Dem Lärm auf der Spur Forschung im Fokus: Energiewende in der Luftfahrt

Auch wenn moderne Flugzeuge leiser sind als ihre Vorgänger, verursachen sie dennoch Lärm, der vor allem durch die Triebwerke und die Luftströmung an Tragflächen und Fahrwerk entsteht. Aber Lärmquellen gibt es auch auf dem Flughafen und in seiner Peripherie: Flugzeuge starten und landen, rollen zur Startbahn oder von der Landebahn zur Abstellposition. An- und abfahrende Züge befördern Passagiere zu den Terminals. Auf den Zufahrtstraßen und Autobahnen rund um das Flughafengelände drängt sich der Verkehr.

Die Entwicklung leiserer Flugzeuge und die Planung effizienterer Flughäfen wird durch die Ergebnisse der Lärmbelastung verbessert. Bildnachweis: Jonas Vogel/TU Braunschweig

Diese Bewegungen erzeugen Lärm. Die Experten des Teams „Gesamtsystembewertung“ im Forschungsprojekt „Energiewende in der Luftfahrt“ gehen sämtlichen Geräuschquellen auf den Grund. „Multimodale Lärmbewertung“ nennen sie ihre Analysen. „Zunächst berechnen und simulieren wir, wo und wie Schall an den einzelnen Komponenten eines Flugzeugs entsteht. Darauf aufbauend erstellen wir für das gesamte Flugzeug eine Lärmprognose“, sagt Teammitglied Dr. Ehsan Kian Far vom Institut für Konstruktionstechnik der TU Braunschweig. In einem weiteren Schritt sind die Ingenieure dem Lärm auf dem Flughafengelände und in seiner Umgebung auf der Spur. Die Ergebnisse ihrer Lärmbewertung fließen ein in die Entwicklung leiserer Flugzeuge und in die Planung effizienterer Flughäfen.

Lärmteppich und Kabinengeräusche

„Wir analysieren nicht nur den Fluglärm, der am Boden wahrgenommen wird, den so genannten Lärmteppich. Wir bewerten auch die Geräuschbelastung für die Passagiere in der Kabine“, erklärt Kian Far. Ein Beispiel: Ein neues Flugzeugkonzept sieht vor, dass mittels Leichtbauweise dünnere Außenwände für Gewicht- und damit Treibstoffersparnis sorgen sollen. „Wir prüfen in einem solchen Fall auch, wie sich diese technische Veränderung auf die Geräuschentwicklung in der Kabine auswirkt. Die dünneren Wände sollten nicht dazu führen, dass es für die Passagiere lauter wird. Die Ergebnisse leiten wir an die Ingenieure in den technologischen Teams des Projekts weiter, die unsere Berechnungen bei der Auslegung künftiger Flugzeuge berücksichtigen.“

Dr. Ehsan Kian Far, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Konstruktionstechnik der TU Braunschweig. Bildnachweis: Jonas Vogel/TU Braunschweig

Leisere Flugzeuge sind eine wichtige Voraussetzung, um die Akzeptanz in der Bevölkerung für kleine, innenstadtnahe Flughäfen zu erhöhen. Luftfahrtexperten sehen in diesen City Airports eine Lösung, den rasant steigenden Bedarf an Mobilität künftig bewältigen zu können. Ein Flughafen in der Innenstadt erspart dem Fluggast den Weg zu einem Großflughafen außerhalb der Metropole. Eine solche Anfahrt ist zeitraubend und dauert oft länger als der Flug. Mit Direktflügen zu anderen City Airports oder bereits bestehenden Flughäfen käme der Passagier vor allem auf den Kurz- und Mittelstrecken schneller an sein Ziel.

Das „bürgernahe Flugzeug“

Rücken die Flughäfen in die City, müssen die Flugzeuge noch strengere Anforderungen erfüllen. Der Forschungsverbund „Bürgernahes Flugzeug“ hat bereits grundlegende Technologien und Kompetenzen entwickelt, damit die Flugzeuge von Morgen sicherer, ökonomischer und umweltfreundlicher fliegen – zum Beispiel mit optimierten Antrieben, dem Einsatz von Hochleistungswerkstoffen und Leichtbaustrukturen sowie einem automatisierten Luftverkehrssystem. Das Projekt wurde vom Niedersächsischen Forschungszentrum für Luftfahrt (NFL) in Braunschweig koordiniert und 2014 abgeschlossen.

Text: Nicole Geffert