Luftfahrt
Müssen Verkehrsflugzeuge so laut sein?

Flugzeuglärm nervt und macht auf Dauer sogar krank. Aber nicht allein deswegen arbeiten Entwickler seit Jahren an leiseren Triebwerken, denn die Lautstärke einer Maschine sagt auch etwas über ihre Sparsamkeit aus.
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Werden Menschen gefragt, was sie an der zivilen Luftfahrt am meisten stört, fällt immer wieder ein Begriff: Lärm. Und tatsächlich sind die Triebwerke sind nach wie vor die lautesten Geräuschquellen ziviler Verkehrsflugzeuge. Das mag zunächst nicht verwundern, hievt ein moderner Großraumjet wie ein Airbus 350 XWB bei voller Beladung doch rund 300 Tonnen in die Luft. Dabei setzt sich der Lärm, den die Triebwerke verursachen, aus vielen verschiedenen Schallquellen zusammen. Im Wesentlichen sind das Strahllärm, Fanlärm, Verdichterlärm, Verbrennungslärm und Turbinenlärm.

Wie stark die einzelne Geräuschquelle zur Gesamtlautstärke beiträgt, hängt dabei stark vom Triebwerkstyp ab. Wichtig für Lärmentwicklung – und Kraftstoffverbrauch – ist unter anderem das Verhältnis der Luft, die in die Brennkammer gelangt, zur vergleichsweise kühlen Luft, die von dem riesigen Ventilator, dem sogenannten „Fan“, im vorderen Teil der Turbine am eigentlichen Motor vorbei geblasen wird. Flugzeugtriebwerke der 60er Jahre gewannen ihren kompletten Schub aus dem Luftmassenfluss durch den Triebwerkskern – also die Turbine. Die Luftmasse verließ das Triebwerk mit einer so hohen Geschwindigkeit, dass der hierbei entstehende donnernde Strahllärm als einzige den abgestrahlten Triebwerkslärm dominierte.

Moderne Triebwerke hingegen leiten nur noch etwa zehn Prozent der Luft direkt durch die Brennkammer und erzeugen den Großteil ihrer Schubkraft durch den kalten Luftstrom des Fan. Der Vorteil: Es wird weniger heiße Luft ausgestoßen, was die Luftverwirbelung und damit die Lärmbelästigung senkt. Zudem sorgt der umgebende kühlere Luftstrom für zusätzliche Dämpfung. Neben der deutlichen Verringerung des Strahllärms konnte mit diesen sogenannten Mantelstromtriebwerken zudem auch der Treibstoffverbrauch signifikant verringert werden. Und da die Verringerung des Treibstoffverbrauchs allein schon aus Kostengründen in der Luftfahrt Priorität hat, arbeiten große Triebwerkhersteller wie Rolls Royce, General Electric oder Pratt & Whitney weiter daran, dieses Nebenstromverhältnis weiter zu vergrößern.

Andererseits tragen daher heute die anderen Lärmquellen des Triebwerkes sehr viel stärker zum Gesamtlärm bei. Ein Effekt, ähnlich dem in modernen Autos. Geräusche, die früher wegen lauter Motoren sowie hoher Wind- und Abrollgeräusche gar nicht wahrgenommen wurden, sind heute bereits häufig Grund für Beanstandungen. Und so arbeiten Forscher weltweit auch in der Luftfahrt daran, die mit dem Fliegen verbundenen Geräusche zu reduzieren. Eine recht neue Entwicklung ist beispielsweise der Getriebefan, bei dem durch ein Untersetzungsgetriebe die Drehzahl – und damit die Geräuschentwicklung – der Fanschaufeln verringert werden. Und das Bundeswirtschaftsministerium fördert ein Programm, in dessen Rahmen untersucht wird, ob nicht die Montage der Triebwerke an ganz neuen Punkten eines Flugzeugs den Lärm weiter verringern können. Ebenso forschen Wissenschaftler an Techniken des Gegenlärms, mit dessen Hilfe die Geräusche des riesigen Fans eliminiert werden könnten.

Aber auch außerhalb der Flugzeugtechnik gibt es zahlreiche Ansätze, den störenden Lärm der Verkehrsflieger zu reduzieren. So prüft die Deutsche Flugsicherung DFS neue Anflugverfahren, wie das des „continuous descent approach“, mit dem durch einen kontinuierlichen Gleitpfad Flugzeuge im Anflug auf einen Flughafen nicht nur Sprit sparen können, sondern auch deutlich leiser sind als wenn sie ihren Sinkflug in Stufen durchführen, auf denen sie stets wieder ein Stück horizontal mit höherer Leistung fliegen müssen.

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