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Rolls Royce RB211-524B;
hier an einer L1011-1-15-200(F) der Kitty Hawk International
| Daß Lockheed für den TriStar nur ein einziges Triebwerkmuster vorsah, ist bisher beispiellos und sollte die Firma in eine schwere Krise stürzen. Der Hersteller
Rolls Royce hatte sich mit dem RB.211 völlig übernommen, denn Erfahrungen im Bau von Großtriebwerken lagen nicht vor. Um konkurrenzfähig zu sein, mußte schon im Entwurf
mehr geboten werden. Für Lockheed war es verlockend, denn das Design versprach ein großes Entwicklungspotential,technologischen Vorsprung und der RB.211 sollte für die L-1011 -
Zelle maßgeschneidert werden. Außerdem gab es Kostenvorteile durch die Pfundwährung und man hoffte durch ein britisches Fabrikat auf verbesserte Marktchancen in Europa und im
britischen Einflußbereich. Nicht zuletzt galt Rolls-Royce als der erfahrenster Hersteller von zivilen Düsentriebwerken.
Seit Anfang der 60er Jahre führte Rolls-Royce eine Serie von Studien über High - Bipass Turbofans in einer Dreiwellenbauweise durch, zu denen der RB.178-51, der
RB.207-03 und der RB.211-28 gehörten, die für den geplanten Airbus A300 gedacht waren. Ein kleiner Demonstrator, der RB.178-16 (1966) lieferte wertvolle Hinweise über das Design
solcher Antriebe. Die neuartige Dreiwellen - Bauart wurde erstmals in dem RB.203 Trent (1967) angewandt. Als dann die beiden Tri-Jets DC-10 und L-1011 heranreiften und Triebwerke mit einem Schub
von über 18 Tonnen benötigten, sah Rolls-Royce dort erheblich höhere Chancen als beim Airbus - Projekt und setzte alles auf eine Karte, zumal Marktstudien eine weitreichende
Nachfrage versprachen. So machte man dann im Juni 1967 ein Angebot an Lockheed, das den RB.211-6 mit 33.260 Ib Schub zum Inhalt hatte. Neben hohem Schub versprach man 25% weniger
Kerosinverbrauch als die Konkurrenten P&W/ GE und eine deutliche Lärmsenkung.
Das Dreiwellen - Prinzip und neuartige Fanschaufeln aus 'Hyfil' (Kohlenstoffasern) machten den Motor entscheidend leichter, die erste Lieferung wurde für September 1971 versprochen. Daraufhin wurden am 29. März 1968 450 RB.211 von Lockheed für die L-1011 fest bestellt, aber mit einem höheren Schub, der aus Konkurrenzgründen nötig war.
Bei diesem gewaltigen Projekt mit unzureichender Erfahrung war das Desaster für Rolls-Royce vorprogrammiert.
Es kamen unzählige technische Probleme auf. Der Frontfan mit den 25 'Hyfil' - Schaufeln wurde hinfällig, denn Vogelschlag und Erosion zerstörten das Material. Es mußte jetzt auf den vorsichtigerweise ebenfalls entworfenen Fan mit 33 Titan - Schaufeln zurückgegriffen werden, der jedoch das Gewicht des Motors ganz erheblich steigerte, womit der Hauptvorteil zunichte war. Ebenso konnte die garantierte Leistung des RB.211 nicht erbracht werden. Mit all diesen Problemen konnte man das Triebwerk weder zulassen noch verkaufen.
Eine unkluge Marktpolitik und die Entwicklungskosten des RB.211 Triebwerks waren nur einige der Faktoren, die im Februar 1971 zu dem freiwilligen Vergleich von Rolls-Royce Ltd. führten. Die Firma war bankrott. Das Unternehmen war jedoch von so großer Bedeutung, daß die Regierung unmöglich seinen Untergang dulden konnte.
