Bis zu 1.200 Getriebefan-Triebwerke von Airbus zurückgerufen

Der Rückruf wurde durch Verunreinigungen im Metallpulver verursacht.

Das RTX-Unternehmen gab in einer Telefonkonferenz am 25. Juli bekannt, dass es bis zu 1.200 seiner PW1100G-Getriebefan-Triebwerke, die vom Tochtertriebwerkshersteller Pratt & Whitney gebaut wurden, zur beschleunigten Inspektion zurückruft.

Der Übeltäter sind mikroskopisch kleine Verunreinigungen, die in dem in einer New Yorker Anlage hergestellten Metallpulver entdeckt wurden. Das Metall wurde für die Hochdruckturbinenscheiben der Stufen 1 und 2 des Triebwerks verwendet, die zwischen 2015 und 2021 in einer Fabrik in Columbus, Georgia, hergestellt wurden. Die Verunreinigungen setzen die Komponenten dem Risiko aus, dass sich vor Ablauf ihrer angegebenen Lebensdauer Mikrorisse ansammeln.

Die Mängel wurden erstmals in einer kaputten Scheibe eines vietnamesischen Verkehrsflugzeugs A321ceo entdeckt, das den älteren Turbofan IAE V2500 verwendete – ein Produkt eines Joint Ventures mit Pratt & Whitney. Mitte Juli kam Pratt & Whitney jedoch zu dem Schluss, dass sie mit der Einschätzung des Risikos, das das Metallpulver für seine PW1100G-Triebwerke der neuesten Generation darstellt, nicht zufrieden sind und dass sie einen beschleunigten Inspektionsplan verdienen.

Derzeit plant RTX (früher bekannt als Raytheon), bis September 200 der ältesten Motoren mit höherer Priorität zu überprüfen. Schätzungsweise 1.000 weitere Motoren müssen im kommenden Jahr möglicherweise überprüft werden – die endgültige Zahl könnte jedoch darunter oder darüber liegen, was zum Teil von den Ergebnissen der ersten Inspektionstranche abhängt.

Zwei PW1100G-JM-Triebwerke werden in einigen der A320neo- und A321neo-Jetliner von Airbus eingesetzt, die mit der Boeing 737 um die Krone der produktivsten im Einsatz befindlichen Jetliner konkurrieren. Die geschätzten 1.200 Motoren machen 40 % der rund 3.000 ausgelieferten PW-1100G aus.

Bei jeder Inspektion sind zwei Monate erforderlich, um den Motor zu zerlegen, die Scheiben (sofern defekt) auszutauschen und wieder zusammenzubauen. Aufgrund früherer Erfahrungen bei der Suche nach fehlerhaften Scheiben in 3.000 Motoren ist Pratt & Whitney optimistisch, dass nur etwa 1 % der Scheiben sofort ausgetauscht werden müssen.

Dieser Rückruf (oder „verkürzte Inspektionsintervalle“, wie das Unternehmen es nannte) birgt immer noch das Risiko, den Betrieb von Fluggesellschaften zu stören, die mit PW1100G ausgerüstete Jetliner betreiben, da in Betrieb befindliche Flugzeuge vorzeitig zur Inspektion aus dem Verkehr gezogen werden. Die entdeckten Mängel beziehen sich jedoch nicht auf die Lieferung neuer GTF-Triebwerke (das Werk hat sie im Jahr 2021 behoben) oder die Produktion neuer Flugzeuge.

Greg Hayes, Geschäftsführer von RTX, räumte während des Telefonats ein, dass die Behebung des „enttäuschenden“ Problems teuer sei und sich auf die Kunden auswirken würde – obwohl er betonte, dass es sich weder für Pratt & Whitney noch für RTX um ein „existenzielles Problem“ handele.

Dennoch führte die Gegenreaktion der Anleger nach Bekanntgabe der Rückrufe zu einem Rückgang des RTX-Aktienwerts um 10 %, während Airbus einen Rückgang von 2,5 % hinnehmen musste. RTX selbst reduzierte seinen geschätzten Cashflow für 2023 um eine halbe Milliarde Dollar auf netto 4,3 Milliarden Dollar.

Der zahlreichste A320-Betreiber ist die indische IndiGo mit 143 Flugzeugen. Weitere große Betreiber, die A320neos und A321neos erhalten haben, befinden sich in den USA (Delta, Jet Blue, Spirit, United, Hawiian), China (einschließlich Air China, Shenzhen und Sichuan Airlines), Ungarn, Japan, Mexiko, der Türkei und Vietnam. Die große A320- und A321-Flotte der America Airline nutzt jedoch das Konkurrenztriebwerk CFM LEAP als Antrieb.

Die beiden vorherrschenden Jetliner in der Produktion sind heute die Single-Aisle-Flugzeugserien Boeing 737MAX und Airbus A320neo. Während die 737MAX mit dem vom Marktführer CFM International (einem französisch-amerikanischen Joint Venture) entwickelten LEAP-Triebwerk ausgestattet ist, kann die A320neo entweder mit LEAP-Turbofans oder dem von Pratt & Whitney entwickelten Geared Turbofan (GTF) ausgestattet werden.

Beide Hochbypass-Turbofans sollen eine Verbesserung der Treibstoffeffizienz um etwa 16 % bieten, was zu enormen Einsparungen gegenüber älteren Flugzeugen führt. Angesichts der Tatsache, dass ein typischer Jetliner 3.000 Stunden pro Jahr fliegen kann, sind die Verbesserung der Treibstoffeffizienz und die Senkung der Betriebskosten das A und O beim kommerziellen Jet-Reisen. Benchmarks und Ausgleichsmaßnahmen zur Reduzierung der CO2-Emissionen, die den Klimawandel verlangsamen sollen, vervielfachen den Wert solcher Effizienzgewinne noch weiter.

