Hinterkantenlärm – Entwurfsgrundlagen für Minderungskonzepte

Abstract

Vor dem Hintergrund wachsender Herausforderungen auf dem Gebiet des Umströmungslärms moderner Verkehrsflugzeuge sollen im Rahmen der hier vorgestellten Studie Auslegungskriterien für lärmarme Tragflächenhinterkanten erarbeitet werden. Das aeroakustische Hinterkantengeräusch an Auftriebsflächen stellt insbesondere während des Landeanfluges eine entscheidende Lärmkomponente dar, da in der Vergangenheit dominantere Lärmanteile wie beispielsweise der Triebwerkslärm mit Erfolg reduziert werden konnten. Umfangreiche experimentelle Studien im Aeroakustischen Windkanal Braunschweig (AWB) dienten der Abschätzung des erzielbaren Lärmminderungspotentials sowie der Identifizierung relevanter Geometrie- und Strömungsparameter. Als Minderungsmaßnahmen wurden vorrangig strömungsdurchlässige, kammförmige Abströmkanten eingesetzt, die als Nachrüstmaßnahmen für bestehende Flugzeugkomponenten in Frage kommen. Ebenso wurden verschiedene Hinterkantendicken hinsichtlich ihrer Schallabstrahlung untersucht. Im Ergebnis dieser Arbeiten konnte eine breitbandige Lärmminderung von bis zu 10 dB an der Hinterkante erreicht werden. Neben einer Reihe von Einflussgrößen wie z. B. Flexibilität, Orientierung, Länge und Dicke der Kammstrukturen wurde vor allem deren Durchlässigkeit als entscheidender Entwurfsparameter ermittelt. Dies weist darauf hin, dass der zugrunde liegende Reduktionsmechanismus in der viskosen Dämpfung turbulenter Geschwindigkeitsschwankungen zu suchen ist.