Neuer Wälzlagerstahl für Flugzeugtriebwerke

Mit der Entwicklung des temperatur- und korrosionsbeständigen Stahls ARCTIC15 für Flugzeugtriebwerke setzt der Wälzlagerhersteller SKF seine Bemühungen um intelligente, saubere Rotationstechnik fort.

Die Luft- und Raumfahrtindustrie will bis 2050 ihre Emissionen auf Netto-Null reduzieren. Das setzt neue Triebwerkskonstruktionen voraus, für die Wälzlager mit bislang unerreichten Leistungsdichten und Drehzahlen benötigt werden. In diesem Zusammenhang Werden Flugzeugtriebwerke entwickelt, die den Kraftstoffverbrauch um bis zu 25 %* senken und damit auch die Emissionen reduzieren sollen. Mit dem innovativen SKF-Spezialstahl ARCTIC15 werden nun Lagerlösungen für die neuen Triebwerksarchitekturen möglich.

„Für den aktuellen Trend zu Triebwerken mit 25 % weniger Kraftstoffverbrauch – was einer erheblichen Emissionsreduzierung gleichkommt – entwickelt SKF innovative Lösungen. Unsere revolutionäre Stahllegierung ARCTIC15 erlaubt die Verwendung von kleinen, kompakten Wälzlagern, die hohe Belastungen bewältigen, neue Motorenbauweisen möglich machen und die Effizienz über den gesamten Lebenszyklus hinweg steigern.

Auch die Reparierbarkeit ist dabei ein wichtiger Faktor. Der Spezialstahl trägt zu schnelleren Entwicklungszyklen bei und unterstützt die Nachhaltigkeitsziele der Branche“, erklärt Gregory A. Zimmerman, Direktor der SKF Aerospace Business Unit.

Der erste Schritt zur Leistungssteigerung besteht darin, die Wälzkörper aus einem anderen Material zu fertigen: Statt Stahl wird Keramik verwendet. Der zweite Schritt ist die Kombination der Keramikwälzkörper mit Ringen aus einem Spezialstahl, der höher belastbar und für höhere Temperaturen ausgelegt ist als herkömmliche Stähle. Diese Eigenschaften bieten mehr Spielraum für die Konstruktion effizienterer Triebwerke.

„Durch funktionsübergreifende Zusammenarbeit und nachhaltigkeitsorientierte Programme, die auf globale Megatrends und die Bedürfnisse der Industrie reagieren, wollen wir unserer Verantwortung beim Kampf gegen den Klimawandel gerecht werden.

Als Lieferant und Kunde setzen wir unsere Erkenntnisse in intelligente, praktische Lösungen um, die Reibung reduzieren, Emissionen senken, die Lebensdauer von Systemen verlängern – und so die Industrie bei ihren Nachhaltigkeitsbestrebungen unterstützen“, sagt Hans Landin, Präsident von SKF Specialized Industrial Solutions.

SKF hat die Stahltechnologie patentiert und wird sie über die neue Innovationsplattform „The Patent Bay“ anderen Firmen zur Verfügung stellen. Diese Plattform steht Unternehmen offen, die Technologien zur Nachhaltigkeitsförderung vorantreiben möchten, indem sie ausgewählte Patente kostenlos zur Verfügung stellen.

Das gab den Anstoß zur Entwicklung von ARCTIC15

• Das Team arbeitet seit fast einem Jahrzehnt an einem einsatzgehärteten, nichtrostenden Wälzlagerstahl für Flugzeugtriebwerke, nachdem Anwender mit der Entwicklung von Flugzeugmotoren begonnen hatten, die mit deutlich weniger Kraftstoff auskommen sollen. Ein wichtiger Treiber dafür war HEAVEN | Clean Aviation, eine im Rahmen von „Clean Sky” von der EU finanzierte Initiative.
• SKF hat umfangreiche tribologische und Materialprüfungen durchgeführt, von einfachen Basistests bis zu aktuellen Tests im Maßstab 1:1, um die praktische Leistungsfähigkeit des neuen Werkstoffs für die Wälzlager zu untersuchen.
• SKF Aerospace-Werke haben Demonstrator- und Prototypenlager in Originalgröße hergestellt. Dabei haben Sie den neuen Stahl mit Wälzköpern aus Keramik kombiniert und das Lagerverhalten untersucht. Validiert wurden insbesondere die Lebensdauer und die Beständigkeit unter extremen Betriebsbedingungen, beispielsweise bei Unterbrechung der Ölversorgung.
• Anfang 2026 wird im Rahmen des Technology Readiness Levels-Prozesses eine Bodentestdemonstration gemeinsam mit einem Branchenführer für OEM-Flugzeugtriebwerke durchgeführt.

Hinweis
Bis zu 25 % weniger Emissionen: Der geringere Kraftstoffverbrauch wird durch mehrere Innovationen und Kooperationen ermöglicht, darunter auch Arctic15. Die angegebene Emissionsreduzierung bezieht sich ausschließlich auf Verbesserungen der Kraftstoffeffizienz des Triebwerks. Sie spiegelt keine vollständige Lebenszyklusbewertung eines zukünftigen Flugzeugs wider.

(Quelle: SKF GmbH)