Triebwerkseinblasventile im DLR-Test

Lufteinblasung soll Fliegen leiser machen

27.09.2012 - 11:51 0 Kommentare

Die Luftfahrt hat vielen Flughafenanwohnern zu Folge ein Problem - sie ist zu laut. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht nun an einem Lufteinblas-System für Triebwerke, mit dem die Lärmbelastung erheblich gesenkt werden soll. Doch wie funktioniert das genau?

Einblasdüsen am Testtriebwerk

Einblasdüsen am Testtriebwerk
© DLR

Montage der Messtechnik

Montage der Messtechnik
© DLR

Fanschaufeln des Testtriebwerks

Fanschaufeln des Testtriebwerks
© DLR

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben ein neues Verfahren zur Minderung von Triebwerkstönen entwickelt. Es basiert auf dem gezielten Einblasen von Druckluft in das Flugzeugtriebwerk direkt hinter dem Hauptrotor. Das Konzept wurde jetzt erstmals erfolgreich getestet.

In den letzten 40 Jahren reduzierte sich der Fluglärm durch gezielte Anpassungen der Triebwerksbauweise stetig. Dies wurde durch immer größere Triebwerksdurchmesser erreicht. Die physikalischen Grenzen dieses Prinzips, welches auch Treibstoff spart, sind allerdings nahezu erreicht. Jetzt sind innovative Technologien gefragt, um mittels alternativer Methoden die weitgehend ausgereizten Möglichkeiten bei der Lärmreduktion aktueller Triebwerksarchitekturen zu verbessern.

Gegenschall durch Druckluft

Eine viel versprechende Technologie ist die aktive Lärmminderung. "Bei der aktiven Lärmminderung werden Gegenschallquellen zum Unterdrücken der primären Lärmquellen eingesetzt. Bei diesem Prinzip nutzte man bislang Lautsprecher zum Erzeugen eines Gegenschallfelds. In einem Triebwerk - beispielsweise im Einlauf - müsste ein System aus vielen Lautsprechern allerdings extrem robust, langlebig und zuverlässig sein. Überdies bringt die Verwendung von leistungsfähigen Magneten und Verstärkern eine erhebliche Gewichtszunahme des Triebwerks mit entsprechend negativen Auswirkungen auf dessen Effizienz mit sich." erklärt der DLR-Triebwerksakustiker Prof. Lars Enghardt.

Die Akustiker des DLR-Instituts für Antriebstechnik entwickelten deshalb in den letzten Jahren ein neuartiges aktives Verfahren zur Minderung von Triebwerkstönen. Es basiert auf dem gezielten Einblasen von Druckluft direkt hinter dem Hauptrotor des Triebwerks, dem sogenannten Fan. Dadurch werden Wechselkräfte auf den nachfolgenden Leitschaufeln angeregt, die bei genau eingestellter Einblasung den aktiven Gegenschall erzeugen.

Moderne Triebwerke besitzen bereits ein für viele Zwecke verwendetes Druckluftsystem, das auch hier - auf akustische Anwendungen hin erweitert und adaptiert - zum Einsatz kommen kann. Es würde die hohen Anforderungen der Luftfahrttechnik auf Sicherheit, Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit erfüllen.

Realistische Testbedingungen

"Das DLR verfügt in Köln mit dem Versuchsverdichter UHBR (Ultra High Bypass Ratio)-Rig über einen leistungsfähigen Modellprüfstand, an dem wir das neue Verfahren an einem realistischen Modell eines Teiltriebwerks demonstriert haben. Die Untersuchungen wurden bei niedrigeren Drehzahlen unter realistischen Landeanflugbedingungen durchgeführt," sagt Dr. Eberhard Nicke. Erste Datenanalysen zeigen, dass der laute Ton, der im Fan durch die Interaktion von Rotoren und Statoren entsteht, deutlich leiser wurde. Dafür reichte bereits eine geringe Menge eingeblasener Druckluft aus.

Parallel zu den akustischen Demonstrationsversuchen wurden umfangreiche Detailmessungen zur Strömung im Triebwerksfan und dem Schwingungsverhalten der Fanschaufeln durchgeführt. Um innovative Ideen wie das System zur aktiven Lärmminderung in industrielle Anwendungen zu überführen, ist ein umfangreiches Wissen über die komplexen Strömungsvorgänge innerhalb des Triebwerks notwendig.

Umweltfreundliche, leise und leistungsfähige Triebwerke sind das Ziel der DLR-Antriebsforschung. Innovationen in der Triebwerkskonstruktion entlasten schon heute die Anwohner von Flughäfen. Insgesamt nimmt der Luftverkehr allerdings jedes Jahr zu. Ein weiteres Wachstum der Luftfahrtbranche braucht eine weitere kontinuierliche Verringerung des Fluglärms. Daran arbeitet das DLR-Institut für Antriebstechnik seit vielen Jahren gemeinsam mit seinen industriellen Partnern.

Die akustischen und aerodynamischen Forschungsarbeiten im DLR-Institut für Antriebstechnik werden aktuell im Rahmen des vom BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) geförderten Luftfahrtforschungsprogramms IV weitergeführt.

Von: DLR, airliners.de
Nachrichten-Newsletter

Keine Nachricht verpassen mit unserem täglichen Newsletter.

Anzeige schalten »
  • Mehr als 100 neue Billigflug-Strecken gab es im Sommer 2017 von und nach Deutschland. Immer mehr Billigflug-Angebote in Deutschland

    Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt hat den Low-Cost-Monitpr für den Sommer vorgelegt. Demnach gibt es rund hundert neue Billigflüge von und nach Deutschland und die Preise sinken. Großes Wachstum gibt es vor allem an zwei Standorten.

    Vom 23.10.2017
  • Mit ersten Testflügen des Hybridflugzeugs will Zunum Aero bereits 2019 beginnen. Boeing kooperiert beim Thema Hybridflugzeug

    Boeing will zusammen mit dem Start-Up Zunum Aero das Zeitalter der Elektromobilität einläuten. Bis 2022 soll ein hybridbetriebenes Elektroflugzeug für zwölf Pasagiere Regionalverbindungen von bis zu 1100 Kilometer Distanz ermöglichen. Dieses solle 80 Prozent weniger Schadstoffe und Lärm verursachen, teilten die beiden Unternehmen mit.

    Vom 06.10.2017

Themen

Es gelten die Forenregeln und Nutzungsbedingungen » mit Unterstützung durch Disqus

Mehr Nachrichten »
Anzeige schalten
Mehr DLR Jobs Mehr Stellenangebote »
Anzeige schalten »