ANCF - Active Noise Cancelling System zur Reduzierung von Flugzeuglärm

Laufzeit: 10/2023 – 12/2025

Kurzbeschreibung

Fluglärm kann, wie in zahlreichen Studien nachgewiesen wurde, die Gesundheit der davon Betroffenen stark beeinträchtigen. Während der Fokus der Betrachtungen zumeist auf der großflächigen Lärmbelästigung durch Passagierflugzeuge mit Strahltriebwerken liegt, stellen Kleinflugzeuge mit Propellerantrieb eher ein lokales Problem für die betroffenen Gemeinden dar. So werden bspw. am Flugplatz Egelsbach (EDFE), der sich wenige Kilometer südöstlich des Frankfurt International Airport (EDDF) zwischen den Ortschaften Egelsbach und Erzhausen befindet, jährlich mehr als 80.000 Flugbewegungen abgewickelt, womit dieser der verkehrsreichste Flugplatz der allgemeinen Luftfahrt in Deutschland ist.

Typische Schallquellen an diesen Flugzeugen sind Propeller, Auspuff, Motor und, sofern nicht einziehbar, das Fahrgestell.

In diesem vom Land Hessen geförderten Forschungsprojekt "ANCF" soll untersucht werden, ob sich das v. a. von Kopfhörern bekannte Prinzip des Active Noise Cancelling (ANC, Gegenschallprinzip) auch auf diese Problemstellung anwenden lässt. Die Technologie beruht darauf, einen dem vorhandenen Störschall gegenphasigen „Anti-Schall“ zu bilden, so dass es bei Summation der beiden zu Auslöschungen kommt.

Der Fokus in diesem Vorhaben liegt auf dem vom Auspuff erzeugten Schall, da sich in der Abgasanlage ebene Schallwellen ausbreiten, die durch ANC-Systeme einfacher reduziert werden können als komplexe dreidimensionale Schallwellen.

 Konventionelle ANC-Systeme gehören bereits seit mehreren Jahren zum Stand der Technik und finden u. a. Anwendung im Auspuff von Autos und Lüftungsrohren. ANC-Anwendungen im Abgassystem sind lediglich aus dem Automobilbereich bekannt, bei denen durch künstliche Schallerzeugung versucht wird, ein „sportliches“ Motorgeräusch zur erzeugen (Sound-Engineering).

Eine zeitlang wurden zusätzliche Schalldämpfer am Markt angeboten, mit denen sich das Auspuffgeräusch reduzieren ließ. Diese haben sich jedoch aufgrund des Leistungsabfalls und der unvorteilhaften Optik/Aerodynamik nicht durchgesetzt. Es besteht daher ein konkreter Bedarf an einer innovativen Technologie zur Geräuschminderung.

 Die vorgeschlagene Lösung soll letztlich zu einem höheren Anreiz bei Flugzeughaltern führen, die Lärmemissionen ihrer Flugzeuge zu verringern. Sie soll außerdem helfen, ggf. zukünftige Auflagen zum Lärmschutz an Flughäfen wie z. B. in Egelsbach besser durchsetzen zu können.

 

Forschungsfragen

Die zentralen Forschungsfragen lauten:

  • Lassen sich Schallemissionen von Luftfahrzeugen mittels aktiver Gegenschallanlagen und einer Abwandlung des dominanten Algorithmus zur aktiven Geräuschreduzierung („Filtered-X-Least-Mean-Squared“ (FxLMS)) reduzieren?
  • Ist eine Anpassung auf unterschiedliche Betriebszustände (Drehzahl und Flughöhe) auf diese Weise möglich?
  • Ist eine Pegelreduzierung von 10 dB erreichbar?

Zielsetzung

Entwicklung von Gegenschallanlagen (Active Noise Cancelling – ANC -Sytemen) für Luftfahrzeuge, speziell Kleinflugzeuge mit Propellerantrieb. Der Fokus hierbei liegt auf der Verminderung der abgassystembedingten Schallemission außerhalb des Flugzeuges. Erreicht werden soll dies primär durch eine aktive Geräuschreduzierung. Als Ziel soll eine effektive Reduzierung der Schallemission von Flugzeugen zur Minderung der Lärmbelastung der Anwohner überflogener Gebiete, insbesondere in Flughafennähe, erreicht werden.

 

 Projektbeteiligte

Projektleitung:

Projektmitarbeiter:

Projektpartner:

Auftraggeber/Förderer: