für den vorderen Teil des Triebwerks einschließlich des Fans mit modernen, breiten Schaufeln findet wegen der Festigkeit eine Titanlegierung Anwendung. Die heißen hinteren Teile bestehen aus einer Nickellegierung mit hoher Temperaturbeständigkeit. Das Einsatzgebiet auf der Langstrecke erfordert besonders hohe Wirtschaftlichkeit, was das technisch aufwändige und teure 3-Wellen-Konzept rechtfertigt.

Die Regelung erfolgt, wie heute üblich, vollelektronisch über eine EEC (Electrical Engine Control-Unit), die Schubregelung erfolgt nicht nach Drehzahl, sondern nach dem Druckverhältnis Bearbeiten] Technische Daten

• Schub: zertifiziert bis zu 267 kN (60.000 lbf)
• Einlass-Massenstrom: 860,5–879,5 kg/s
• Rotordurchmesser: 2,474 m (97,4 in)
• Länge: 3,937 m (155 in)
• Masse: 4.835 kg
• Nebenstromverhältnis: 7,5–7,6:1
• Gesamtdruckverhältnis: 35:1
• Stufen
  • Fan: 1
  • Mitteldruckverdichter: 8
  • Hochdruckverdichter: 6
  • Hochdruckturbine: 1
  • Mitteldruckturbine: 1
  • Niederdruckturbine: 5

Trent 900

Rolls-Royce Trent 900 im Teststand

Trent 900 an einer A380

Das Rolls-Royce Trent 900 ist eine Weiterentwicklung des Trent 500. Durch den großen Innendurchmesser von 2,95 m erreichen die Enden der Fanblätter eine Geschwindigkeit von bis zu Mach 1,5. Dabei saugt das Triebwerk eine Masse von über einer Tonne Luft pro Sekunde an – dies entspricht etwa dem Luftvolumen eines normalen Wohnhauses mit zwei Stockwerken.

Das Trent 900 ist im Dezember 2004 für den Airbus A380 respektive A380F zugelassen worden. Die ersten 18 Triebwerke wurden im Frühjahr 2005 an Airbus in Toulouse ausgeliefert. Der erste A380-Prototyp flog ebenfalls mit diesem Triebwerk. Die Zertifikation^[1] liegt für einen Schub von bis zu 356 kN (80.000 lbf) vor.

Varianten

Rolls-Royce bietet vier Varianten mit jeweils unterschiedlichem Schub an. Alle Varianten tragen den Namen Trent 9XX, wobei XX dem jeweils maximal möglichen Schub in 1000 lbf entspricht.^[2][3]

Für die A380-800, der momentan einzigen Version der A380, bietet Rolls-Royce wahlweise das Trent 970 oder das Trent 972 an. Singapore Airlines und Lufthansa haben sich für das Trent 970 entschieden, während Qantas bislang einziger Kunde für das schubstärkere Trent 972 ist. Mit dem Trent 970 ausgerüstete A380 tragen die Bezeichnung A380-841, während solche mit dem Trent 972 die Bezeichnung A380-842 tragen. Die beiden stärkeren Triebwerksvarianten Trent 977 und Trent 980 sind für mögliche schwere Varianten der A380 vorgesehen, namentlich die derzeitig eingefrorene Frachtvariante A380-800F und die angedachte gestreckte Passagiervariante A380-900.

Zwischenfälle

Am 4. November 2010 kam es auf Flug QF32 der australischen Airline Qantas vier Minuten nach dem Start an einem Trent-972-Triebwerk eines Airbus A380-842 über der ca. 50 km entfernten indonesischen Insel Batam zu einem schweren Triebwerksschaden, bei dem Teile der hinteren Triebwerks-Verkleidung wegkatapultiert wurden. Dabei traten auch Teile aus dem Triebwerk selbst aus („uncontained engine failure“)^[4]. Ein solches ausgetretenes Teil dürfte auch die linke Tragfläche im Bereich der Triebwerks-Aufhängung durchschlagen haben.^[5][6] Das Flugzeug mit 433 Passagieren und 26 Besatzungsmitgliedern an Bord konnte ohne Verletzte eine Sicherheitslandung auf dem Flughafen Singapur durchführen, von dem es zuvor gestartet war. Da keine unmittelbare Absturzgefahr bestand, ließ das Flugzeug zuerst Treibstoff ab, um das Landegewicht zu reduzieren, weshalb sich die Landung um über 60 Minuten verzögerte. Nach dem Unfall setzte Qantas für mehrere Tage alle A380-Flüge aus, um die Triebwerke zu inspizieren.^[7] Singapore Airlines und Lufthansa, beides Nutzer der etwas schwächeren Trent-970-Triebwerke, führten auf Anraten von Rolls-Royce und Airbus zusätzliche Inspektionen durch. Singapore Airlines beließ hierfür seine gesamte A380-Flotte für kurze Zeit am Boden,^[8] während Lufthansa mit Ausnahme eines Fluges seine A380-Flotte ohne Einschränkungen weiter betrieb.^[9] Bereits im August 2010 hatte die Europäische Agentur für Flugsicherheit, kurz EASA, eine Direktive herausgegeben, worin von den Fluggesellschaften verstärkte Kontrollen an allen Triebwerken vom Typ Trent 900 verlangt wurden, da sich einzelne Teile stärker abnutzten als ursprünglich angenommen. Gemäß EASA kann dies zu Ölaustritt und Ölbrand bis hin zum Lösen einzelner Triebwerksteile aus ihrer Verankerung führen.^[10] Am 11. November 2010 veröffentlichte die EASA eine weitere Direktive über die vorläufigen Erkenntnisse aus dem Triebwerksausfall auf Flug QF32. Gemäß dieser Direktive ist davon auszugehen, dass ausgetretenes Öl in Brand geriet und daraufhin die Mitteldruck-Turbine versagte.^[11] Singapore Airlines tauschte an drei ihrer A380 je ein Triebwerk aus und die Lufthansa ersetzte ein Triebwerk ihrer A380 – in allen vier Triebwerken wurde ausgetretenes Öl gefunden.^[12] Dass bereits in der Direktive vom August Ölbrand als mögliche Folge beschrieben wurde, deutet darauf hin, dass dieser seit August bekannte Mangel auch Ursache des Triebwerkversagens auf Flug QF32 ist. Auch das Austreten von Triebwerks-Komponenten aus dem Triebwerk stärkt diese These. Wie Spiegel.online berichtet, gehen Fachleute davon aus, dass die ausgetretenen Trümmer auch einen Treibstoff-Tank hätten durchschlagen können, was ernsthafte Folgen gehabt hätte. Der am 3. Dezember 2010 veröffentlichte offizielle australische Untersuchungsbericht weist ferner darauf hin, dass bei der Landung nur mit einem Triebwerk Gegenschub erzeugbar war, was den Abbrems-Vorgang auf der Landepiste ganz erheblich erschwerte. Es bestand die Gefahr, dass die Maschine über die Landebahn hinaus geriet^[13].

Technische Daten

• Schub:
  • Trent 970: 70.000 lbf (311 kN)
  • Trent 972: 72.000 lbf (320 kN)
  • Trent 977: 77.000 lbf (340 kN)
  • Trent 980: 80.000 lbf (356 kN)
• Einlass-Massenstrom: 1204,3–1245,1 kg/s
• Rotordurchmesser: 2,946 m (116 in)
• Länge: 4,546 m (179 in)
• Masse: 6.436,5 kg
• Nebenstromverhältnis: 8,5–8,7:1
• Gesamtdruckverhältnis: 36,5–39:1
• Stufen
  • Fan: 1
  • Mitteldruckverdichter: 8
  • Hochdruckverdichter: 6
  • Hochdruckturbine: 1
  • Mitteldruckturbine: 1
  • Niederdruckturbine: 5

