06.07.2016
FLUG REVUE

Hamburger Forschung gegen PropellerlärmSo könnte der Open Rotor leiser werden

Im Rahmen des Projekts "COCLEA" arbeiten Hamburger Forscher und Flugzeugbauer an Lösungen für Triebwerke mit gegenläufigen Propellern.

Low Noise Aircraft (LNA) des DLR

Mit dem "Low Noise Aircraft" erforscht das DLR Konzepte und Technologien für umweltfreundliche und leisere Flugzeuge. Foto und Copyright: DLR/J. Heinrich  

 

30 Prozent weniger Treibstoffverbrauch als ein herkömmliches Düsentriebwerk: das Konzept des Counter-Rotative Open Rotor (CROR) klingt verlockend. Der Nachteil dieses Antriebskonzepts liegt allerdings im hohen Lärmpegel, den die nicht ummantelten Rotoren verursachen. Mit Lösungen für dieses Problem beschäftigen sich Hamburger Wissenschaftler und Flugzeugbauer im Rahmen des Forschungsprojekts "COCLEA" (Comfortable Cabin for low Emission Aircraft), wie das Luftfahrt-Cluster Hamburg Aviation mitteilte.

Bei "COCLEA" geht es vor allem darum, den tieffrequenten Propellerlärm im Frequenzbereich von 100 bis 200 Hertz abzuhalten. Dieser Schall kann leicht in die Passagierkabine übertragen werden und ist auch der Grund dafür, weshalb gegenläufige Propeller bis heute kaum Anwendung in der Zivilluftfahrt finden. An Konzepten zur Lärmminderung arbeiten Wissenschaftler der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) in Hamburg arbeiten zusammen mit Experten von Airbus, der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH), Airbus Group Innovations, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP.

"COCLEA" startete nach Angaben von Hamburg Aviation bereits im Januar 2012 und läuft noch bis September 2016. Erste Konzepte seien bereits fertig. Eines dieser Konzepte sieht einen leichtgewichtigen Schutzschild vor. Er soll außen am Flugzeug neben den Propellern montiert werden, wobei die Triebwerke in diesem Entwurf in Gondeln links und rechts des Rumpfhecks installiert sind. Der Schutzschild könnte einen Großteil des Propellerlärms reflektieren. Ein weiteres Konzept will die Verbindungen zwischen den Rumpfsektionen anders konstruieren. Sie sollen so ausgelegt sein, dass sie weniger Propellerschall als bisher durch den Rumpf weiterleiten.

Bisher nur ein Passagierflugzeug mit gegenläufigen Propellern

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Die Tupolew Tu-114 wurde von der Tu-95 (Foto) abgeleitet. Foto und Copyright: Patrick Hoeveler  

 

Bislang gab es nur einen Airliner, der mit gegenläufigen Propellern flog: die sowjetische Tupolew Tu-114. Sie war zwischen 1961 und 1977 für die Aeroflot im Liniendienst unterwegs. Das Flugzeug erreichte fast so hohe Geschwindigkeiten wie zeitgenössische Zivil-Jets. Es hatte eine größere Reichweite und verbrauchte dabei weniger Treibstoff als ein Düsenflugzeug.

Die Tu-114 galt als zuverlässig, war aber auch wegen der gegenläufigen Propeller für ihren hohen Lärmpegel bekannt. Der sowjetische Airliner entstand in den späten fünfziger Jahren aus dem Langstreckenbomber Tu-95. Von dem übernahmen die Konstrukteure Triebwerke, Tragflächen, Leitwerk und Fahrwerk, entwarfen aber einen neuen Rumpf mit Druckkabine für 170 bis 220 Passagiere. Aus sowjetischer Sicht durchaus wirtschaftlich, wurde die Tu-114 in den siebziger Jahren durch leistungsfähigere Düsenflugzeuge abgelöst.

Weil sich Leichtbau und Verbundwerkstoffe im Flugzeugbau zunehmend durchsetzen, stellt sich auch das Problem der Schalldämpfung in der Kabine neu. Denn der Leichtbau führt zu Konstruktionen, die stärker schwingen und damit auch besser Schall übertragen. "Neue Flugzeuge müssen viele attraktive Eigenschaften, insbesondere auch hinreichend niedrige Kabinenlärmpegel aufweisen, wenn sie weltweit eine hohe Nachfrage generieren sollen. Neue Antriebstechnologien für ökonomisches und ökologisches Fliegen werden sich nur mit einer akzeptablen Kabinenakustik am Markt durchsetzen", sagt Professor Dr. Ing. Wolfgang Gleine, der "COCLEA" leitet. 

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