Obwohl LEAP und GTF beide viele fortschrittliche Technologien beinhalten, wie zum Beispiel neue verschleißfeste Beschichtungen, ist GTF insgesamt weniger konventionell. Sie führten ein Getriebe ein, das es dem Lüfter und der Spule des Motors ermöglicht, sich mit unterschiedlichen, optimaleren Geschwindigkeiten zu drehen.

GTF hat seinen Ursprung in der Forschung von Pratt & Whitney an Windkanalanlagen der NASA, die in den 1990er Jahren begann. Pratt & Whitney begann 2006 ernsthafter in das Programm zu investieren und ließ 2008 Triebwerksprototypen erstmals im Flug testen. Eine A320neo-spezifische Untervariante, die PW1100G, erhob sich dann 2013 in die Lüfte und erhielt im Dezember 2014 die FAA-Zertifizierung. Diese Variante hat einen Ventilator mit einem Durchmesser von 2,05 Metern, erzeugt bis zu 17,5 Tonnen statischen Schub und wiegt jeweils 3,15 Tonnen.

In einer frühen Analyse wurde geschätzt, dass GTF niedrigere Betriebskosten aufweisen würde, da weniger Komponenten vorhanden wären, die bei niedrigeren Temperaturen weniger Belastungen ausgesetzt wären – was es auch für Fluggesellschaften, die in heißeren Klimazonen operieren, vorzuziehen macht. GTF soll außerdem den Motorlärm um bis zu 75 % reduzieren. Der Nachteil ist, dass das Getriebe zwar etwas schwerer und komplexer ist, obwohl es abgesehen von regelmäßigen Ölwechseln keine besondere lebenslange Wartung erfordert.

In der Praxis zeigen Zahlen des US-Verkehrsministeriums aus den Jahren 2017 bis 2020, dass die LEAP-Triebwerke der A320neos halb so viele Reparatur- und Wartungsstunden erfordern wie das GTF und nur die Hälfte (oder weniger) der Betriebskosten des GTF verursachen, obwohl das GTF schwächer ausfällt geringere Treibstoffverbrauchskosten.

Fairerweise muss man sagen, dass diese Zahlen die Identifizierung und Korrektur von Kinderkrankheiten widerspiegeln, die die GFT-Motorenfamilie schon früh plagten.

Während viele Anhänger der PW1500G-Variante sind, die in kleineren Flugzeugen der Airbus-A220-Serie zum Einsatz kommt, begannen die spezifischen Probleme der PW-1100G mit langen Startzeiten (7 Minuten gegenüber typisch 2,5), was auf eine asymmetrische Verformung der Turbofan-Rotoren aufgrund von Wärmestau zurückzuführen ist. Dieses Problem wurde schrittweise durch zwischen 2016 und 2017 eingeführte Modifikationen in Form überarbeiteter Kraftstoffdüsen, eingebauter Dämpfer, Software-Upgrades und einer Bornitrid-Beschichtung auf Rotorspitzen behoben.

Doch im Jahr 2018 traten bei PW1100G beim Steigflug mit hoher Leistung Triebwerksvibrationen auf, was dazu führte, dass Lufthansa ihre A320nos für 8,5 Monate am Boden ließ. Probleme mit einer Messerdichtung, die im Kompressor des PW1100G verwendet wurde, führten dazu, dass Airbus die Lieferungen des Triebwerks einstellte, bis Pratt & Whitney bereits gelieferte Dichtungen durch ein korrigiertes Design ersetzte.

Indische Fluggesellschaften, die GTF-Turbofans in heißen, stark verschmutzten Umgebungen betreiben, hatten besonders häufig Probleme, die zu langsamen Wartungsraten führten, wobei die Fluggesellschaft Go First sogar die Triebwerke (sowohl Ausfallrate als auch Geschwindigkeit des Austauschs) für ihren Bankrott verantwortlich machte. Pratt & Whitney argumentierte, dass das Missmanagement der Fluggesellschaft schuld sei.

Derzeit berichtet Aviation Week, dass 11 % (mehr als eines von zehn) Flugzeugen mit Triebwerken der GTF-Serie entweder am Boden blieben oder nur einmal pro Woche geflogen wurden, häufig aufgrund von Verzögerungen – entweder aufgrund des Wartens auf den Erhalt von Ersatzteilen von Pratt Whitney oder indem man darauf wartet, dass Zeitnischen für Triebwerksüberholungen in 13 (derzeit 19) Einrichtungen weltweit frei werden, die die GTF-Wartung unterstützen.

Pratt & Whitney plant, einen Überschuss an Ersatzteilen zu schaffen, um diese großen Verzögerungen zu umgehen.

Die Kosten der Qualitätskontrolle

Der Lichtblick in der Frustration, die der jüngste Rückruf hervorgerufen hat, ist die Bereitschaft des Unternehmens, die Kosten für die präventive Risikoerkennung zu übernehmen – selbst wenn es damit rechnet, nur bei 1 % aller Motorscheiben Mängel zu finden.

Die Zeit wird zeigen, ob die vielfältigen Probleme der GTF-Turbofan-Familie vollständig gelöst werden können, um die gewünschten Verbesserungen der Zuverlässigkeit und Senkung der Betriebskosten zu erreichen.

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