Trent 1000

Teilansicht eines RR Trent 1000 an einer Boeing 787

Ein RR Trent 1000 an einer Boeing 787 mit Cheverons am Fangehäuse

Rolls-Royce konstruiert diese fünfte Variante der Trent-Familie für die Boeing 787 mit einem Schub von 236 bis 334 kN (53.000 bis 75.000 lbf) und einem Rotordurchmesser von 2,85 m. Boeing wählte neben dem Rolls-Royce-Triebwerk außerdem das konkurrierende General Electric GENx für diesen Flugzeugtyp aus. Für beide Triebwerke ist eine einheitliche Schnittstelle vorgesehen, so dass erstmals ein einfacher Wechsel des Triebwerkstyps eines Flugzeugs möglich sein wird. Gegenüber dem Trent 900 wurden der Durchmesser der Bläsernabe um 2,5 cm verkleinert und Schaufeln mit einer um 50 % vergrößerten Oberfläche eingesetzt. Um die gestiegenen Kräfte durch den größeren Bläser abzufangen, wurden das Lager des Niederdrucksystems weiter nach vorn zum Bläser verlegt und größere Kugeln im Kugellager eingesetzt. Auch am Hoch-und Mitteldruckverdichter wurden Änderungen vorgenommen.

Im Betrieb des Trent 1000 wird keine Zapfluft entnommen, da Klimaanlage, Druckkabine, Enteisungsanlage und Anlasser der 787 elektrisch betrieben werden. Die dafür benötigten vergrößerten Generatoren (pro Triebwerk zwei Stück von Hamilton Sundstrand) werden auch als Motoren zum Anlassen des Triebwerks (nur Mitteldrucksystem) verwendet.

Das Trent 1000 lief am 14. Februar 2006 auf dem Teststand, wurde im Juli 2007 erstmals im Flug erprobt und erhielt am 7. August 2007 seine Zulassung. Die Indienststellung war 2008 vorgesehen. Am 21. Mai 2009 startete Boeing erstmals ein Triebwerk zu einem Testlauf an der B787. Dies ist einer der letzten Schritte vor dem Erstflug, der am 15. Dezember 2009 stattfand.

Technische Daten

• Schub: 236–333 kN
• Masse: 5402 kg
• Länge: 4,06 m
• Bläserdurchmesser: 2,84 m
• Nebenstromverhältnis: 10–11:1
• Gesamtdruckverhältnis: 50:1
• Luftmassendurchsatz: 1087–1210 kg/s
• Stufen
  • Fan: 1
  • Mitteldruckverdichter: 8
  • Hochdruckverdichter: 6
  • Hochdruckturbine: 1
  • Mitteldruckturbine: 1
  • Niederdruckturbine: 6

Trent XWB

Dies ist eine Trent-Variante mit 334 bis 431 kN (75.000 bis 97.000 lbf) Schub, die für alle Versionen des Airbus A350 vorgesehen ist. Im Gegensatz zum Trent 1000 wird es eine konventionelle Zapfluftanlage erhalten, basiert aber auf dessen Technik und soll einen Fan mit 22 hohlen Schaufeln aus Titan und einem vergrößerten Durchmesser von 3,00 m erhalten. Vom Trent 900 wurde das Prinzip des gegenläufig drehenden Hochdrucksystems übernommen. Als erstes Trent besteht das hintere Gehäuse aus Verbundwerkstoffen und gegenüber den anderen Trent-Triebwerken wurde auch erstmals eine zweistufige Mitteldruckturbine gewählt, um sie aerodynamisch zu entlasten. Insgesamt soll es gegenüber dem Trent 700 des Airbus A330 einen etwa 15 % niedrigeren Verbrauch und bessere Abgas- und Lärmwerte erzielen.

Die Bekanntgabe der Entwicklung des Triebwerks erfolgte am 4. Dezember 2006. Im September 2008 konnte die Vorentwicklung beendet werden und die ersten Teile wurden ab Februar 2009 gefertigt. Der Erstlauf fand am 17. Juni 2010 statt.^[14] Für die Flugerprobung wurde das Triebwerk an den ersten A380 (MSN001) montiert, der mit dieser Modifikation am 18. Oktober 2011 die Werkshallen verließ.^[15] Derzeit (Stand Mai 2009) sind etwa 1000 Stück bestellt.^[16]

