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Die Erfindung betrifft eine Lärmschutzeinrichtung für Flugzeuge mit einer fest installierten Wandstruktur an einem vorderen Ende der Lärmschutzeinrichtung und mit einer Rückwand, die zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand bewegt werden kann. Im offenen Zustand kann ein Flugzeug in Richtung des vorderen Endes in die Lärmschutzeinrichtung eingefahren werden. Im geschlossenen Zustand ist ein Abschnitt hinter den Tragflächen eines Flugzeugs, das in die Lärmschutzeinrichtung eingefahren ist, durch die Rückwand abgedeckt. In der Rückwand ist eine Öffnung für einen Abgasstrahl eines Flugzeugtriebwerks ausgebildet.
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Lärmschutzeinrichtungen dieser Art können auf Flughäfen errichtet werden, auf denen Flugzeuge gewartet werden. Zur Wartung gehört unter anderem, dass die Triebwerke getestet werden, wobei auch Tests mit voller Leistung umfasst sind. Bei voller Leistung entwickeln Flugzeugtriebwerke einen erheblichen Lärm, durch den Anwohner in der Nähe des Flughafens sich gestört fühlen können. Um die Lärmbelästigung für die Anwohner zu vermindern, kann das Flugzeug vor dem Test der Triebwerke in eine Lärmschutzeinrichtung der oben angegebenen Art eingefahren werden. Die Lärmschutzeinrichtung hat den Zweck, den von dem Flugzeugtriebwerk abgegebenen Schall so zu dämpfen, dass die Anwohner weniger belästigt werden.
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Die Lärmschutzeinrichtung ist mit einer beweglichen Wand versehen, die im offenen Zustand eine Öffnung in der Wand der Lärmschutzeinrichtung freigibt, durch die das Flugzeug in die Lärmschutzeinrichtung einfahren kann. Im geschlossenen Zustand dient die bewegliche Wand der Schalldämpfung.
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Die bewegliche Wand dient dazu, eine Öffnung in der Wand der Lärmschutzeinrichtung freizugeben, so dass das Flugzeug einfahren und ausfahren kann. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn es eine hinter den Tragflächen des Flugzeugs angeordnete Rückwand der Lärmschutzeinrichtung ist, die beweglich ausgeführt ist. Die Lärmschutzeinrichtung ist außerdem so gestaltet, dass ein auf die Rückwand treffender Abgasstrahl des Flugzeugtriebwerks abgelenkt und/oder akustisch gedämpft wird. Bekannt ist es beispielsweise, die Rückwand mit Öffnungen zu versehen, durch die der Abgasstrahl hindurchtreten kann, wobei der Abgasstrahl hinter den Öffnungen nach oben umgelenkt wird,
EP 1 812 291 ,
US 5,377,534 . Diese Maßnahmen sind aber aufwändig, haben häufig nicht die gewünschte Wirksamkeit und setzen eine große Anzahl beweglicher Teile voraus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lärmschutzeinrichtung vorzustellen, die kostengünstig errichtet werden kann und die den Lärm der Flugzeugtriebwerke wirksam dämpft. Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist die Öffnung in der Rückwand mit einer Ablenkfläche versehen, durch die der Abgasstrahl des Flugzeugtriebwerks in seitlicher Richtung abgelenkt wird.
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Zunächst werden einige Begriffe erläutert. Die Begriffe vorne, hinten, seitlich beziehen sich auf ein Flugzeug, das in die Lärmschutzeinrichtung eingefahren ist. Die Ausrichtung, die das Flugzeug zum Test der Triebwerke in die Lärmschutzeinrichtung einnimmt, ist eindeutig definiert, weil die Öffnungen für den Abgasstrahl hinter den Triebwerken angeordnet sein müssen. Das Flugzeug fährt also mit der Nase voran von hinten in die Lärmschutzeinrichtung ein.
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Wenn ein Abschnitt hinter einer Tragfläche durch die Rückwand abgedeckt ist, bedeutet dies, dass man auf die Rückwand stößt, wenn man sich von dem betreffenden Abschnitt der Tragfläche in Längsrichtung nach hinten bewegt.
