Druckluft mindert Triebwerksgeräusche deutlich

Die Wissenschaftler des DLR entwickelten dafür ein Verfahren, das über mehrere mit Löchern versehene Ringe hinter dem Rotor Luft einbläst und so, passend zum störenden Rotorton, Gegenschall erzeugt. (Bild: DLR)

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"Mit dem Druckluftverfahren ist es uns gelungen, die Lautstärke des besonders störenden Rotor-Stator-Tons für kritische Abstrahlwinkel aus dem Triebwerk um bis zu zehn Dezibel zu senken. In der menschlichen Wahrnehmung entspricht das etwa einer Halbierung der Lautstärke", sagt Professor Dr. Lars Enghardt vom DLR-Instituts für Antriebstechnik. (Bild: DLR)

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Die Versuche fanden beim DLR in Köln im Versuchsverdichter UHBR (Ultra High Bypass Ratio)-Rig des Instituts für Antriebstechnik statt. "Im Prüfstand haben wir das Druckluftverfahren an einem realistischen Modell eines Teiltriebwerks getestet, das unter normalen Landeanflugbedingungen mit niedrigen Drehzahlen betrieben wurde", beschreibt DLR-Forscher Dr. Eberhard Nicke das Experiment. (Bild: DLR)

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"Am Triebwerkseinlass entsteht der mit Abstand störendste Ton dort, wo sich der Hauptrotor mit hoher Geschwindigkeit vor einer fest installierten, weiteren Schaufelreihe, dem sogenannten Stator, dreht", sagt Enghardt weiter. (Bild: DLR)

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Für die Messung der Lautstärke installierten die Wissenschaftler im Teststand ein Gerüst mit Mikrofonen vor dem Triebwerksmodell. Schrittweise bewegten sie die Mikrofone an jede mögliche Position vor dem Einlass. "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, der in Berlin die Abteilung Triebwerksakustik leitet. (Bild: DLR)

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Die aktive Lärmminderung wird seit längerem als innovative Technologie für leisere Triebwerke verfolgt. Die Akustiker des DLR-Instituts für Antriebstechnik entwarfen deshalb das neuartige Verfahren zur aktiven Minderung von Triebwerkstönen mittels Druckluft. 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 auf dem Prinzip aufbauend ein computergesteuertes Regelungssystem, das automatisch sowohl die optimalen Umfangspositionen als auch die Einblasmassenströme beider Ringe einstellt. (Bild: DLR)

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Der Vorteil des neuen Systems liegt neben dem geringen Gewicht bei der im Vergleich zu Lautsprechern einfacheren Integration in heutige Triebwerke. Moderne Flugzeugturbinen besitzen bereits ein für viele Zwecke verwendetes Druckluftsystem, welches für akustische Anwendungen entsprechend erweitert und adaptiert werden kann. Bereits 2012 hatten erste DLR-Versuche mit der neuen Drucklufttechnik gezeigt, dass es auf diesem Wege prinzipiell möglich ist, passenden Gegenschall zu erzeugen. (Bild: DLR)

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