DE3705378A1 - Leichtbau-kombinationsschalldaempfereinheit fuer luftschraube und abgas mit zustromgleichrichter und reflektionsgeminderten abstromklappen - Google Patents
Leichtbau-kombinationsschalldaempfereinheit fuer luftschraube und abgas mit zustromgleichrichter und reflektionsgeminderten abstromklappenInfo
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- DE3705378A1 DE3705378A1 DE19873705378 DE3705378A DE3705378A1 DE 3705378 A1 DE3705378 A1 DE 3705378A1 DE 19873705378 DE19873705378 DE 19873705378 DE 3705378 A DE3705378 A DE 3705378A DE 3705378 A1 DE3705378 A1 DE 3705378A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/001—Shrouded propellers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen ringförmigen Schall
dämpfer für Mantelstromtriebwerke.
Freifahrende und getunnelte Luftschrauben erzeugen unmittel
bar und mittelbar Schallimmissionen, die ihren Einsatzbereich
erheblich einschränken können, wenn die Zulassungsvorschrif
ten einen maximalen effektiv wahrgenommenen Lärmpegel - EPNL -
vorschreiben.
Unmittelbar erzeugt eine Luftschraube Rotations-, Wirbel-,
Verdrängungs- und Blattschwingungsgeräusche, mittelbar wer
den diese ergänzt durch Geräusch infolge ungleichmäßiger
Anströmung und Reflektionen der Abstromschwankungen.
Betrachtet man Antrieb - Kolbenmotor - und Luftschraube als
Einheit, so ist dem vorgenannten Geräusch auch die Schall
erzeugung durch periodischen Ausstoß eines Fluidmediums
- Abgas - aus einer Öffnung sowie die Schallabstrahlung
des Motors selbst hinzuzurechnen.
Ausgehend von einer Luftschraube unbestimmten Durchmessers
mit variabler Drehzahl läßt sich das Rotationsgeräusch der
rotierenden, anhaftenden Druckfelder durch Vergrößerung des
Luftschraubendurchmessers bei Herabsetzung der Drehzahl min
dern.
Das Wirbelgeräusch der von den Blattenden und Hinterkanten
abgehenden Wirbel läßt durch eine geeignete Auftriebsver
teilung und Blattspitzenkonfiguration minimieren und durch
Tunnelung dämpfen, da der Maximalwert des Wirbelgeräuschs
in der Rotationsebene der Luftschraube erreicht wird.
Verdrängungsgeräusche wie sie insbesondere bei höheren
Blattspitzengeschwindigkeiten durch Übergang der Überschall-
in die Unterschallströmung mit plötzlichem Druckanstieg
verzeichnet werden, lassen sich durch Verringerung der ört
lich auftretenden Luftschraubenenden-Machzahl mittels
Pfeilung minimieren.
Geräusche infolge ungleichmäßiger Anströmung lassen sich
mit Bekanntem dadurch mindern, daß der Zustrom von abschwimmen
den Wirbelbändern oder Druckdifferenzen aus vorgelagerten
Elementen freigehalten wird.
Schallpulse aus Abgasausstoß werden konventionell durch Minderung
der Strömungsgeschwindigkeit durch Siebrohr, Prallbleche und
Dämpfungsmaterialien in Schalldämpfergehäusen gemindert.
Für Ultraleicht-Flugzeuge, bei denen ein enger Lärmgrenzwert
vorgeschrieben ist, kommt eine optimale Geräuschreduzierung
mittels genannter Maßnahmen nicht in Betracht, da eine Ver
größerung der Luftschraube auf Platz- und Gewichtsprobleme
stößt, eine Herabsetzung der Drehzahlen Getriebeschwierig
keiten bringt und konventionelle Schalldämpfereinheiten eben
falls zu schwer sind.
Eine störungsfreie Zuströmung kann infolge der vielen vorge
lagerten Konstruktionselemente nicht erreicht werden und
Reflektionen an angeblasenen Klappen zur wirksamen Steuerung
der kurz bauenden Geräte müssen hingenommen werden. Die un
gleichmäßige Anströmung wie sie bei Schiebeflugzuständen auf
tritt, spielt nur eine untergeordnete Rolle.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schalldämpfer zu
schaffen, der klein und leicht ist und sowohl die unmittel
baren als auch mittelbaren Schallimmissionen einer Luft
schrauben/Verbrennungskraftmotoreinheit wirksam mindert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
gelöst, daß der Zustrom durch einen Vorsatz gleichgerichtet
wird, die Luiftschraube geringeren Durchmessers in einem Man
tel arbeitet, dessen Innenauskleidung schalldämmend wirkt,
das Abgas durch die gleiche Dämmschicht flächig in den Ab
strom abgesaugt wird und daß Abstromklappen vorgesehen wer
den, die zumindest im Nasenbereich durch Dämpfungseinlagen
reflektionsgemindert sind. Antrieb, Luftschraube, Gleich
richter, Mantel und Abstromklappe stellen eine schallredu
zierende Einheit dar.
