Forschungsteam macht Hubschrauber-Lärm sichtbar
Forschende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) aus Göttingen haben die Hauptursache für den Lärm von Hubschraubern auf Video sichtbar gemacht.
Dazu führten sie Flugversuche mit einem 14 Tonnen schweren Transporthubschrauber durch. Dass ein Hubschrauber senkrecht starten und landen kann, verdankt er seinem Rotor. Dieser ist allerdings auch für den Lärm und die Vibrationen im Flug verantwortlich, wie das DLR mitteilte. "Fast alles, was man von einem Hubschrauber hört, ist aerodynamischer Lärm", sagte der Leiter der Abteilung Hubschrauber im DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik Göttingen, Markus Raffel.
Wirbel knallen aneinander und verursachen Lärm
Ein großer Teil des Lärms im Flug entstehe durch sogenannte Blattspitzenwirbel, erklärte Raffel. Blattspitzenwirbel entstehen am äußeren Ende eines Rotorblattes. "Auf der Oberseite bildet sich ein Unterdruck, auf der Unterseite ein Überdruck. Die Luft wird hierdurch beschleunigt und hinter der Rotorblattspitze entsteht ein konzentrierter Wirbel", hieß es in einer Mitteilung des DLR. Der Lärm entstehe, wenn der Wirbel des einen Rotorblattes mit dem eines anderen Rotorblattes kollidiere. Diese Wirbel verursachten das typisch laute Knattern eines Hubschraubers, auch "Teppichklopfer-Geräusch" genannt.
Aufnahmen machen Wirbel sichtbar
Bei dem Versuch in Braunschweig ließ das Forschungsteam eine CH-53 der Bundeswehr zwei bis 12 Meter über dem Boden schweben. Drei Hochgeschwindigkeits-Kameras nahmen aus verschiedenen Blickwinkeln die dabei entstandenen Luftwirbel an den sechs Rotorblättern auf. Zwei weitere Kameras bestimmten die genaue Position des Transporthubschraubers. Für die Aufnahmen benutzte das Forschungsteam die sogenannte Hintergrundschlierenmethode, die am DLR Göttingen entwickelt wurde.
Ziel: Leise Hubschrauber
"Durch Schwankungen der Dichte wird das Licht in der Luft gebrochen. Vor geeigneten Hintergrundmustern ist dies als Schliere erkennbar", erklärte das DLR. "Das Phänomen kennt jeder vom Flimmern über manchen Straßenstellen an einem heißen Sommertag." Die Forschenden untersuchten sogenannte Skaleneffekte und konnten zeigen, dass die Wirbel bei einem großen Hubschrauber wie der CH-53 anders sind als bei einem kleineren Modell, wie es weiter hieß. Der enorme Lärm von Hubschraubern und die Vibration im Flug verringerten den Komfort der Passagiere. "Durch die gewonnenen Erkenntnisse werden neue Möglichkeiten eröffnet, künftige Hubschrauber leiser und komfortabler zu machen", schrieb das DLR.
Airbus nutzt Forschungen zu Rotorblättern des DLR
"Wir wollen, dass die Wirbel an den Rotorblättern möglichst schwach sind und schnell zerfallen", sagte Abteilungsleiter Raffel. Dies könnte zum Beispiel durch eine geschwungene Form der Rotorblätter erreicht werden, wie sie bereits in kleineren Hubschrauber-Modellen etwa von Airbus zum Einsatz komme. Diese Form basiere auf DLR-Forschungen. Das DLR ist ein Forschungszentrum der Bundesrepublik für Luft- und Raumfahrt sowie Energie, Verkehr, Digitalisierung und Sicherheit.
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