DE8016776U1 - Schutzanlage für Schalldämpfung und Ablenkung großer Gasströme - Google Patents

Description

Rheinhold & Mahla GmbH, 6800 Mannheim 1 ,Augusta-Anlag-e

I. Juni 1980

Schutzanlage für Schalldämpfung und Ablenkung großer Gasströme

% Die Erfindung betrifft eine Schutzanlage zur Schalldämpfung

f und Ablenkung großer Gasströme mit hohen Geschw^J:idigkeiten,

bestehend aus einer zwei Seitenwände verbindenden, senkrechten, schallabsorbierenden Mittelwand mit davor angeordnetem

!^{: 5} Leitelement.

t Zur Kontrolle müssen Strahltriebwerke manchmal durch Probelauf geprüft werden. Das führt insbesondere bei Flughäfen,

, die in der Nähe von Wohngebieten liegen, zu unerträglichen

Lärmbelästigungen. Darüber hinaus können die mit großer Geschwindigkeit austretenden Abgasmengen zu Belästigungen und gar zu Schadensfällen in der unmittelbaren Umgebung

( führen. Zur Minderung der Umweltbelästigungen sind einige

Schutzmaßnahmen bekannt.

In einer dreiseitig umschlossenen Box aus Absorptionswänden wird das Flugzeug so aufgestellt, daß die aus den Strahltriebwerken kommenden Gasströme kurz vor der Rückwand nach Passieren eines senkrechten Lochbleches durch nach oben gebogene Leitschaufeln abgeführt werden.

Durch die Lochplatten wird ein Teil der Abgase rezirkuliert und von den Turbinen erneut angesaugt. Als Folge können

Triebwerküberhitzungen auftreten, die zwangsläufig dann ?u ( erheblichen Materialschäden führen. Weiter besteht die Gefahr,

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daß durch Luftpuisation Schwingungen äfi dem Flugzeug äuf> treten können _t die erfahrungsgemäß besonders bei T-Leitwerken Sdhäden hervorrufen* ÄUdh hat sich gezeigt/ daß f|

durch die Leitschaufeln/ die die Luft in gebogenen Kanälen nach oben führen, ein großer Teil des Lärmes reflektiert

wird* wodurch der Wirkungsgrad hinsichtlich Schalldämpfung • sich verringert.

Auch sind nach vorne unter einem Winkel von 45 - 60 geneigte kleinere/ bewegliche Windabweiser bekannt, die im Bereich der Abfertigungsanlagen auf den Flugplätzen entlang häufig befahrener Wege angeordnet werden, um das Flugplatzpersonal vor Steinschlag oder Windstößen bei ankommenden oder abrollenden Flugzeugen zu schützen.

Diese Windabweiser sind bewußt nicht schalltransparent ausgebildet worden, um die dahinter befindlichen Menschen nicht unnötig durch Lärm zu belasten. Weiter wird aus dem gleichen Grunde der Gasstrom nach oben umgelenkt, dabei fließt ein Teil erfahrungsgemäß zurück, was hier nicht kritisch ist, da sich der Luftstrom und der Schall wegen der kleinen Hindernisse weitgehend frei ausbreiten kann, so daß außer der Lärmbelästigung normalerweise keine Folgeschäden zu erwarten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzanlage zur Schalldämpfung und Ablenkung großer Gasströme aus Turbinentriebwerken zu finden, die weitgehend ohne Rückwirkungen auf das Triebwerk bzw. Flugzeug, den Schall absorbiert und den Gasstrom unschädlich ableitet, sowie den Probelauf unterschiedlicher Flugzeug-Typen bei geringem konstruktivem Aufwand erlaubt.

