General Electric GEnx

Das General Electric GEnx (General Electric next-generation) ist ein modernes Turbofan-Triebwerk, das von General Electric zunächst nur im Auftrag des Flugzeug-Herstellers Boeing für die Boeing 787, dann auch für die ursprünglichen Versionen des Airbus A350 entwickelt wurde. Airbus brach die Entwicklung der ursprünglichen Versionen des A350 jedoch ab. Ob das GEnx nun an einigen oder allen Versionen des jetzt von Airbus entwickelten Airbus A350 XWB eingesetzt wird ist noch unklar. Inzwischen hat jedoch Boeing das GEnx als exklusiven Antrieb für die Boeing 747-8 ausgewählt. Das GEnx soll die General Electric CF6-Reihe ersetzen.

Beschreibung

General Electric GEnx auf der Paris Air Show 2009

Das GEnx nutzt einige bewährte Technologien des General Electric GE90, wie beispielsweise die Nutzung von Verbundwerkstoffen. Es wurde ursprünglich für die Boeing 787 entwickelt und konkurriert bei dieser mit dem Rolls Royce Trent 1000. Erstmals in der kommerziellen Luftfahrt werden die beiden verschiedenen Triebwerkstypen der beiden Hersteller bei der Boeing 787 jederzeit auswechselbar sein, um die Boeing 787 durch einen Triebwerkswechsel in eine Flotte integrieren zu können, die den jeweils anderen Triebwerkstyp nutzt.

Auch werden erstmals bei beiden Triebwerken keine Zapfluft-Systeme mehr verwendet, um beispielsweise die Klimaanlage zu versorgen. Stattdessen sollen dies pro Triebwerk zwei Starter/Generatoren mit je 250 kVA Leistung übernehmen^[1].

Die Versionen des GEnx für die Boeing 787 sollen 236–334 kN Schub entwickeln und im Vergleich zu heutigen Triebwerken 20 Prozent weniger Treibstoff benötigen sowie deutlich leiser sein.

Außerdem wählte Boeing eine Variante des GEnx mit 298 kN Schubkraft als exklusiven Antrieb für die beiden Versionen der Boeing 747-8 aus. Diese wird für die zapfluftbasierten Systeme der 747 jedoch Zapfluft abgeben.

Ob eine GEnx-Version mit Zapfluftabgabe an der Airbus A350 XWB Verwendung finden wird, ist bisher unklar. Obwohl GE für den ursprünglichen Airbus A350 Hauptlieferant war, besteht noch kein Vertrag über Lieferungen für einige oder alle Varianten des Airbus A350 XWB.

Am 19. März 2006 erzeugte eine Bleedless-Variante des GEnx im ersten Testlauf des Triebwerktyps 378 kN Schub.^[2] Am 22. Februar 2007 erfolgte der etwa dreistündige Erstflug am fliegenden Prüfstand (einer 747) von GE.

Die etwa 40 im Block-4-Stand des GEnx-1B gebauten Triebwerke erreichen bis Mitte 2011 nicht die geforderten Werte beim Treibstoffverbrauch. Mit einem Performance Improvement Package 1 (PIP-1), bei dem die Anzahl der Schaufeln in mehreren Stufen erhöht wird, soll dieser um 1,4 % verbessert werden und damit nur noch etwa ein Prozent über den Vorgaben liegen. Das erste dieser verbesserten Triebwerke soll bis zum Herbst 2011 an einer Boeing 787 zu seinem Erstflug starten. Langfristig soll durch ein PIP-2 der Treibstoffverbrauch auf die vorgegebenen Werte gesenkt und gleichzeitig der Schub des Triebwerkes erhöht werden. Dies soll durch eine zusätzliche Stufe im Niederdruckverdichter und in der Niederdruckturbine, durch größere Fanschaufeln sowie weitere Änderungen am Triebwerk erfolgen. Die Modifikationen wurden erstmals im Dezember 2010 getestet und sollen bis Juni 2012 zugelassen werden.^[3]

Technologien

Obwohl das GEnx vom GE90 abgeleitet wurde, nutzt das GEnx einige gewichtssparende Innovationen:

• Fertigung der Fanschaufeln aus Verbundwerkstoffen, mit Vorderkanten aus Titan
• Fertigung des Triebwerksgehäuses aus Verbundwerkstoffen

Den Treibstoffverbrauch sollen folgende Technologien senken:

• ein Nebenstrom-Verhältnis von 9,5:1. Dies reduziert auch die Lärmemissionen
• ein auf dem GE90-94B basierender Hochdruck-Verdichter mit einem Verdichtungsverhältnis von 23:1
• gegenläufige Wellensysteme N1 (Low Pressure) und N2 (High Pressure)
• Brennkammer mit verbesserten internen Luftströmungen, die umweltschädliche Emissionen reduzieren
• Bei der Boeing 787: keine Zapfluftabnahme mehr für die Klimaanlage o. ä., nur noch für das Anti-Ice-System des Triebwerkseinlasses

