Suche nach Lärmquellen an der Tragfläche
©DLR/ETW
- DLR-Forschende analysieren die Hochauftriebskonfiguration eines Embraer-Flugzeugs im Kryo-Windkanal ETW.
- Die Methodik zur Kombination von akustischen und aerodynamischen Tests wurde am Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik entwickelt.
- Schwerpunkt: Luftfahrt
Beim Start und bei der Landung sind Flugzeuge besonders laut. Dabei entsteht der Lärm nicht nur in den Triebwerken, sondern auch an den Tragflächen. Ein Grund dafür ist die Form der Tragflächen mit der Position der Klappen, die sich je nach Flugsituation ändert. Um herauszufinden, wo genau die größten Lärmquellen sind, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erstmals ein Vollmodell des Flugzeugherstellers Embraer unter wirklichkeitsgetreuen Flugbedingungen im Europäischen Transschall Windkanal (ETW) untersucht.
Die Messtechnik und die Methodik für die Analyse der Embraer sind im Rahmen des Projektes LoCaRe (Lokalisierung und Charakterisierung von flugrelevanten Lärmquellen an Hochauftriebssystemen) gemeinsam mit den Partnern ETW und Embraer entwickelt worden. Die Hochauftriebskonfiguration, also das Zusammenspiel der Klappen, bestimmt maßgeblich, wie langsam, steil und auch leise ein Flugzeug anfliegen kann. Eine Besonderheit der aktuellen Forschung: Die akustischen Messungen erfolgten gleichzeitig mit den Strömungsfelduntersuchungen. Das ermöglicht direkte Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen Strömungsverhalten und der Entstehung von Lärmquellen.
Dazu kombinierten die DLR-Forscher erstmals zwei Messtechniken in diesem Windkanal: Die Particle Image Velocimetry (PIV) erlaubt die Vermessung der momentanen Strömungsfelder mittels gepulstem Laserlicht, eine Mikrofonarray-Technik liefert die exakten Lärmdaten. „Schon die Anwendung der einzelnen Messverfahren im ETW ist eine technische Herausforderung. Die Möglichkeiten, die das DLR hier entwickelt hat, sind weltweit einzigartig“, erklärt Dr. Thomas Ahlefeldt vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in Göttingen.
Die Ergebnisse werden nun ausgewertet und mit Flugversuchsdaten von Embraer verglichen. Ziel ist es, zukünftig bei industriellen ETW-Tests zu den Flugleistungen bei Start und Landung gleichzeitig mögliche Lärmquellen zu lokalisieren, die unter realen Bedingungen auftreten würden. Anhand weiterer Analysen mit Werkzeugen des DLR kann ein neues Flugzeugdesign dann bereits im frühen Entwurfsstadium leise gemacht werden.
Zum Projekt:
Das Forschungsprojekt LoCaRe wird im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms des Bundes LuFo V-3 gefördert. Es setzt auf eine bereits etablierte und erfolgreiche Zusammenarbeit von DLR, ETW und Embraer. Es fördert die Entwicklung besonders lärmarmer und treibstoffeffizienter Flugzeuge. Der ETW in Köln ist der weltweit führende Windkanal, in dem Luftfahrzeuge unter wirklichkeitsgetreuen Flugbedingungen getestet werden können. Als internationale Forschungseinrichtung unterstützt er Forschende und Luftfahrthersteller aus aller Welt.