Problem Blattspitzenwirbel
Lärmmessung mit der CH-53G

Die Göttinger DLR-Forscher untersuchten mit einer CH-53G der Bundeswehr, wie sich Blattspitzenwirbel bei einem größeren Hubschrauber verhalten und welchen Lärm sie verursachen.

Mit Hilfe der sogenannten Hintergrundschlierenmethode (kurz: BOS, Background Oriented Schlieren Method) wurden die Blattspitzenwirbel der CH-53G sichtbar gemacht.
Foto: DLR

Die Versuche fanden im Rahmen des DLR-Projekts Urban Rescue statt. Die CH-53 wurde von der Wehrtechnischen Dienststelle für Luftfahrzeuge und Luftfahrtgerät in Manching zur Verfügung gestellt. Ergebnis: Die Wirbel bei einem großen Hubschrauber sind anders sind als bei einem kleineren Modell. Durch die gewonnenen Erkenntnisse werden vielleicht neue Möglichkeiten eröffnet, künftige Hubschrauber leiser und komfortabler zu machen

Für die Versuche am DLR-Standort Braunschweig hatte der Hubschrauber ein Abfluggewicht von 14 Tonnen. Die Maschine flog dabei in zwei bis zwölf Metern Höhe über dem Boden im Schwebeflug. Drei Hochgeschwindigkeits-Kameras nahmen aus verschiedenen Blickwinkeln die dabei entstandenen Luftwirbel an den sechs Rotorblättern auf. Zwei weitere Kameras bestimmten die Position der CH-53 mit hoher Präzision.

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Mit Hilfe der sogenannten Hintergrundschlierenmethode (kurz: BOS, Background Oriented Schlieren Method) wurden die Wirbel sichtbar gemacht. Durch Schwankungen der Dichte wird das Licht in der Luft gebrochen. Vor geeigneten Hintergrundmustern ist dies als Schliere erkennbar. Um die Blattspitzenwirbel während der Landungen zu untersuchen, wurde bei den aktuellen Versuchen ein großflächiges künstliches Punkte-Muster am Hangar des DLR Braunschweig angebracht.

"Fast alles, was man von einem Hubschrauber hört, ist aerodynamischer Lärm. Ein großer Teil davon entsteht durch die sogenannten Blattspitzenwirbel", sagt Prof. Markus Raffel, Leiter der Abteilung Hubschrauber im DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik Göttingen. "Wir wollen, dass die Wirbel an den Rotorblättern möglichst schwach sind und schnell zerfallen", so Raffel. Dies könnte zum Beispiel durch eine geschwungene Form der Rotorblätter erreicht werden, wie sie bereits in kleineren Hubschrauber-Modellen wie dem Airbus Helicopters H160 zum Einsatz kommen.

Bereits in der Vergangenheit waren die Göttinger Hubschrauber-Forscher vom DLR Pioniere auf dem Gebiet der Visualisierung von Hubschrauber-Lärm. Erstmals gelang ihnen im Jahr 2013 die Sichtbarmachung der verantwortlichen Luftwirbel im Flug. Dafür nutzten sie damals wie auch jetzt eine besondere optische Messtechnik.

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