Triebwerksgeräusche

Auto, Rad & Mobilität Luft- & Raumfahrt
#1

Hi,

bei aktuellen Passagierjets ist mir aufgefallen, daß es unterschiedliche Triebwerksgeräusche gibt:
Da gibt es eine Art fauchendes Donnern bei den einen Jets, bei den anderen ist es eher ein Heulen und das Gefühl, daß das Triebwerk in viel geringeren Drehzahlen läuft. Das Donnern habe ich auf alle Fälle bei der B737, das andere Geräusch eher bei Maschinen vom Typ Airbus und/oder bei größeren Maschinen gehört.
Ist das alles Einbildung oder gibt es da tatsächlich Unterschiede? Liegt es am Hersteller des Triebwerkes oder nur an der Größe?

Für Hinweise/Erklärungen wäre ich dankbar.
Martin

#2

Hi,

ich denke es liegt an allem :smile:

So wie Motoren beim Auto unterschiedlich klingen geben auch Flugzeugtriebwerke unterschiedliche Geräusche ab. Diverse Hersteller haben verschiedene Triebwerke unterschiedlicher Kostruktion und Größe/leistungsfähigkeit im Programm. Die Geräuschübertragung in die Kabine wird auch allein deswegen unterschiedlich sein weil auch die restliche Konstruktion des Flugzeugs in jedem Typ anders ist und die Geräuschkulisse/die akustischen Vibrationen anders übertragen werden. Wenn Du mal im hinteren - oder auch vorderen - Bereich der „alten“ Hecktriebler B727 oder DC-9 gesessen hast wird Dir - vielleicht - auch aufgefallen sein daß es hinten auffällig laut zugeht, weiter vorne dafür um so ruhiger.

Aber auch bei modernen Flugzeugen empfinde ich die Geräuschkulisse je nach Position in der Maschine sehr unterschiedlich. Bei den kleinen Airbussen (A320 und Gebrüder) z. B. empfinde ich das Triebwerksgeräusch vor und neben dem Triebwerk aks sehr „kernig“.

Hier in Europa seit langem nicht mehr zu hören, aber ein besonderes Erlebnis: das extrem laute Pfeifen von B707 oder B727 ohne moderne Triebwerke / Hush Kits…

Interessant ist noch daß v. a. für Propellermaschinen oft in sehr aufwändigen Verfahren „Gegenlärm“ entwickelt wurde und zum Einsatz kommt. Dabei werden über die Lautsprecher Geräusche eingespielt, die das ansonsten sehr unangenehme Gemisch aus Motoren- und Propellergeräuschen abändern sollen um für die PAssagiere erträglich zu sein.

Gruß,

MecFleih

#3

Hallo!

bei aktuellen Passagierjets ist mir aufgefallen, daß es
unterschiedliche Triebwerksgeräusche gibt:
Da gibt es eine Art fauchendes Donnern bei den einen Jets, bei
den anderen ist es eher ein Heulen und das Gefühl, daß das
Triebwerk in viel geringeren Drehzahlen läuft. Das Donnern
habe ich auf alle Fälle bei der B737, das andere Geräusch eher
bei Maschinen vom Typ Airbus und/oder bei größeren Maschinen gehört.

Mit Sicherheit weisen Triebwerke von unterschiedlichen Herstellern, oder auch unterschiedliche Baureihen des selben Herstellers, voneinander verschiedene Lärmspektren auf. Denn einen großen Einfluss haben verständlicherweise die bewegten Teile (Rotor, Stator, Schaufel, Kompressor, etc.); es ist also klar, dass konstruktive Unterschiede auch zu Unterschieden im Spektrum führen. Allerdings denke ich nicht, dass man das als Mensch akkustisch herausfiltern kann, geschweige denn dass sich ein so hoher Frequenzunterschied ergibt (Donnern Heulen, für mich bedeutet das niederfrequent hochfrequent).

Mögliche Erklärung für deine Beobachtung ist die, dass du einfach an unterschiedlichen Positionen in den jeweiligen Flugzeugen gesessen hast.

In Flugzeugen gibt es zunächst einmal zwei Hauptschallquellen:
Im hinteren Teil des Flugzeuges nimmt man ein niederfrequentes Geräusch war, das sogen. Freistrahlgeräusch. Die Ursache dafür liegt in den starken Geschwindigkeits- und Druckänderungen im Freistrahl (Abgasstrahl der Turbine) aufgrund von Turbulenzen. Mit zunehmenden Abstand vom Triebwerk wird der emittierte Schall niederfrequenter. Diesen Schall hört man jedoch im vorderen Teil der Maschine nicht, da aufgrund der Konvektion im Freistrahl entgegen der Freistrahlrichtung eine Pegelabschwächung erfolgt und dieser Schall dann durch die Turbinengeräusche überlagert wird. In Freistrahlrichtung erfolgt hingegen eine Pegelverstärkung, weshalb man im hintersten Teil der Maschine ein starkes „Donnern“ wahrnimmt.

Die zweite wichtige Schallquelle ist das Triebwerk selbst.
Hier entstehen durch die Interaktion der Triebwerkskomponenten mit der strömenden Luft die sogen. Drehtongeräusche. Diese sind höherfrequent und drehzahlabhängig. Jene Geräusche nimmt man verstärkt im vorderen Teil, insbesondere in Triebwerksnähe, wahr.

Natürlich gibt es noch andere akkustische Moden, wie z.B. die Verbrennungsgeräusche, Lagergeräusche oder die Übertragung von Schwingungen auf Gehäuseteile. Maßgebend und dominierend sind jedoch die beiden erwähnten Hauptquellen.

So lautet zumindest mein Erklärungsansatz. Hast du jedoch immer an derselben Stelle gesessen, müssen wir wohl einen anderen Ansatz suchen:smile:

mfG Dirk

#4

Oh sorry,

ich vergaß zu ‚erwähnen‘, daß ich diese Beobachtungen von Außen gemacht habe.

Naja, vielleicht ist das alles doch ein bisserl subjektiv… :o)

Wie ist bei Jets eigentlich das Verhältnis Triebwerksleistung zu Maximalmasse? Ist das bei kleinen und großen Jets gleich, oder haben größere Jets größere Reserven (prozentual gesehen)? Und noch was: Flugzeuge müssen doch direkt nach dem Abheben erst mal sehr stark steigen um auf eine bestimmte Mindesthöhe zu kommen, von da ab geht’s dann gemütlicher weiter, oddrrr? Ich könnte mir nämlich bezüglich meiner obigen Beobachtungen auch vorstellen, daß große Jets nach dieser ‚Starksteigphase‘ die Leistung viel stärker zurückfahren können als kleinere Jets und daß sich die Triebwerksgeräusche bei den großen deshalb nicht mehr so dramatisch anhören.

Genug spekuliert…
Martin

#5

Hallo,

gerade was die Geräuschentwicklung angeht, sollten
die Triebwerke von alten Maschinen und den neuen
in Airbus verbauten sich recht unterschiedlich anhören.
Als Stichwort sei da „Mantelstromtriebwerk“ genannt.

Äußeres Merkmal dieser moderen Bauform sind die recht
großen Durchmesser, die die Turbine so überdimensional
aufgeblasen aussehen lassen.

Die Entw. dieser Turbinenbauform geht primär auf Einsparung
von Treibstoff zurück, aber die Lärmemission kann durch
den Mantelstrom auch sehr effektiv reduziert werden.
Gruß Uwi

bei aktuellen Passagierjets ist mir aufgefallen, daß es
unterschiedliche Triebwerksgeräusche gibt:
Da gibt es eine Art fauchendes Donnern bei den einen Jets, bei
den anderen ist es eher ein Heulen und das Gefühl, daß das
Triebwerk in viel geringeren Drehzahlen läuft. Das Donnern
habe ich auf alle Fälle bei der B737, das andere Geräusch eher
bei Maschinen vom Typ Airbus und/oder bei größeren Maschinen
gehört.
Ist das alles Einbildung oder gibt es da tatsächlich
Unterschiede? Liegt es am Hersteller des Triebwerkes oder nur
an der Größe?

Für Hinweise/Erklärungen wäre ich dankbar.
Martin

#6

Hi,

Wie ist bei Jets eigentlich das Verhältnis Triebwerksleistung
zu Maximalmasse? Ist das bei kleinen und großen Jets gleich,
oder haben größere Jets größere Reserven (prozentual gesehen)?

