VIRLWINT
Virtueller akustischer Zwilling verteilter Antriebe
Durch das Projekt VIRLWINT erwirbt das DLR Methoden und die Kompetenz zur psychoakustischen Bewertung der Schallemission verteilter Antriebe von elektrifizierten Flugzeugkonzepten.
In der urbanen sowie der regionalen Luftmobilität werden vermehrt alternative CO2-einsparende Antriebskonzepte mit verteiltem Schub vorgesehen, wobei die Schuberzeugung mit verteilten, ummantelten Fanstufen und/oder verteilten, offenen Propellern erfolgt.
Der Höreindruck dieser neuartigen, verteilten Antriebe wird sich grundlegend vom Höreindruck konventioneller Konzepte unterscheiden. Ein Grund dafür sind akustische Effekte, welche aus der Anzahl und der Installationsposition der Propulsoren resultieren, wie z.B. Interferenzeffekte oder Grenzschichteinsaugung. Insbesondere für elektrifizierte Antriebssysteme sind die Propulsoren die dominante Schallquelle. Daher stellt die Lärmwirkung der Propulsoren einen Schlüsselfaktor für die Akzeptanz der neuartigen Flugzeugkonzepte durch die Bevölkerung dar. Das Projekt VIRLWINT adressiert diese Problemstellung mit der Entwicklung neuer Methoden, die speziell die lärmarme Auslegung, Hörbarmachung und psychoakustische Bewertung verteilter Antriebe ermöglichen. Die Methoden werden am Beispiel von urbanen Flugtaxis entwickelt und können langfristig auch auf andere Konzepte, wie Regionalflugzeuge, angewendet werden.
Die Schallemissionen werden aus individuellen Fanprüfstands- und Windkanalmessungen gewonnen und digital zu unterschiedlichen Systemen verteilter Antriebe verknüpft. Dabei sollen speziell solche Antriebssysteme untersucht werden, die sich von konventionellen Konzepten unterscheiden, wie z.B. spannweitig installierte Propulsoren oder Flügelspitzen-Propeller. Das in VIRLWINT erarbeitete Verfahren ermöglicht dem DLR die psychoakustische Bewertung verteilter Antriebe und einen Schritt hin zur Optimierung der Antriebe für eine geringere Lärmwirkung (design-to-perceived-noise). Der gewählte Ansatz beinhaltet die Erstellung eines Tools (z.B. App, Software), mit dem die Bevölkerung frühzeitig und aktiv in den Entwicklungsprozess einbezogen werden kann. Dies gestattet eine prozedurale Teilhabe am Entwicklungsprozess und eine Identifikation mit dem Innovationsprodukt, was mit einer gesteigerten Akzeptanz einhergeht (acceptance-by-design). Das gewonnene Fachwissen stellt die Bewertungsfähigkeit des DLR zur akustischen Beurteilung verteilter Antriebe her und kann zur Beratung von Zertifizierungsbehörden eingesetzt werden.
Projektziele
Der Schwerpunkt des Projektes VIRLWINT liegt auf den Schallemissionen verteilter Antriebe. Dabei ist das übergeordnete Ziel die Bereitstellung einer DLR-eigenen Methode, welche die Hörbarmachung (Auralisierung) und anschließende psychoakustische Bewertung neuartiger Antriebssysteme mit verteiltem Schub ermöglicht.
- Vorentwurf Antriebe und Vehikel
- Aeroakustikmessungen Propulsoren und Antriebsstrang
- Digitalisierung der verteilten Antriebskonzepte
- Schallwahrnehmung der verteilten Antriebskonzepte
Projektzeitraum
01.01.2023 - 31.12.2026
Projektleitung
Institut für Elektrifizierte Luftfahrtantriebe