Wartungskosten und Verschleiß sollen durch folgendes gesenkt werden:

• weniger Turbinenteile
• eine niedrigere interne Temperatur durch effizientere Kühlungstechniken
• ein leichteres Abnehmen des Fans inklusive des Fangehäuses vom Rest des Triebwerks

All diese Technologien sollen in einer Treibstoffersparnis von mindestens 15 Prozent gegenüber dem GE CF6-80C2B1F resultieren. Eine Besonderheit ist die Drehrichtung des Fans. Im Gegensatz zu allen anderen GE-Triebwerken dreht die N1-Niederdruckwelle – also der Fan – links herum (von hinten gesehen). Wegen der Gegenläufigkeit der beiden Wellen hat demzufolge die N2-Hochdruckwelle bzw. das Kerntriebwerk die klassische Drehrichtung amerikanischer Großtriebwerke, nämlich rechts herum (von hinten gesehen). Der Fan des GEnx hat damit eine Drehrichtung, wie sie bisher nur bei Rolls-Royce-Großtriebwerken zu sehen war.

Varianten

Boeing 787

Triebwerksvarianten: GEnx-1B-54 (787-3), GEnx-1B-64 (787-8), GEnx-1B-70 (787-9)

Zunächst liefen Bestellungen für Boeing 787 mit GEnx-Triebwerken schleppend an, nachdem dann auch das bisherige General-Electric-Monopol auf dem japanischen Markt mit der Bestellung von Rolls-Royce-Triebwerken über eine Milliarde US-Dollar für All Nippon Airways' Boeing 787-Modelle gefallen war, sah es zunächst schlecht für GE aus, da ANA auch eine Trendsetter-Rolle zukam. Mittlerweile führt GE jedoch wieder mit 52 Prozent der Bestellungen für 787-Modelle mit GE-Triebwerken (Stand: September 2007). Eine Triebwerkszulassung wird für Mitte November des Jahres 2007 erwartet.^[4]

Boeing 747-8

Triebwerksvariante: GEnx-2B-67

Die Boeing 747-8 wird sowohl in der Fracht- als auch der Passagier-Ausführung ausschließlich mit GEnx-Triebwerken verfügbar sein. Für diese Variante wurde der Fandurchmesser des GEnx von 2,82 m auf 2,67 m reduziert. Das Nebenstromverhältnis bleibt bei 9,1:1 (bei den anderen Varianten je nach Schub 9,1 bis 9,6:1). Die Zulassung des Triebwerkes erfolgte im August 2010.

Airbus A350

Triebwerksvariante: GEnx 72A

GE profitierte zunächst davon, zum Hauptlieferanten für die A350-Reihe ernannt zu werden und errang so die Triebwerksbestellungen für 105 Stück A350 (bis zum 17. Juni 2005). Am 17. Juli 2006 kündigte Airbus jedoch die völlig überarbeitete Version A350 XWB an, diesmal mit Rolls Royce als Hauptlieferant für alle drei Versionen. Über die Ausstattung mit Triebwerken von GE verhandelt Airbus noch mit General Electric. Jedoch soll das GEnx laut General Electric für den Airbus A350-800 und eventuell auch für den Airbus A350-900 verfügbar sein. Der A350-1000 wird aber nach den Angaben von General Electric nicht mit dem GEnx ausgestattet werden können, da GE in der Größe der A350-1000 einen Exklusivvertrag mit Boeing für die 777-300ER hat.

Technische Daten^[5]

Kenngröße	GEnx-1B-54 (787-3)	GEnx-1B-64 (787-8)	GEnx-1B-70 (787-9)	GEnx-2B-67 (747-8)
Schub:	255,30 kN	298,00 kN	321,60 kN	299,80 kN
Länge:	4,950 m	4,950 m	4,950 m	4,464 m
Fandurchmesser:	2,822 m	2,822 m	2,822 m	2,667 m
Gewicht:	6.126 kg	6.126 kg	6.126 kg	5.540 kg
Nebenstromverhältnis:	9,6:1	9,2:1	9,1:1	8,6:1
Gesamtdruckverhältnis beim Start:	36,1:1	41,4:1	44,3:1	43:1
Stufen Fan:	1	1	1	1
Stufen Niederdruckverdichter:	4	4	4	3
Stufen Niederdruckturbine:	7	7	7	6
Stufen Hochdruckverdichter:	10	10	10	10
Stufen Hochdruckturbine:	2	2	2	2

Quellen

1. ↑ Aviationindustriegroup
2. ↑ General Electric Performs First Run of New GEnx Engine. Flight International. 21. März, 2006.
3. ↑ FlugRevue August 2011, S. 79, Verbesserungen für das GEnx
4. ↑ GEnx Development Emphasizes Composites, Combustor Technology. Meacham, M. Aviation Week & Space Technology. 16. April, 2006.
5. ↑ EASA TCDS "IM.E.102" (TCDS = Type Certificate Data Sheet)