Betrachtet man als Hauptschallquelle die mit der Luftschrau
be umlaufendne Druckfelder und Wirbelabgänge, so werden deren
Schallpulse bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Tunnels
dadurch gedämpft, daß dieser auf der Innenseite mit gasdurch
lässiger Mineralfaser o. ä. relativ großer Schichtdicke aus
gekleidet ist. Dies wird dadurch ermöglicht, daß der Tunnel
im wesentlichen aus zwei kreisförmig gebogenen Rohren und einer
außen umlaufenden, dünnen Außenwand aufgebaut wird, womit der
Zwischenraum der Rohre für Dämmaterial zur Verfügung steht.
Um Resonanzschwingungen der dünnen Außenhaut zu vermeiden, ist
diese auf der Innenseite mit plastischem Material belegt.
Ein solcher Mantel kann bei Einsatz von Leichtbauwerkstoffen
wie Aluminium verwindungssteif und leicht, bei ausreichender
Tiefe gebaut werden, so daß ein kleinerer Antriebsmotor hinter
der Luftschraube - verkleidet - noch im Tunnel zu liegen kommt
und damit ebenfalls abgeschirmt ist.
Erfindungsgemäß wird das Abgas des Motors über eine Zuleitung
in eines oder auch beide kreisbogenförmige Rohre geführt, von
wo es aus einer Vielzahl von Bohrungen unterschiedlichen Ab
stands - Siebrohreffekt - unter das innenleitende, gasdurch
lässige Dämmaterial gelangt und durch dieses flächig in den
Luftschraubenabstrom gesaugt wird.
Das kreisbogenförmige Konstruktionselement des Mantels ist da
mit ebenso wie die Innendämmung multifunktional und die flächi
ge Absaugung vermeidet den periodischen Ausstoß eines Fluid
mediums als sehr wirkungsvollen Prozeß der Schallerzeugung.
Die kombinierte Schalldämpfereinheit kann dabei leichter aus
geführt werden als ein konventioneller Abgasschalldämpfer.
Trotz eines möglichen verringerten Propellerdurchmessers liegt
bei ausreichender Manteltiefe und beibehaltender Drehzahl der
Standschub etwas günstiger und der Flugvortrieb bei UL-spezifi
schen Geschwindigkeiten im Bereich der freifahrenden Luft
schraube.
Eine optimale Abgasführung kann durch eine vorgeschaltete
Drosselklappe in der Mantelzuleitung erreicht werden, die
den Abgasstaudruck - Absaugung - regelt.
Die vorbeschriebene Antrieb/Schalldämpfereinheit wird im Zu
strombereich durch einen Gleichrichter ergänzt.
Der erfindungsgemäße Gleichrichter besteht aus einem dünnen
Material mit Siebcharakter - z. B. Drahtgeflecht -, das kuppel
artig den Einlauf abschirmt.
Damit wird erreicht, daß Druckschwankungen im Zulauf - Turbu
lenzen - im "Sieb" gleichgerichtet werden und schallimmitieren
de Anblaseffekte u. ä. ausbleiben müssen.
In gewissem Umfang kann der Gleichrichter bei entsprechender
Ausformung und Durchlässigkeitsdifferenzierung auch Lärm
effekte aus schräger Anströmung - Schiebeflug - mindern.
Die Strömungsgeschwindigkeit stellt sich vor und hinter dem
Gleichrichter gleich ein; das zu berücksichtigende Druckge
fälle bestimmt sich nach der differenzierten Maschenweite.
Mit dem Gleichrichtervorsatz ist die Möglichkeit gegeben,
den Mantel entsprechend tief im System unterzubringen, da
das Einsaugen von Festkörpern wirksam vermieden wird.
Im Abstrom der Luftschraube sieht die erfindungsgemäße Ein
heit eine oder mehrere angeblasene Steuer- oder Trimmklappen
vor, deren Nasenbereich hohl ausgeführt ist und mit schall
dämmendem Material aufgefüllt ist, um Reflektionen aus dem
Abstrom heraus gering zu halten. Die Klappen können auch
seitlich mit einer Dämmlage versehen sein.
In Luftschraubennähe liegende Konstruktionselemente - z. B.
Motorhalterungen - werden sinnvoll, um Resonanzschwingungen
zu vermeiden, schalldämmend ummantelt.
Die erfindungsgemäße Einheit wird im weiteren beispielhaft
und schematisch anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigt
Fig. I den Tunnelquerschnitt,
Fig. II den Klappenquerschnitt,
Fig. III die gesamte Einheit in der Übersicht.
Um einen besonders leichten, aber funktionsgerechten Mantel
im Sinne der Erfindung zu schaffen, wird dieser aus zwei
kreisförmig gebogenen Aluminiumrohren gleichen oder auch
unterschiedlichen Durchmessers und einer Außenwand aus dünnem
Blech oder sonstigem hitzebeständigem Material aufgebaut.
