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Reduzierung von Fluglärm

Computersimulation für leisere Flugzeuge

In der Flugzeugentwicklung werden numerische Strömungssimulationen zur Verbesserung der Aerodynamik schon lange eingesetzt. Doch sie können auch zur Verringerung von Fluglärm beitragen.

Abgesehen von den Triebwerken sind Fahrwerk und Klappen eines Flugzeugs die größten Lärmquellen. Windkanaltests zur akustischen Untersuchung eines Flugzeugdesigns sind aufgrund von Kosten und Zeitaufwand allerdings eher selten. Eine Alternative sind weiterentwickelte CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics), mit denen sich die Luftströmung und damit die Geräusche um ein Flugzeug nachbilden lassen. 

Da die Triebwerkshersteller in den vergangenen Jahren Fortschritte bei der Reduzierung des Triebwerkslärms gemacht haben, liegt der Fokus der Flugzeugdesigner und -ingenieure nun vor allem auf Zelle, Tragwerk, Leitwerk und Fahrwerk. Für eine aeroakustische Simulation muss das gesamte Flugzeug abgebildet werden, damit auch Wechselwirkungen zwischen Fahrwerk, Tragwerk und anderen Komponenten, die Lärm erzeugen, identifiziert werden können. Dabei muss berücksichtigt werden, dass auch kleinste Konstruktionsdetails zum Geräusch beitragen können. Anders als herkömmliche CFD-Simulationen werden Flugzeuge bei aeroakustischen Simulationen nicht im Reiseflug, sondern mit ausgefahrenen Landeklappen und Fahrwerk modelliert.

Eine entsprechende Software, PowerFLOW vom US-Simulationssoftwarehersteller Exa Corporation, wurde bereits von der amerikanischen Aeronautik- und Raumfahrtbehörde NASA eingesetzt. Sie nutzte die aeroakustische Simulation im Rahmen des Programms "Environmentally Responsible Aviation" im Jahr 2015, um Konzepte zur Lärmreduzierung zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass die Simulation eine mit Windkanal- und Flugtests vergleichbare Genauigkeit liefert. Auch der brasilianische Flugzeughersteller Embraer nutzt die Software im Entwicklungsprozess, um sowohl die aerodynamische Leistung zu steigern, als auch den Fluglärm zu reduzieren.

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