Wissen Warum Hubschrauber Lärm machen
KÖLN/BONN · Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben erstmals die Hauptursache für den Lärm eines fliegenden Hubschraubers sichtbar gemacht. Dafür führten sie teils abenteuerliche Flugexperimente durch. Mit den gewonnenen Erkenntnissen eröffnen sich Möglichkeiten, Hubschrauber künftig deutlich leiser zu machen.
Dass ein Hubschrauber senkrecht starten und landen kann, verdankt er seinem Rotor. Dieser ist allerdings auch für den Lärm im Flug verantwortlich. "Fast alles, was man von einem Hubschrauber hört, ist aerodynamischer Lärm. Ein großer Teil davon entsteht durch die sogenannten Blattspitzenwirbel", sagt Professor Markus Raffel, Leiter der Abteilung Hubschrauber im DLR Göttingen. 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 gibt es einen konzentrierten Wirbel. "Der Lärm entsteht dadurch, dass der Wirbel eines Rotorblattes mit einem anderen Rotorblatt kollidiert", erklärt André Bauknecht, der die aktuellen Versuche leitete.
Für ihre Untersuchungen nutzten die Forscher ein bekanntes Phänomen: An einem heißen Sommertag flimmert die Luft über manchen Straßenstellen. Grund dafür sind Schwankungen in der Dichte der Luft. Dadurch wird das Licht gebrochen und ist vor einem passenden Hintergrund als Schliere sichtbar. Aus dieser Erkenntnis entwickelte Raffel mit seinen Kollegen die Hintergrund-Schlierenmethode (Background Oriented Schlieren Method). Diese wird heute in aerodynamischen Versuchsanlagen in aller Welt eingesetzt.
2013 führten die DLR-Wissenschaftler dann eine Reihe Experimente durch, um die neue Messmethode im Flug zu testen. Dabei bedienten sich die Forscher eines Tricks: Sie nutzten in der Natur vorhandene Hintergrundflächen, um die Rotorwirbel sichtbar zu machen.
Bereits jetzt ist laut DLR absehbar, dass die neuartige Messtechnik Potenzial hat, ein wichtiges Hilfsmittel für die Industrie zu werden. Blattspitzenwirbel und ihre Kollision mit nachfolgenden Rotorblättern könnten durch anders geformte Rotorblätter oder eine geänderte Rotorsteuerung verringert werden.