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Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, dass eine besonders wirksame Schalldämpfung dadurch möglich ist, dass man dem Abgasstrahl die Möglichkeit bietet, sich über eine große Fläche zu verteilen. Dadurch werden akustische Abstrahleffekte vermieden, die sich bilden, wenn ein Abgasstrahl in konzentrierter Form abgelenkt wird.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ablenkfläche ist ein kostengünstiges Mittel, um den Abgasstrahl in seitlicher Richtung umzulenken, so dass dieser sich dort mit verringerter Geschwindigkeit in der Fläche verteilen kann. Bereits in verhältnismäßig kurzem Abstand zu der Lärmschutzeinrichtung ist der Schall dann erheblich gedämpft.
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Vorzugsweise schließt die bewegliche Rückwand im geschlossenen Zustand mit der festen Wandstruktur ab, so dass zwischen der beweglichen Rückwand und der festen Wandstruktur keine Lücke besteht, durch die der Abgasstrahl entweichen kann.
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Es können zwei bewegliche Rückwände vorgesehen sein, wobei im geschlossenen Zustand die äußeren Enden der Rückwände auf gegenüberliegenden Seiten mit der festen Wandstruktur abschließen. Es kann sich dann die eine Rückwand hinter der linken Tragfläche und die andere Rückwand hinter der rechten Tragfläche des Flugzeugs erstrecken. Die Wände der beweglichen Rückwände können im geschlossenen Zustand miteinander abschließen. Es kann im geschlossenen Zustand aber auch eine Lücke zwischen den inneren Enden der beweglichen Rückwände bestehen. Die Lücke kann, wie unten näher ausgeführt wird, mit anderen Mitteln geschlossen werden.
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Die Öffnung in der beweglichen Rückwand sollte so groß sein, dass der Abgasstrahl des Triebwerks gut hindurchtreten kann. Die Öffnung ist zu diesem Zweck vorzugsweise größer als der Querschnitt des Triebwerks, dessen Abgasstrahl hindurchtreten soll. Die Öffnung kann so angeordnet sein, dass sie den Querschnitt des Triebwerks vollständig überdeckt, wenn man die Öffnung im geschlossenen Zustand der Rückwand in Längsrichtung auf das Triebwerk projiziert. Der Abgasstrahl kann sich dann in Längsrichtung geradeaus nach hinten bewegen und trifft auf die Öffnung. Wenn die Abgasstrahle mehrerer Triebwerke durch die Rückwand hindurchtreten sollen, kann die Öffnung so bemessen und positioniert sein, dass sie in der Projektion beide Triebwerke überdeckt. Alternativ kann auch für jedes der Triebwerke eine Öffnung vorgesehen sein.
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Die Rückwand sollte so gestaltet sein, dass sie im geschlossenen Zustand mit dem Boden abschließt, so dass zwischen der Rückwand und dem Boden keine Lücke besteht. Die Rückwand sollte ferner so hoch sein, dass sie sich über die Höhe der Tragflächen im Bereich der Triebwerke hinaus erstreckt. Die Rückwand kann höher als 5 m, vorzugsweise höher als 8 m, weiter vorzugsweise höher als 10 m sein. Die Öffnung kann sich über einen großen Teil der Höhe der Rückwand erstrecken. Beispielsweise kann die Öffnung eine Höhe von mehr als 4 m, vorzugsweise mehr als 7 m, weiter vorzugsweise mehr als 9 m haben.
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Die Ablenkfläche kann sich über die gesamte Höhe der Öffnung erstrecken. Die Ablenkfläche kann am inneren Ende der Öffnung angeordnet sein, die im geschlossenen Zustand der Rückwand dem Rumpf des Flugzeugs am nächsten ist. Das vordere Ende der Ablenkfläche kann mit der Rückwand abschließen, so dass die Ablenkfläche nicht in den Innenraum der Lärmschutzeinrichtung hineinragt. Nach hinten kann die Ablenkfläche über die Rückwand hinausragen. Das vordere Ende der Ablenkfläche kann im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung ausgerichtet sein, wenn die Rückwand im geschlossenen Zustand ist, so dass der Abgasstrahl ohne Richtungsänderung von der Ablenkfläche aufgenommen werden kann. Die Ablenkfläche ist so geformt, dass der Abgasstrahl im weiteren Verlauf an der Ablenkfläche entlang nach außen umgelenkt wird.
