Verbesserte Vorhersage von Triebwerksgeräuschen in Flugzeugen
Breitbandgeräusche von Fanrotoren sind eine der Hauptursachen für Fluglärm. Neue, geräuschärmere Designs basierend auf der Erhöhung des Nebenstromverhältnisses und der Reduzierung der Drehzahl von Fanrotoren könnten dazu beitragen, Geräuschemissionen von Triebwerken und Fanrotoren zu mindern. Allerdings können Fan-Breitbandgeräusche nur effektiv reduziert werden, wenn die Ursachen der Geräuschentwicklung geklärt sind. Numerische Methoden wurden bereits deutlich verbessert, die sich zwar gut zur Vorhersage von Geräuschemissionen, nicht jedoch für Breitbandgeräusche eignen. Das Projekt PROBAND (Improvement of Fan Broadband Noise Prediction: Experimental investigation and computational modelling) validiert Methoden zur Vorhersage von Breitbandgeräuschen bei nicht rotierenden Tragflächen und wendet die Methoden anschließend auf die Fankonfiguration an. Daten aus analytischen und computergestützten Modellen zur Fluiddynamik (CFD) wurden verglichen und in einer Parameterstudie auf einem Fan-Prüfstand im Labor Ursachen von Breitbandgeräuschen untersucht. Hierfür waren im Vorfeld moderne Messmethoden und Analyseverfahren entwickelt worden. Unter realistischen Strömungsbedingungen wurden detaillierte Daten zu Breitbandgeräuschen und Strömungen auf einem industriellen Fan-OGV-Prüfstand (outlet guide vane) ermittelt. Außerdem wurden Modelle von Breitbandgeräuschen und CFD-Methoden demonstriert und anhand der Daten validiert. Das EU-finanzierte Projekt lieferte Flugzeugherstellern Aufschluss über die Ursachen von Breitbandgeräuschen, validierte Vorhersagemethoden und empfahl Maßnahmen zur Verminderung von Fan-Breitbandgeräuschen. Hierfür wurde auch auf Erkenntnisse über Lärmtechnologie und –methodologie aus früheren EU-Projekten und nationalen Programmen zurückgegriffen. Anschließend wurden Methoden für das Design eines geräuscharmen Fanrotors entwickelt, der den Normen der europäischen Verordnung zur Senkung von Fluglärm entspricht. Die Ergebnisse des Projekts werden europäischen Motorenherstellern die Vorhersage von Breitbandgeräuschen erleichtern, um Konzepte für Fanrotoren mit weniger Breitbandgeräuschen zu entwickeln.
