Gegenschall soll nervtötenden Fluglärm auslöschen

Flugzeuge könnten zukünftig mit halber Lautstärke fliegen: Möglich machen soll das ein System des DLR, das dem Turbinenkrach mit Gegenschall zu Leibe rückt. Projektpartner sind Flugzeugbauer Airbus und Triebwerkhersteller Rolls-Royce.

In Versuchen ließen die DLR-Forscher Druckluft auf den Rotor strömen. Durch diesen sogenannten Gegenschall sank das Störgeräusch um zehn Dezibel – das entspricht einer Halbierung der wahrgenommenen Lautstärke.

Foto: DLR

Druckluft kann Töne und Geräusche erzeugen. Die Luftpumpe fürs Fahrrad beispielsweise. Hält man die Austrittsöffnung weitgehend zu, entweicht die Luft mit einem Quietschen. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erzeugen ebenfalls Schallwellen mit Hilfe von Druckluft. Sie schwingen gerade so, dass sie die Schallwellen überlagern, die der große Rotor in Flugzeugtriebwerken erzeugt. Dabei wird ein Teil des Schalls ausgelöscht. Lärmminderung mit Gegenschall nennen das die Experten.

DLR-Forscher lassen Drucklaut auf Rotor strömen

Normalerweise erzeugen Lautsprecher den Gegenschall. Bei Flugzeugen kommt diese Lösung jedoch nicht in Frage. Lautsprecher sind so empfindlich, dass sie die Belastungen im Flug nicht lange überstehen würden. Außerdem sind sie wegen der eingebauten Magnete schwer, erhöhen also den Kerosinverbrauch. Ein Druckluftsystem ist dagegen bereits in Flugzeugturbinen vorhanden.

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Am Triebwerkeinlass entsteht der mit Abstand störendste Lärm dort, wo sich der Hauptrotor mit hoher Geschwindigkeit vor einer fest installierten Schaufelreihe dreht, dem sogenannten Stator. Die Wissenschaftler des DLR-Instituts für Antriebstechnik bauten in ein Triebwerk Ringe mit Löchern ein, durch die sie Druckluft auf den Rotor strömen ließen. Dabei entsteht Gegenschall, der den Lärm der Turbine mindert.

Experimente in der sogenannten Luftberuhigungskammer: Die DLR-Forscher wollen den Gegenschall so regeln, dass das lärmende Geräusch in alle Abstrahlrichtungen leiser wird.

Quelle: DLR

Lärmgeplagte Anwohner von Flughäfen könnten davon mittelfristig profitieren. „Mit dem Druckluftverfahren ist es uns gelungen, die Lautstärke des besonders störenden Rotor-Stator-Tons um bis zu zehn Dezibel zu senken“, erklärt Prof. Lars Enghardt vom DLR-Instituts für Antriebstechnik. „In der menschlichen Wahrnehmung entspricht das etwa einer Halbierung der Lautstärke.“

Weniger Lärm in alle Abstrahlrichtungen

Die Tests fanden in einem sogenannten Versuchsverdichter in Köln statt. Im Austrittsbereich der Schallwellen installierten die DLR-Forscher einen halbkreisförmige Mikrofonträger, der es ihnen ermöglichte, den auftretenden Lärm rundum zu messen. „Besonders wichtig war es, den Gegenschall so zu regeln, dass der lärmende Ton nicht nur in einer Richtung, sondern ringsum in allen Abstrahlrichtungen leiser wird; und das ist uns gelungen“, freut sich Enghardt.

Durch die eingeblasene Luft werden Wechselkräfte auf den Leitschaufeln hinter dem Hauptrotor angeregt, die bei genau eingestellter Luftzufuhr den aktiven Gegenschall erzeugen. Der Projektpartner Airbus Group Innovations entwickelte dazu ein computergesteuertes Regelungssystem. An der Entwicklung ebenfalls beteiligt ist der britische Turbinenbauer Rolls-Royce.

Ein Beitrag von:

Wolfgang Kempkens

Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.