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Vorzugsweise ist die Öffnung mit einer Mehrzahl solcher Ablenkflächen versehen. Eine Ablenkfläche kann am äußeren Ende der Öffnung angeordnet sein. Mit weiteren Ablenkflächen, die zwischen der inneren und der äußeren Ablenkfläche angeordnet sind, kann die Öffnung in eine Mehrzahl von Durchlasskanälen unterteilt werden. Es können beispielsweise mindestens vier, vorzugsweise mindestens acht, weiter vorzugsweise mindestens zwölf Durchlasskanäle pro Öffnung vorgesehen sein. Die Ablenkflächen und damit auch die Durchlasskanäle können sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
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Die Durchlasskanäle können so gestaltet sein, dass das hintere Ende einer ersten Ablenkfläche weiter außen liegt als das vordere Ende einer nach außen hin benachbarten zweiten Ablenkfläche, so dass es keinen geradlinigen Weg in Längsrichtung durch den Durchlasskanal hindurch gibt. Weiter vorzugsweise kann das hintere Ende der ersten Ablenkfläche so weit außen liegen, dass es überhaupt keinen geradlinigen Weg durch den Durchlasskanal hindurch gibt.
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Um zu vermeiden, dass der Abgasstrahl, der sich entlang der Ablenkflächen bewegt, zugleich auch nach oben umgelenkt wird, können die Ablenkflächen nach oben hin mit einem Dach abgedeckt sein.
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Es kann eine Rampe vorgesehen sein, um eine im geschlossenen Zustand zwischen den inneren Enden der Rückwände bestehende Lücke zu schließen. Das vordere Ende der Rampe kann mit dem Boden abschließen. Nach hinten kann die Rampe ansteigen, um auftreffende Anteile des Abgasstrahls nach oben umzulenken. Die Erfindung hat erkannt, dass es für die Geräuschdämpfung von Vorteil sein kann, wenn auf diese Weise eine Abschirmwirkung erreicht und gleichzeitig ein Teil des Abgasstrahls nach oben umgelenkt wird.
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Eine solche Rampe stört, wenn das Flugzeug in die Lärmschutzeinrichtung hinein bzw. aus der Lärmschutzeinrichtung heraus gefahren werden soll. Die Rampe ist deswegen vorzugsweise beweglich gestaltet, so dass sie entfernt werden kann, um die Einfahrt und Ausfahrt des Flugzeugs zu ermöglichen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Rampe an ihrem vorderen Ende schwenkbar gelagert, so dass sie eingeklappt werden kann und dann parallel zum Boden liegt. Vorzugsweise hat die Rampe eine ebene Fläche, über die das Flugzeug im eingeklappten Zustand hinüber fahren kann.
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Die feste Wandstruktur umgibt das Flugzeug nach vorne und in seitlicher Richtung. In der festen Wandstruktur sind Einlassöffnungen ausgebildet, durch die der von dem Flugzeugtriebwerk benötigte Luftstrom in die Lärmschutzeinrichtung eintreten kann. Die Einlassöffnungen sind vorzugsweise so gestaltet, dass der Luftstrom sich beim Eintritt in die Lärmschutzeinrichtung in Längsrichtung bewegt. Auf diese Weise werden Verwirbelungen im angesaugten Luftstrom vermieden, gegenüber denen die Triebwerke empfindlich sind. Sowohl diese Einlassöffnungen als auch die Durchlasskanäle können mit geeigneten schalldämpfenden Elementen versehen sein, um die Abschirmwirkung des Gesamtbauwerkes zu optimieren. Sowohl die Einlassöffnungen als auch die Durchlasskanäle können so gestaltet sein, dass der Luftstrom nicht geradlinig hindurchtreten kann, sondern umgelenkt wird.
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Die Lärmschutzeinrichtung kann mit einem Dach versehen sein, das sich von der festen Wandstruktur über ein in der Lärmschutzeinrichtung befindliches Flugzeug hinweg erstreckt. Das Dach kann am vorderen Ende mit der festen Wandstruktur abschließen und sich nach hinten bis mindestens über die Tragflächen hinweg erstrecken. In einer vorteilhaften Ausführungsform schließt das obere Ende der beweglichen Rückwand im geschlossenen Zustand mit dem Dach ab.
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An der festen Wandstruktur, dem Dach und/oder der beweglichen Rückwand können Leitflächen vorgesehen sein, mit denen ein ggf. darauf auftreffender Teil eines Abgasstrahls eines Triebwerks zu den Öffnungen in der Rückwand hin umgelenkt wird. Teile von Abgasstrahlen von Triebwerken, die nicht direkt auf den Öffnungen in der Rückwand auftreffen, können so planvoll zu den Öffnungen gelenkt werden.
