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Schallmessung mit Laser

DLR forscht für leisere Triebwerke

Damit zivile Triebwerke in Zukunft leiser werden können, vermisst das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in dieser Woche Lärmquellen am Triebwerk und im Abgasstrahl. Erstmals kommt dabei neben Mikrofonen auch Lasertechnik zum Einsatz.

In der Messkampagne nutzen die Lärmforscher das DLR-Forschungsflugzeug A320-ATRA für eine Reihe von Triebwerksstandläufen. Die Testläufe werden in der Lärmschutzhalle der Lufthansa Technik auf dem Gelände des Hamburger Flughafens durchgeführt.  "In Hamburg haben wir weltweit einmaliges vor", sagt Dr. Andreas Schröder vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. "Noch nie wurden die montierten Triebwerke eines Verkehrsflugzeugs im Betrieb zeitgleich mit einem Array von Mikrophonen und laseroptischen Feldmessverfahren untersucht." Die Forscher sind mittels Laserlicht den schallverursachenden turbulenten Strömungen im Ansaug- und Abstrahlbereich auf der Spur: "Wir wollen herausfinden, an welchen Stellen der Triebwerksströmung der Lärm durch große turbulente Geschwindigkeits- und Dichteschwankungen verursacht wird", erklärt Schröder. Die umliegend aufgebauten Mikrofone liefern den Wissenschaftlern dabei den Lautstärkepegel zu den im Laserlicht sichtbar werdenden Strömungsphänomenen.

Im DLR-Projekt SAMURAI (Synergy of advances measurement techniques for unsteady and high Reynolds number aerodynamic investigations) arbeitet das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik Hand in Hand mit dem DLR-Institut für Antriebstechnik. Darüber hinaus sind das DLR-Institut für Aeroelastik und das DLR-Institut für Bauweisen und Konstruktionsforschung an diesem multidisziplinären Vorhaben beteiligt. Dr. Andreas Schröder ist Leiter des Projekts mit einem klaren Ziel vor Augen: "Wenn wir durch unsere Messungen genauer wissen, wo am Triebwerk der Lärm entsteht, lässt sich der Triebwerkslärm besser am Computer simulieren. Langfristig können dann deutlich leisere Triebwerke am digitalen Reißbrett entstehen." Bis zum Projektende im Sommer 2014 wollen die Forscher verbesserte Simulationen des Treibwerksfreistrahls und seiner schallerzeugenden Strömungsstrukturen vorlegen.

Seit Anfang 2002 steht für Triebwerksprobeläufe aller Flugzeugtypen, die die Lufthansa Technik in Hamburg wartet, eine geschlossene Lärmschutzhalle zur Verfügung. Das Gebäude kann mit einer Größe von 95 mal 92 Metern und einer Höhe von 23 Metern sogar Jumbojets aufnehmen.

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