Technische Daten

• Schub: 334–431 kN
• Masse: 6636 kg
• Länge: 4,49 m
• Bläserdurchmesser: 3,0 m
• Nebenstromverhältnis: 9,3:1 (beim Start)
• Gesamtdruckverhältnis: 50:1
• Stufen
  • Fan: 1
  • Mitteldruckverdichter: 8
  • Hochdruckverdichter: 6
  • Hochdruckturbine: 1
  • Mitteldruckturbine: 2
  • Niederdruckturbine: 6

Einzelnachweise

1. ↑ EASA Type-Certificate Data Sheet – RB211 Trent 900 series engines Mai 2007
2. ↑ http://www.rolls-royce.com/civil/products/largeaircraft/trent_900/
3. ↑ http://www.rolls-royce.com/Images/brochure_Trent900_tcm92-11346.pdf
4. ↑ http://www.atsb.gov.au/newsroom/news-items/qantas-airbus-a380-singapore.aspx
5. ↑ N24: Probleme in Singapur: Explosion zwingt A380 zu Notlandung, 4. November 2010
6. ↑ Stern.de: Triebwerkausfall zwingt Qantas zu Notlandung, Bild der beschädigten Tragfläche, gesehen am 11. November 2010
7. ↑ http://de.reuters.com/article/topNews/idDEBEE6A501520101106
8. ↑ http://tagesanzeiger.ch/wirtschaft/unternehmen-und-konjunktur/Singapore-Airlines-liess-A380-am-Boden--auch-in-Zuerich/story/18924123
9. ↑ http://spiegel.de/reise/aktuell/0,1518,727363,00.html
10. ↑ http://flugrevue.de/de/technik/technik/update-trent-900-zwischenfall-an-a380-von-qantas.33997.htm
11. ↑ http://www.faz.net/s/RubCD175863466D41BB9A6A93D460B81174/Doc~EBD77BFB4506B4297829D15898A09D947~ATpl~Ecommon~Scontent.html
12. ↑ http://www.spiegel.de/reise/aktuell/0,1518,728443,00.html
13. ↑ Presse-Artikel zum offiz. Untersuchungsbericht
14. ↑ http://flugrevue.de/de//technik/trent-xwb-triebwerk-fuer-airbus-a350-nimmt-tests-auf.25643.htm
15. ↑ flightglobal.com: Trent XWB heads for flight test with first A380. Abgerufen am 26. Oktober 2011. 
16. ↑ FlugRevue Juni 2009, Extrateil Paris Air Show, S. 20–21, Trent XWB nimmt Form an

Siehe auch

• Liste von Flugzeugtriebwerken

Weblinks

 Commons: Rolls-Royce Trent – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Trent auf der Rolls-Royce-Seite
• RB211 Trent 900 EASA Certification
• FAA RB211 Trent 970 type certificate (Datenblatt)

Liste der Flugzeugtriebwerke des Herstellers Rolls-Royce

Hubkolben-Flugmotoren (Reciprocating Aircraft Engines)
Hawk | Eagle | Falcon | Condor | Kestrel | Buzzard | R | Griffon | Goshawk | Exe | Peregrine | Vulture | Merlin | Crecy | Pennine | Eagle 22

Turbinenluftstrahltriebwerke / TL-Triebwerke (Turbojet)
Welland | Derwent | Nene | Avon | Olympus | Tay (RB.44) | Soar (RB.82) | Thames RB.106 | RB.108 | RB.162 |

Zweistromtriebwerke / ZTL-Triebwerke (Turbofan)
Conway (RB.80) | Spey (RB.163) | Pegasus (BE.53) | RB.168 | RB.178 | Tay (RB.183) | Turbo-Union RB199 | Trent (RB.203) | Adour | RB.211 | RB.401 | BR700 | AE 3007 | F136

Propellerturbinentriebwerke / PTL-Triebwerke (Turboprop)
Trent (RB.50) | Clyde (RB.39) | Dart (RB.53) | Tyne (RB.109) | 501-D (T56) | AE 2100

Wellenturbinentriebwerke / WTL-Triebwerke (Turboshaft)
Gnome | Gem (BS.360/RS.360) | 250 (T63) | T406 (AE 1107C-Liberty) | MTR390 | RTM322 | RR300 | RR500