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Um die Rückwand beweglich zu gestalten, gibt es mehrere Möglichkeiten. Beispielsweise kann die bewegliche Rückwand um eine senkrecht ausgerichtete Achse schwenkbar gelagert sein. Die senkrecht ausgerichtete Achse ist vorzugsweise bei der festen Wandstruktur angeordnet. Denkbar ist es auch, dass die bewegliche Rückwand insgesamt verfahren werden kann. Um die Bewegung zu ermöglichen, kann die Rückwand auf Rollen gelagert sein. Vorzugsweise ist die Rückwand in sich formstabil.
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Um den Lärmschutz weiter zu verbessern, kann seitlich hinter der Lärmschutzeinrichtung eine Lärmschutzwand vorgesehen sein. Die Lärmschutzwand ist vorzugsweise fest installiert und so positioniert, dass sie die Einfahrt und Ausfahrt des Flugzeugs nicht behindert.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es möglich, die bewegliche Rückwand so zu verfahren, dass das hintere Ende weiter außen angeordnet ist als das vordere Ende. Auf diese Weise wird es möglich, eine zunächst für kleinere Flugzeuge geplante Lärmschutzeinrichtung so zu erweitern, dass sie für größere Flugzeuge geeignet ist. Die bewegliche Rückwand wird dazu Bestandteil der festen Wandstruktur, so dass an das hintere Ende der beweglichen Rückwand weiter angebaut werden kann.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Erweitern einer erfindungsgemäßen Lärmschutzeinrichtung, bei der das hintere Ende der beweglichen Rückwand so verfahren wird, dass es weiter außen liegt als das vordere Ende und dass an das hintere Ende weitere Anbauten vorgenommen werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
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1: eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Lärmschutzeinrichtung in einer schematischen Darstellung;
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2: die Lärmschutzeinrichtung aus 1 in einem anderen Zustand;
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3: eine Ansicht von vorne auf eine bewegliche Rückwand;
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4: eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Rampe in zwei Zuständen A und B;
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5: die Ansicht aus 1 bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
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6: die Ansicht aus 5 in einem anderen Zustand der Lärmschutzeinrichtung.
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Eine erfindungsgemäße Lärmschutzeinrichtung in 1 umfasst eine fest installierte Wandstruktur, bestehend aus zwei Seitenwänden 14 und zwei Vorderwänden 15, die sich von den Seitenwänden 14 schräg nach vorne erstrecken und dort aufeinandertreffen. Die feste Wandstruktur 14, 15 ist mit einem in den Figuren nicht dargestellten Dach abgedeckt.
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Die Vorderwände 15 sind so gestaltet, dass Luft hindurchtreten kann, die von Triebwerken eines Flugzeugs angesaugt werden kann. In der Vorderwand 15 sind dazu schematisch angedeutete Einlassöffnungen 16 mit schalldämpfenden Elementen ausgebildet. Die Einlassöffnungen sind so ausgerichtet, dass die Luft in Längsrichtung in die Lärmschutzeinrichtung eintreten kann, so dass sie von den Triebwerken geradlinig angesaugt werden kann.
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Am hinteren Ende der Seitenwände 14 schließt jeweils eine bewegliche Rückwand 17 an, die in 1 im geschlossenen Zustand und in 2 im offenen Zustand dargestellt ist. Das vordere (in 1 auch äußere) Ende der beweglichen Rückwand 17 schließt an das hintere Ende der Seitenwand 14 an und ist dort um eine senkrechte Achse 18 schwenkbar gelagert. Im offenen Zustand der Rückwand kann ein Flugzeug 19 von hinten in die Lärmschutzeinrichtung einfahren, so dass die Nase des Flugzeugs 19 nahe dem vorderen Ende der Lärmschutzeinrichtung ist. Anschließend werden die beweglichen Rückwände 17 geschlossen, so dass ein Bereich hinter den Tragflächen des Flugzeugs 19 abgedeckt ist.
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Zwischen den hinteren Enden der beweglichen Rückwände 17 bleibt, wie 1 zeigt, auch im geschlossenen Zustand eine Lücke. In der Lücke ist eine Rampe 20 angeordnet, die in 4 im Querschnitt dargestellt ist. Die Rampe 20 kann mittels eines Hubzylinders 21 zwischen einem ersten Zustand A und einem zweiten Zustand B bewegt werden. Im ersten Zustand A bildet die Rampe 20 eine schräg nach hinten ansteigende Fläche hinter dem Flugzeug in der Lärmschutzeinrichtung. Im zweiten Zustand B ist die Rampe 20 in die Ebene des Bodens eingefahren, so dass hinter dem Flugzeug eine ebene Fläche besteht. Im zweiten Zustand B ist die Rampe 20 hinreichend stabil, so dass ein Flugzeug darüber fahren kann.