Fig. I zeigt im Querschnitt beispielhaft die Lage der form
gebenden, kreisförmig gebogenen Rohre (2) und der Außenwand
(3).
Eines der Rohre oder auch beide weisen einen Einlaß für
Abgas (9) sowie über den Umfang verteilte, nach innen ge
richtete Bohrungen auf, die dem Konstruktionselement zu
sätzlich die Funktion eines Siebrohres geben.
Die Außenwand (3) weist zur Unterdrückung von Resonanz
schwingungen auf der Innenseite eines fest aufgebrachte,
plastische Dämmschicht (7) auf.
Die Innenseite des Tunnels (1) wird durch gasdurchlässiges
Dämmaterial (5) ausgeformt, das durch dünne Formlagen (6)
- z. B. Drahtgeflecht - gehaltert ist. (8) zeigt beispielhaft
die Lage derLuftschraube im Tunnel.
Fig. II zeigt den Querschnitt einer Abstromklappe mit einer
Nase, die durch Dämmaterial dort (10) reflektionsgemindert
ist. Das Dämmaterial kann erfindungsgemäß auch bis zu Hinter
kante fortgelegt werden.
Fig. III zeigt die komplette, erfindungsgemäße Einheit in
der Übersicht, wobei Motor und Luftschraube schematisch an
gedeutet sind. Vor dem Tunnel (1) ist der Gleichrichter (11)
kuppelförmig angeordnet. Die "Maschenweite" des Gleichrichters
kann erfindungsgemäß differieren und angepaßte Formgebungen
- z. B. an einen Rumpf in Form eines Kegels - sind im Sinne
der Erfindung. Hinter dem Tunnel ist an schematisch gezeigten
Halterungen eine Abstromklappe mit reflektionsgedämpfter
Nase (10) angeordnet.
Claims (2)
1. Leichtbau-Kombinationsschalldämpfereinheit für Luftschraube
und Abgas mit Zustromgleichrichter und reflektionsgeminderten
Abstromklappen als Manteltriebwerkseinheit,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (1) aus mindestens einem kreisbogenförmig ge
bogenem Rohr oder Profil mit nach innen gerichteten Bohrungen
(2) mit Einlaßöffnung (9) und einer umhüllenden Außenlage (3)
mit Dämmschicht (7) aufgebaut ist, als Innenauskleidung eine
umlaufende schalldämmende, gasdurchlässige Lage (5) aufweist,
die durch durchlässige Formlagen (6) gehaltert ist, wobei vor
dem Mantel (1) ein Zustromgleichrichter (11) kuppelförmig an
geordnet ist, der aus Material mit Siebcharakter besteht, und
hinter dem Mantel (1) Abstromklappen angeordnet sind, die zu
mindest im Nasenbereich mit schalldämmendem Material (10) aus
gestattet sind.
2. Leichtbau-Kombinationsschalldämpfereinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gleichrichter (11) über die Fläche differenzierte
Maschenweiten aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873705378 DE3705378A1 (de) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Leichtbau-kombinationsschalldaempfereinheit fuer luftschraube und abgas mit zustromgleichrichter und reflektionsgeminderten abstromklappen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873705378 DE3705378A1 (de) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Leichtbau-kombinationsschalldaempfereinheit fuer luftschraube und abgas mit zustromgleichrichter und reflektionsgeminderten abstromklappen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3705378A1 true DE3705378A1 (de) | 1988-09-01 |
Family
ID=6321374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873705378 Withdrawn DE3705378A1 (de) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Leichtbau-kombinationsschalldaempfereinheit fuer luftschraube und abgas mit zustromgleichrichter und reflektionsgeminderten abstromklappen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3705378A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4400621A1 (de) * | 1993-04-03 | 1994-10-06 | Franz Dipl Ing Kustermann | Druckschraubenantrieb für Luft-, Land- oder Wasserfahrzeug |
FR2903667A1 (fr) * | 2006-07-11 | 2008-01-18 | Snecma Sa | Ensemble propulseur a helice a carenage acoustique et aeronef pourvu de cet ensemble |
WO2020245388A1 (de) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | e.SAT Management GmbH | Luftfahrzeug mit geräuscharmen antrieb |
-
1987
- 1987-02-20 DE DE19873705378 patent/DE3705378A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4400621A1 (de) * | 1993-04-03 | 1994-10-06 | Franz Dipl Ing Kustermann | Druckschraubenantrieb für Luft-, Land- oder Wasserfahrzeug |
FR2903667A1 (fr) * | 2006-07-11 | 2008-01-18 | Snecma Sa | Ensemble propulseur a helice a carenage acoustique et aeronef pourvu de cet ensemble |
WO2020245388A1 (de) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | e.SAT Management GmbH | Luftfahrzeug mit geräuscharmen antrieb |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHULZ, DIETER, 7083 UNTERGROENINGEN, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |