Der Entwurf neuer kohlenstoffarmer, geräuscharmer Luftfahrzeuge
Offene Rotormotoren bezeichnen eine Konstruktion, bei der die Flugzeugpropellerblätter nicht von einem Gehäuse umgeben werden. Diese bieten eine signifikante Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Kohlendioxid-Emissionen (CO2). In Bezug auf die Lärmreduzierung können sie jedoch kaum mit der Stromtriebwerk-Technologie Schritt halten. Das EU-finanzierte Projekt WENEMOR (Wind tunnel tests for the evaluation of the installation effects of noise emissions of an open rotor advanced regional aircraft) war eine gemeinsame Anstrengung, um die Lärmbelastung einer in Europa entwickelten Flugzeugkonstruktion mit offenem Rotormotor zu reduzieren. Das WENEMOR-Projekt wurde als eine öffentlich-private Partnerschaft zwischen der Europäischen Kommission und der Luftfahrtindustrie im Rahmen von Clean Sky organisiert. Projekte unter Clean Sky wollen die Art und Weise, wie Flugzeughersteller neue Ausrüstung entwickeln, maßgeblich verändern, um die negativen Auswirkungen des Luftverkehrs auf die Umwelt zu minimieren. WENEMOR entwarf und baute ein Flugzeug im Maßstab 1:7,5 mit installierten gegenläufig rotierenden offenen Rotoren. Sie untersuchten das kombinierte Modell auf Herz und Nieren in einem 8 m breiten und 4,2 m hohen Windkanal in Italien, einem der größten in Europa. Der Windkanal wurde in akustischer Hinsicht so erweitert, um Hintergrundgeräusche zu reduzieren. Er kann eine sehr gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit über dem Testschnitt erzeugen. Darüber hinaus kann die Turbulenzintensität zwischen 0,26 und 8% gesteuert werden, da der Windkanal mit einem modernen Turbulenzerzeugungssystem ausgestattet ist. Eine solche Konstruktion in dieser Größenordnung wurde in Europa noch nie zuvor getestet und die europäische Luftfahrtindustrie war gespannt auf die Ergebnisse. Messungen wurden für verschiedene Flugzeugkonfigurationen, Luftströmungsgeschwindigkeiten und Anstellwinkeln durchgeführt, um den Einfluss der einzelnen Parameter auf die Geräuschemissionen zu verstehen. Insbesondere wurde das Flugzeugmodell mit unterschiedlichen Schwanzstücken, bei Zug- oder Schubkonfiguration des offenen Rotors sowie bei verschiedenen Abständen zum Rumpf getestet. Die Tests, die im Jahr 2014 fertig gestellt wurden, lieferten eine umfassende Datenmenge über Lärmwirkungen für neue Regionalflugzeug-Designs. Die Parameterstudie identifizierte erfolgreich die optimalen Flugzeugkonfigurationen für die Lärmreduzierung. Die Ergebnisse von WENEMOR werden voraussichtlich den Weg für die Flugerprobung der gezeigten Rauschunterdrückungstechnologien ebnen.
Schlüsselbegriffe
Flugzeug-Design, offener Rotormotor, CO2-Ausstoß, Lärmemissionen, Windkanal