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Die Aufgabe wiifd eJffindungsgemäß dadurch gelöst/ daß als Leitelemeht ein sehälltranspäiiehtes Streckmetall-Gitter Unter einem in der lotrechten Ebene gemessenen Winkel von 65 - 80°, inbeso.tdere von 70 - 75^ό, zur Achse und geneigt entgegen der Richtung des Gasstromes angeordnet ist,wobei die lichte Durchflußfläche im Streckmetall-Gitter gleich oder grös' ser als die zugehörige, senkrecht zur Achse gemessene Querschnittsfläche des Gasstromes ist.
Für den Fachmann war es überraschend, daß es mit einem nach vorne geneigten Streckmetall-Gitter möglich ist, den Schall mehr oder minder ungebrochen durch die Leitelemente bis zur Absorption durch die Mittelwand weiter zu leiten, während die mit großer Geschwindigkeit strömenden Luftmengen durch die an sich schmalen Stege des Stxeckmetall-Gitters nach oben abgeführt werden, wo sie nicht mehr stören. Überraschenderweise hat sich auch ergeben, daß nicht - wie vermutet werden könnte - der Gasstrom durch die schräg nach vorne geneigte Wand am Boden zurückgeführt wird. Schädliche Wirkungen durch Rezirkulation treten daher nicht auf, so daß das Triebwerk schon im Abstand von 10 - 15 d aufgestellt werden kann, wobei d der Durchmesser der Austrittsöffnung ist. Trotz dieses geringen Abstandes tritt weiter die befürchtete Pulsation nicht auf, wenn die schrägliegenden Öffnungen in der Summe mindestens gleich groß wie der Querschnitt des Turbinenstrahles vor dem Leitelement ist.

Durch die vielen öffnungen im Streckmetall-Gitter wird weiter der Gasstrom stark aufgeteilt. Dadurch erhöht sich zwar die Frequenz,bekanntermaßen läßt sich ein solcher Schall besser absorbieren.

Die erforderlichen Abmessungen sind gering. Die hohe Mittelwand ist nicht dem Luftstrom ausgesetzt und kann deshalb als leichte Konstruktion erstellt werden. Weiter ist das Streckmetall-Gitter nur im Bereich der Gasströme erforderlich.

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Daher ist eine Auslegung der¹ Schutzanlage auf verschiedene Flüggeug-Typen durch einfadhe Maßnahmen möglich*

In einer besonderen Ausführung besitzt das Streckmetällßitter¹ rhombische Durchflußflachen/ deren maximale lichte Abmessung 150 - 200 mm und 50 - 70 mm betragen und daß die Stegtiefe 15 - 20 mm ist.

Das Streckmetall ist einfach und kostengünstig herzustellen und zeichnet sich überraschenderweise durch eine gute Luftführung aus. Die statische Festigkeit ist wegen der hinten gekippten Stege verhältnismäßig groß/ so daß es schon bei wenigen aerodynamisch verkleideten Aussteifungen nicht vibriert.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Seitenansicht durch Box.

Hinter einem Flugzeug 1 ist im Abstand von 15 d, mit d = Öffnungsdurchmesser der Turbine, ein Streckmetall-Gitter angeordnet, welches um 70° zur Achse und entgegengesetzt zur Anströmrichtung geneigt ist. Das Streckmei.all-Gitter wird über Aussteifungen 3 und durch aerodynamisch verkleidete Pfosten 4 in seiner Lage gehalten. Die hintere Mittelwand ist im Abstand von 10-2Om angeordnet und wird durch Stützen 6 gehalten. Die Mittelwand ist mit schallabsorbierendem .Material 7 - wie Steinwolle usw. - ausgefüllt und zusätzlich als Schutz mit einer schalltransparenten Abdeckung 8 versehen. Die Seitenwände 9 der Schutzanlage sind nicht dargestellt.

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Claims (2)

RHEINHOLD & MAHLA GMBH Amtl. Az.: G 80 16 776.6 Unser Zeichen: RM 448 P München, 9.8.1985 Neugefaßte Schutzansprflche

1. Leiteleiuent zur Schalldämpfung und Ablenkung großer Hochgeschwindigkeits-Gasströme, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement aus einem Gitter (2) aus Streckmetall besteht, das unter einem Winkel von 65 bis 80°, insbesondere 70 bis 75°, zur Steilebene gegen den Gasstrom geneigt aufgestellt ist.

2. Leitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (2) rhombische Gitteröffnungen aufweist, deren maximale licr'.te Abmessungen 150 bis 200 ram bzw. 50 bis 70 mm bei eirer Stegtiefe des Gitters von 15 bis 20 mm betragen.

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