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Die bewegliche Rückwand 17 ist, wie 3 zeigt, mit einer großen Öffnung 22 versehen. In der Öffnung 22 ist eine Mehrzahl von Ablenkflächen 23 ausgebildet, die sich nahezu über die gesamte Höhe der beweglichen Rückwand 17 erstrecken. In senkrechter Richtung können die Ablenkflächen 23 eine Ausdehnung von beispielsweise 9 m haben. Die vorderen Enden der Ablenkflächen 23 sind parallel zur Längsrichtung ausgerichtet, so dass ein Abgasstrahl in Längsrichtung eintreten kann. Im weiteren Verlauf sind die Ablenkflächen 23 nach außen gewölbt, so dass ein Abgasstrahl, der zunächst in Längsrichtung auf die Ablenkflächen 23 trifft, in seitlicher Richtung nach außen abgelenkt wird.
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Schräg hinter der Lärmschutzeinrichtung sind auf beiden Seiten Lärmschutzwände 24 angeordnet, die einen ausreichend großen Abstand zueinander haben, so dass die Einfahrt und Ausfahrt des Flugzeugs nicht behindert wird. Die Lärmschutzwände 24 können aber auch entfallen.
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Solche Lärmschutzeinrichtungen dienen dazu, im Stillstand eines Flugzeugs 19 die Triebwerke zu testen. Um das Flugzeug 19 von hinten in die Lärmschutzeinrichtung einfahren zu können, werden die beweglichen Rückwände 17 in den in 2 gezeigten Zustand gebracht, in dem die beweglichen Rückwände 17 offen sind, also nach außen geschwenkt sind. Außerdem wird die Rampe 20 in den in 4B gezeigten eingeklappten Zustand gebracht. In diesem Zustand kann das Flugzeug 19 mit der Nase voran von hinten in die Lärmschutzeinrichtung einfahren.
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Die beweglichen Rückwände 17 werden dann nach innen geschwenkt und die Rampe 20 nach oben geklappt, so dass das Flugzeug 19, wie in 1 gezeigt, rundherum eingeschlossen ist. Wenn die Triebwerke jetzt in Betrieb gesetzt werden, können sie die erforderliche Luft durch die Einlassöffnungen 16 einsaugen. Da die Luft in Längsrichtung in die Lärmschutzeinrichtung eintritt, kann sie geradlinig und ohne Verwirbelungen in die Triebwerke eintreten, so dass das Triebwerk nicht unnötig belastet wird.
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Der nach hinten aus den Triebwerken austretende Abgasstrahl trifft je nach Lage der Triebwerke teilweise auf die Öffnungen 22 und teilweise auf die Rampe 20. Durch die Ablenkflächen 23 wird der auf die Öffnung 22 treffende Teil des Abgasstrahls zur Seite umgelenkt und kann sich dort auf großer Fläche verteilen. Der auf die Rampe 20 treffende Teil des Abgasstrahls wird nach oben abgelenkt und kann sich dort ebenfalls großflächig verteilen. Hierdurch lässt sich die Lärmschutzeinrichtung an die in der Umgebung vorgegebenen Abschirmungsanforderungen umfassend anpassen.
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In 5 ist eine Lärmschutzeinrichtung gezeigt, die für kleinere Flugzeugtypen ausgelegt ist. Im Unterschied zu der Ausführungsform aus 1 sind die beweglichen Wände 17 so bemessen, dass sie hinter dem Flugzeug abschließen, dass also im geschlossenen Zustand keine Lücke zwischen den beiden beweglichen Rückwänden 17 besteht.
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Soll die Lärmschutzeinrichtung nachträglich so umgerüstet werden, dass sie auch für größere Flugzeuge geeignet ist, so können die beweglichen Rückwände 17 wie in 6 gezeigt nach außen geschwenkt werden, so dass genügend Raum für ein größeres Flugzeug 19 entsteht. Die beweglichen Rückwände 17 können dann so umgerüstet werden, dass sie zu einem Teil der festen Wandstruktur 14, 15 werden und an das hintere Ende der beweglichen Seitenwände 17 können sich weitere Anbauten anschließen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1812291 [0004]
- US 5377534 [0004]