Am 23. Februar 1971 setzte die Gesellschaft unter Lord Cole, durch staatliche Mittel unterstützt, als Rolls-Royce (1971) Ltd. zu einem neuen Anfang an. Zwischen der Heath und der Nixon Regierung kam es zu eiligen Beratungen. Eine unmittelbare Folge des Zusammenbruchs waren die Einstellung der TriStar - Produktion und die Entlassung von ca. 9000 Lockheed - Mitarbeitern. Mit der Lieferung des RB.211 war man schon jetzt sechs Monate im Verzug.
Die britische Regierung unterzeichnete am 11. Mai 1971 einen Emissionsvertrag für das RB.211 Triebwerk, nachdem sie zuvor den Vergleichsverwalter für die angefallenen Kosten entschädigt hatte. An der Sache war jedoch ein 240 Millionen - Dollar - Haken. Das Geld für das RB.211 wäre unter der Bedingung zur Verfügung gestellt worden, daß Washington die Zukunft der TriStar garantierte. Sowohl Lockheed als auch Nixon versuchten, die Banken dazu zu überreden, 250 Mio. Dollar als Darlehen bereit zu stellen. Diese erklärten sich unter der Bedingung dazu bereit, daß sich der Kongreß für den Fortbestand von Lockheed einsetzen würde, denn die Firma befand sich damals wegen der C-5A in großen Schwierigkeiten. Mit knapper Mehrheit beschloß das Repräsentantenhaus am 30. Juli 1971, die US Darlehen zu garantieren, und drei Tage später schloß sich auch der Senat an. Der Fortbestand der TriStar war gesichert.
Jetzt stand Lockheed vor enormen Schwierigkeiten, denn man hatte zusätzliche Probleme mit der Festpreisgarantie für die C-5. Das AH-56 Programm und die Inflation ließen die roten Zahlen nach oben schnellen. Die nun auf der Kippe stehende Produktion der L-1011 ließ Schlimmes befürchten, da man den CF-6 oder den JT9D amerikanischer Triebwerkshersteller nicht ersatzweise nehmen konnte, denn die dafür notwendigen Neukonstruktion des S - Einlaufs war zu teuer und erforderte ein neues Zulassungsprogramm. |
| Der Stein des Anstoßes : Der Lufteinlauf des Triebwerkes Nr. 2 (S-Duct) war genau auf das RB211 Triebwerk abgestimmt. Konstruktionsmässig paßt kein anderes Triebwerk in die L1011 hinein. Auch das war ein Grund, das z.B. Lufthansa die Maschine nicht gekauft hat und sich letztendlich für die, mit drei Triebwerkstypen erhältliche DC10 entschieden hat |
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Nach einer umfangreichen Überarbeitung des RB.211 unter Führung von Dr. S.G. Hooker konnte dann endlich Anfang 1972 der RB.211-22C mit 38.750 Ib Schub und einem Gewicht von 9.195 Ib (gegenüber ursprünglich 6.353 Ib) zugelassen werden. Im April 1973 gab es dann den verbesserten RB.211-22B, der 42.000 Ib Schub bei höheren Außentemperaturen leistete. Die -22C Motoren wurden später auf -22B Standard nachgerüstet. Trotz der immensen Anfangsschwierigkeiten entwickelte sich die RB.211 Reihe zu der erfolgreichsten überhaupt. Diese Triebwerke sind zwar etwas schwerer, haben dafür aber eine bessere Leistung bei einem niedrigeren Verbrauch mit größter Zuverlässigkeit. Weiterentwicklungen führten zu Spitzentriebwerken wie dem RB.211-524G (Boeing B747) und der -535 Reihe (Boeing B757 / 767) , die das Kerntriebwerk des -22B hat.
Baubeschreibung RB.211
Der Kürzel RB steht für Rolls Royce - Barnoldswick (eine der Stätten für Forschung und Entwicklung)
Aufbau:
Dem einstufigen Fan (der gleichzeitig Niederdruckverdichter ist) folgt ein
siebenstufiger Zwischendruckverdichter und ein sechsstufiger Hochdruckverdichter, die durch je drei Axialwellen von der dreistufigen Niederdruckturbine sowie der je einstufigen Zwischendruck - und Hochdruckturbine angetrieben werden.
Durch diese Bauart hat das Triebwerk vergleichsweise weniger Teile, eine kompaktere und steifere Bauart, geringere Vibrationen und weniger Lärmentwicklung durch niedrigere Frontfangeschwindigkeit.
- Niederdrucksystem (N1) : Einstufiger Fan, dreistufige Turbine
- Zwischendrucksystem (N2): Siebenstufiger Axialkompressor, einstufige Turbine
- Hochdrucksystem (N3) : Sechstufiger Axialkompressor, einstufige Turbine
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| Der RB.211 hat ein Nebenstromverhältnis (bypass) von 5:1. Der Gesamtschub wird von zwei separaten Strömen erzeugt, dem Kaltstrom vom Frontfan und dem Heißstrom aus dem Kerntriebwerk (core). Über 70% vom Gesamtschub wird durch die nach hinten gedrückte kalte Luft des Frontfans in Propellerwirkung erzeugt, die unter der Außenverkleidung entlang des Kerntriebwerks läuft und durch eine Verjüngung in der Verkleidung vor dem Austritt nochmals komprimiert wird. Nur der kleinere Teil der Luft (1/4) wandert durch die Kompressoren des Turbojets in die Ringbrennkammern. Der Motor ist in sieben Module unterteilt, die jedes für sich austauschbar sind, ohne das Triebwerk zu demontieren. Das Gewicht beträgt mit Verkleidung ca. fünf Tonnen.
RB.211 -22B
- Schub auf Meereshöhe+15°C 41.030lb (18,61 Tonnen oder 187 kN)
- Länge 303,2 cm
- Fan - Durchmesser 215,4 cm
RB.211 -524B (ab 1977)
- Schub auf Meereshöhe+15°C 50.000lb (222,67 Tonnen oder 222 kN)
- Länge 303,2 cm (-524B) / 310,6 cm (-524B4)
- Fan - Durchmesser: 215,4 cm (-524B) / 218,0 cm (-524B4)
Der RB.211-524 ist eine schubstärkere Weiterentwicklung des -22B, dessen Erstkunde Saudia für ihre L-1011 -200ER (1977) war. Das Triebwerk hat ein etwas verringertes Druck - und Bypassverhältnis mit einer Verbesserung im Fan- und Hochdruckbereich.
Für den TriStar gibt es folgende Varianten:
- 524-02 (-200)
- 524-B-02 (-200/-500)
- 524-B3-02 (-500)
- 524-B4-02 (-500) und
- 524-B4 improved (-250).
Der B4 improved z.B. reduziert den Kerosinverbrauch um 2,5% gegenüber den anderen B4, verursacht niedrigere Wartungskosten und hat die präzisionsgegossenen Schaufeln in Hoch- und Niederdruckturbine. Ein nach außen hin auffälliges Merkmal waren die Veränderungen in den Triebwerksverkleidungen, die zu einem günstigeren Verbrauch führten. Der erste sog. 'Afterbody'
hatte noch die Ablenkspoiler im Heißgasstrahl für die Landung, die aber unbefriedigend arbeiteten. Eine neue 11o - Verkleidung verzichtete darauf ab 1974 und brachte 1,5% Kerosineinsparung. Ebenso wurde die Schubumkehr im Kaltstrom verbessert (Kaskaden - Schubumkehr). Ein kürzeres 15°-Heckteil wurde ab 1976 in den RB.211 -22B / -524 eingebaut mit nochmaliger Einsparung von 1,5%. Auch wurde der Pylon strömungstechnisch verbessert. |
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