Hochtemperaturdichtung zum Brandschutz von Triebwerken

Die Hochtemperaturdichtung Ultra High Temp Seal von Trelleborg Sealing Solutions ist eine besonders hitzestabile Dichtung aus Silikonkautschuk. Sie wurde für den Einsatz im Flugzeugtriebwerk konzipiert. Der höhere Temperatur Bereich des Materials ermöglicht die Entwicklung von effizienteren Triebwerken mit reduziertem Treibstoffverbrauch als das bisher umsetzbar bar.

"Je heißer ein Triebwerk läuft, desto mehr Schub wird bei gleichbleibender Treibstoffmenge erzeugt. Das macht das Triebwerk bei geringerem Treibstoffverbrauch effizienter. Die Triebwerke neuester Generation werden daher mit 315 °C und deutlich höheren Temperaturen betrieben“, sagt Quinn Collett, General Manager Airframe bei Trelleborg Sealing Solutions. 

Bei Anwendungen mit diesen extremen Temperaturen tragen spezielle feuerfeste Dichtungen dazu bei, die Sicherheit der Passagiere an Bord zu gewährleisten. Sie kommen in Triebwerken, Rumpf, Schubumkehrern und Pylonen zum Einsatz. Dort dienen die Dichtungen als Barriere und verhindern so unter normalen Betriebsbedingungen, dass ein Luftstrom von einem Bereich des Flugzeugs zu einem anderen fließt. Das ist eine wichtige Brandschutzmaßnahme.

„Noch entscheidender ist, dass die Hochtemperaturdichtungen als Vorsichtsmaßnahme und Abdichtung bei Zwischenfällen dienen, die zu einem Brand führen könnten. Kommt ein Brand zum Ausbruch, wird das Feuer in einen Bereich des Flugzeuges eingedämmt. Das gestattet eine sichere Landung innerhalb von 15 min.

Hochtemperaturdichtung mit Beständigkeit über 315 °C

"Bislang gab es auf dem Markt keine Hochtemperatur-Brandschutzvorrichtungen, die über +315 °C einsetzbar waren“, meint Quinn Collet. „Sie konnten die Brandschutzforderungen nicht erfüllen. Unsere neuen Hochtemperaturdichtungen hingegen sind einzigartig.

Das zum Patent angemeldete Design der Dichtung überwindet die für Silikonelastomere typischen Probleme der Eigenschaften Relaxationsverhalten und Druckverformungsrest bei hohen Temperaturen. Dies bedeutet, dass sich unsere Ultra High Temp Seal erfolgreich in Hochtemperatur Flugzeugtriebwerken als Brandschutzdichtung eignet."

Umfangreiche Untersuchungen bei unterschiedlichen Belastungszuständen wurden vom Trelleborg Forschungs- und Entwicklungsteam durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit und Eigenschaften der Abdichtung zu prüfen. Bei Hitze-Einweich-Tests schnitt die Hochtemperaturdichtung besser ab als andere Brandschutzdichtungen. Hier lag der Druckverformungsrest immer unterhalb des Zielwerts von 15 %.  

Integration und komplexe Geometrien

Zur Herstellung des Produkts entwickelte der Dichtungsspezialist eine Methode zur Integration aller Komponenten und Herstellung komplexer Geometrien. Weil die Ultra High Temp Seal keinen thermischen Schutz der Dichtungselemente benötigt, ergaben sich zudem Gewichtseinsparung und Reduzierung der Teileanzahl. Das führte auch zu einer leichteren Montage.

Die statische Dichtung für Anlagen und ihr tatsächliches Alter

Die neue Hochtemperaturdichtung eignet sich für einen Temperaturbereich von -40° bis +315 °C. Je nach Anwendung wurde die Dichtung für eine Lebensdauer von 60.000 Flugzyklen (Start, Flug und Landung) ausgelegt. Die Brandschutzdichtung eignet sich aber auch für herkömmliche Anwendungen. So ist sie beispielsweise auch prädestiniert für den Einsatz unter hohen Temperaturen, wo im Vergleich zu bestehenden Lösungen eine längere Lebensdauer gefordert wird, aber nicht alle Anforderungen zu erfüllen sind.

Die Ultra High Temp Seal erfüllt die Anforderungen der US-Bundesluftfahrtnorm AC20-135 "Powerplant Installation and Propulsion System Component Fire Protection Test Methods and Standards and Criteria" sowie ISO 2685:1998 "Aircraft - Environmental Test Procedure for Airborne Equipment – Resistance to Fire in Designated Fire Zones".