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pte20201203002 Forschung/Entwicklung, Auto/Verkehr

Drohnen und Helikopter werden bald leiser

Experten der U.S. Army legen Fokus auf akustische Eigenschaften elektrisch betriebener Geräte


Im Einsatz: Helis sollen deutlich leiser werden (Foto: army.mil, Jessica Scott)
Im Einsatz: Helis sollen deutlich leiser werden (Foto: army.mil, Jessica Scott)

Aberdeen Proving Ground (pte002/03.12.2020/06:05) - Forscher des U.S. Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) http://army.mil/ccdc wollen mit Kollegen der University of Texas at Austin http://utexas.edu und dem Fahrdienstleister Uber http://uber.com Drohnen und Helikopter leiser machen. Im Fokus stehen vor allem akustische Eigenschaften von elektrisch betriebenen Fluggeräten (eVTOL) beim senkrechten Starten und Landen. Deren Design soll so angepasst werden, dass sie künftig möglichst leise oder sogar völlig geräuschlos agieren.

Klangerzeugung besser verstehen

"eVTOL-Vehikel können der Army bei sehr wichtigen Aufgaben helfen, zum Beispiel bei der Luftraumüberwachung oder beim Truppen- und Gütertransport", so George Jacobellis, Ingenieur am Vehicle Technology Doctorate des DEVCOM Army Research Laboratory. Solche Fluggeräte, die ihren Antrieb über eine Verteilung elektrischer Schubkraft bewerkstelligen, würden im Vergleich zu herkömmlichen Helikoptern kleinere Rotoren aufweisen. Daraus resultiere eine deutlich abweichende Klangcharakteristik, die man erst erforschen muss, erklärt der Experte.

"Die Geräusche, die von diesen kleineren Rotoren ausgehen, werden von fundamental anderen physikalischen Mechanismen gesteuert", betont Jacobellis. So sei es auch unbedingt erforderlich, bisher verwendete Klangerzeugungsmodelle an die neuen Gegebenheiten anzupassen. "Nur wenn es uns gelingt, ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge zu erlangen, können wir den Designern auch beschreiben, wie sie die Fahrzeuge gestalten müssen, um bestimmte akustische Eigenschaften zu erreichen", so der Ingenieur.

Gutes Ergebnis bei koaxialem Design

Um herauszufinden, wie sich der Klang und die Lautstärke von eVTOL-Vehikeln gezielt manipulieren und kontrollieren lässt, haben die Forscher verschiedene Rotor-Designs und -Konfigurationen bei Feldexperimenten genauer unter die Lupe genommen. Dafür konstruierten sie unter anderem eine spezielle Teststation, die zwei unterschiedlich gebaute elektrische Rotoren fassen kann und mittels neun kreisförmig angeordneter Mikrofone die jeweilige spezifische Geräuschkulisse misst, die unter- und oberhalb der Rotorblätter entsteht.

Das Ergebnis zeigt, dass sich offensichtlich ein koaxiales Design, bei dem zwei oder mehrere gegenläufig drehende Hauptrotoren übereinander in einer Drehachse angeordnet sind, am besten dazu eignet, eine optimale Leistung bei gleichzeitig möglichst geringer Lautstärke zu erzielen. "Es braucht aber noch weitere Forschung, um genauer festzustellen, wie weit sich die Lautstärke damit tatsächlich senken lässt", meint Jacobellis.

(Ende)
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