Hat mit der Größe des Flugzeugs nix zu tun, sondern dem Verhältnis zwischen Triebwerksleistung und Masse des Flugzeugs. Mal abgesehen davon daß man beim Flugzeug (nicht immer, aber oft) auch die Auswahl zwischen verschiedenen Triebwerken (Herstellern) hat gibt es eben Muster mit kraftvoller oder auch weniger kraftvoller Motorisierung. Zum Beispiel gilt die B757 allgemein als sehr leistungsstark, beim A340 wird immer gerne gesagt daß er nur fliegen würde weil die Erde rund ist…

Ansonsten hat bei modernen Flugzeugen die Anzahl der Triebwerke Einfluß auf die Gesamtleistung: aufgrund entsprechender Vorgaben muß ein Flugzeug auch noch bei Wegfall von 50% Triebwerksleistung fliegbar bleiben, auch im „whorst case“, wenn der Flieger mit maximalem Startgewicht abheben will und die halbe Triebwerksleistung geht verloren (wobei wir jetzt mal davon ausgehen daß sich nicht die Leistung aller Triebwerke reduziert, sondern die Hälfte Triebwerke komplett ausfällt und die andere Hälfte unbeeindruckt weiterläuft).
Um diese Anforderung erfüllen zu können müssen die Triebwerke so ausgelegt sein daß sie einen gewissen Leistungsüberschuß mitbringen. Dieser Leistungsüberschuß muß aber bei einem Zweistrahler ein einzelnes Triebwerk sicherstellen, während es sich bei vierstrahligen Maschinen auf 2 Triebwerke verteilt. Betrachtet man nun die Dimensionierung einzelner Triebwerke stellt man fest daß die Triebwerke des Zweistrahlers eine größere Power im Verhältnis zur Flugzeugmasse haben als das bei Vierstrahlern der Fall ist.

Und noch was: Flugzeuge müssen doch direkt nach dem Abheben
erst mal sehr stark steigen um auf eine bestimmte Mindesthöhe
zu kommen, von da ab geht’s dann gemütlicher weiter, oddrrr?

„Müssen“ müssen sie bei eventuellen Hindernissen, aufgrund der An- und Abflugrouten und weil es grundsätzlich sinnvoll ist (Treibstoffersparnis, …) möglichst hoch zu fliegen. Je schneller man weit nach oben kommt um so schneller und um so länger spart man am Treibstoff.

Schau mal etwas weiter unten, da ging es um das Thema Steigflug…

Ich könnte mir nämlich bezüglich meiner obigen Beobachtungen
auch vorstellen, daß große Jets nach dieser ‚Starksteigphase‘
die Leistung viel stärker zurückfahren können als kleinere
Jets und daß sich die Triebwerksgeräusche bei den großen
deshalb nicht mehr so dramatisch anhören.

Die Gesetzmäßigkeiten der Höhenänderung sind relativ komplex, siehe den Artikel zum Steigflug weiter unten. So ganz geht Deine These nicht auf, aus verschiedenen Gründen…

Gruß,

MecFleih

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#7

Leider falsch…
Hallo MecFleih,

Ansonsten hat bei modernen Flugzeugen die Anzahl der
Triebwerke Einfluß auf die Gesamtleistung: aufgrund
entsprechender Vorgaben muß ein Flugzeug auch noch bei Wegfall
von 50% Triebwerksleistung fliegbar bleiben, auch im „whorst
case“, wenn der Flieger mit maximalem Startgewicht abheben
will und die halbe Triebwerksleistung geht verloren (wobei wir
jetzt mal davon ausgehen daß sich nicht die Leistung aller
Triebwerke reduziert, sondern die Hälfte Triebwerke komplett
ausfällt und die andere Hälfte unbeeindruckt weiterläuft).
Um diese Anforderung erfüllen zu können müssen die Triebwerke
so ausgelegt sein daß sie einen gewissen Leistungsüberschuß
mitbringen. Dieser Leistungsüberschuß muß aber bei einem
Zweistrahler ein einzelnes Triebwerk sicherstellen, während es
sich bei vierstrahligen Maschinen auf 2 Triebwerke verteilt.
Betrachtet man nun die Dimensionierung einzelner Triebwerke
stellt man fest daß die Triebwerke des Zweistrahlers eine
größere Power im Verhältnis zur Flugzeugmasse haben als das
bei Vierstrahlern der Fall ist.

Wenn bei einem Flugzeug 50% der Triebwerke / der Triebwerksleistung wegfallen verbleiben aber noch 50% „gesunde“ Triebwerke, die dann das Flugzeug in die Luft bringen und dort halten können müssen.
Ob diese „gesunden“ 50% durch ein oder zwei Triebwerke erbracht werden ist dabei völlig wurscht.

Richtig hingegen ist, daß zur Auslegung von Triebwerksgrößen der Ausfall EINES Triebwerkes zum unvorteilhaftesten Zeitpunkt angenommen wird. Dieser Zeitpunkt ist der Startlauf, direkt an der Entscheidungsgeschwindigkeit, von wo an ein Anhalten auf der Bahn nicht mehr möglich ist und das Flugzeug weiterbeschleunigen und dann fliegen können muß.
Fällt bei einem Zweistrahler EIN Triebwerk aus, verliert es die Hälfte seiner Triebwerke und das verbleibende muß alleine das Flugzeug in die Luft bringen. Dafür müssen Leistungsreserven vorhanden sein.
Bei einem Vierstrahler verbleiben nach einem Triebwerksausfall noch drei funktionsfähige Triebwerke, D.h. es gehen nur 25% der Leistung verloren. Die Leistungsreserven können hier kleiner sein, da die drei Triebwerke gemeinsam das eine ersetzen müssen/können.

Und noch was: Flugzeuge müssen doch direkt nach dem Abheben
erst mal sehr stark steigen um auf eine bestimmte Mindesthöhe
zu kommen, von da ab geht’s dann gemütlicher weiter, oddrrr?

„Müssen“ müssen sie bei eventuellen Hindernissen, aufgrund der
An- und Abflugrouten und weil es grundsätzlich sinnvoll ist
(Treibstoffersparnis, …) möglichst hoch zu fliegen. Je
schneller man weit nach oben kommt um so schneller und um so
länger spart man am Treibstoff.

Ja, sie müssen! Es gibt für den Start Anforderungen an die Steigleistung bis zum Erreichen von 1500’ (nachfolgende Werte für ein Vierstrahler):

  1. Segment (ab erreichen von 35 Fuß über der Bahn bis zu „Gear up“, Take-Off-Thrust): 0,5%
  2. Segment (Gear up bis min. 400’; dieser Teil der Forderung ist für Vierstrahler in der Regel am schwierigsten zu erfüllen!): 3 %
  3. Segment (Beschleunigen, Klappen einfahren): 0 %
  4. Segment (Clean Config, Max. Cont Thrust, Final Climbspeed): 1,7%
    Offiziell endet damit der Start in 1500’.

Im Alltag aber wird oftmals anders geflogen: Da diese Werte vom Flugzeughersteller unter denkbar ungünstigsten Bedingungen mit einem Triebwerksausfall demonstriert worden sind, was beides im Alltag aber so nicht ständig vorkommt, kann anders verfahren werden. Einige Airlines fliegen z.B. das 2. Segment aus Lärmschutzgründen bis 1500’ und beschleunigen erst dann. Oder es wird die Leistung der Triebwerke zum Start reduziert, da nicht „Vollgas“ benötigt wird.

Gruß,

Nabla

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#8

Hallo!

Mit Sicherheit weisen Triebwerke von unterschiedlichen
Herstellern, oder auch unterschiedliche Baureihen des selben
Herstellers, voneinander verschiedene Lärmspektren auf. Denn
einen großen Einfluss haben verständlicherweise die bewegten
Teile (Rotor, Stator, Schaufel, Kompressor, etc.); es ist also
klar, dass konstruktive Unterschiede auch zu Unterschieden im
Spektrum führen. Allerdings denke ich nicht, dass man das als
Mensch akkustisch herausfiltern kann, geschweige denn dass
sich ein so hoher Frequenzunterschied ergibt

Ich arbeite seit Jahren auf dem Flughafen und kann verschiedene Flugzeugtypen durchaus am Geräusch erkennen. Es ist eine Zusammensetzung von verschiedensten Frequenzen. Jeder Flugzeugtyp hat sein charakteristisches „Vorbeiroll- Geräusch“.
Schwerer oder auch zum Teil unmöglich ist dies während des Starts und der Landung festzustellen. Dort macht wahrscheinlich der hohe Lärmpegel dem Ohr erhebliche Schwierigkeiten.

Gruß Gert

#9

Vorne / mitte / hinten
Hallo,

Aber auch bei modernen Flugzeugen empfinde ich die
Geräuschkulisse je nach Position in der Maschine sehr
unterschiedlich. Bei den kleinen Airbussen (A320 und Gebrüder)
z. B. empfinde ich das Triebwerksgeräusch vor und neben dem
Triebwerk aks sehr „kernig“.

Sollte ich mich also lieber „hinten“ setzen ( statt vorne, wo ich weniger Lärm erwarten würde ? )

Gruß,

Uwe P.

#10

Hallo,

Sollte ich mich also lieber „hinten“ setzen ( statt vorne, wo
ich weniger Lärm erwarten würde ? )

Ich empfinde den Sound nur anders, nicht unbedingt leiser… letztlich ist es immer eine Frage der persönlichen Vorliebe, wo man gerne sitzen möchte :smile:

Schönen Gruß,

MecFleih