DE3023707A1

DE3023707A1 - Schutzanlage fuer schalldaempfung und ablenkung grosser gasstroeme

Info

Publication number: DE3023707A1
Application number: DE19803023707
Authority: DE
Inventors: Hermann 6900 Heidelberg Böning
Original assignee: Rheinhold and Mahla GmbH
Current assignee: Bilfinger Berger Industrial Services GmbH
Priority date: 1980-06-25
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1982-01-21
Also published as: PT73199A; ES267735Y; DE3023707C2; CH654263A5; PT73199B; ES267735U; NL8102647A

Description

Schutzanlage für Schalldämpfung und Ablenkung großer Gas-
ströme Die Erfindung betrifft eine Schutzanlage zur Schalldämpfung und Ablenkung großer Gasströme mit hohen Geschwindigkeiten, bestehend aus einer zwei Seitenwände verbindenden, senkrechten, schallabsorbierenden Mittelwand mit davor angeordnetem Leitelement.
Zur Kontrolle müssen Strahltriebwerke iaanchmal 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 zu erheblichen Materialschäden führen. Weiter besteht die Gefahr, daß durch Luftpulsation Schwingungen an dem Flugzeug auftreten können, die erfahrungsgemäß besonders bei T-Leitwerken Schäden hervorrufen. Auch hat sich gezeigt, daß 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.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Leitelement ein schalltransparentes Streckmetall-Gitter unter einem in der lotrechten Ebene gemessenen Winkel von 65 - 800, inbesondere von 70 - 750, zur Achse und geneigt entgegen der Richtung des Gas stromes angeordnet ist,wobei die lichte Durchfluß fläche im Streckmetall-Gitter gleich oder grösser als die zugehörige, senkrecht zur Achse gemessene Querschnittsfläche des Gas stromes 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 Streckmetall-Gitters nach oben abgeführt werden, wo sie nicht mehr stören. überraschenderweise hat sich auch ergeben, daß nicht - wie vermutet werden könnte - der Gas strom 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 Gas strom 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.
Daher ist eine Auslegung der Schutzanlage auf verschiedene Flugzeug-Typen durch einfache Maßnahmen möglich.
In einer besonderen Ausführung besitzt das Streckmetall-Gitter rhombische Durchflußflächen, 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 2 angeordnet, welches um 700 zur Achse und entgegengesetzt zur Anströmrichtung geneigt ist. Das Streckmetall-Gitter wird über Aussteifungen 3 und durch aerodynamisch verkleidete Pfosten 4 in seiner Lage gehalten. Die hintere Mittelwand 5 ist im Abstand von 10 - 20 m 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

Patentansprüche 1. Schutzanlage zur Schalldämpfung und Ablenkung großer Gasströme mit hohen Geschwindigkeiten, bestehend aus einer zwei Seitenwände verbindenden, senkrechten, schallabsorbierenden Mittelwand mit davor angeordnetem Leitelement, dadurch geennzeichnet, daß als Leitelement ein schalitransparentes Streckmetall-Gitter (2) unter einem in der lotrechten Ebene gemessenen Winkel von 65 - 80 , insbesondere von 70 - 750, zur Achse und geneigt entgegen der Richtung des Gasstromes angeordnet ist, wobei die lichte Durchflußfläche im Streckmetall-Gitter (2) gleich oder größer als die zugehörige, senkrecht zur Achse gemessene Querschnittsfläche des Gasstromes ist.
2. Schutzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Streckmetall-Gitter(2) rhombische Durchflußflächen besitzt, deren maximale lichte Abmessungen 150 - 200 mm und 50 - 70 mm betragen und daß die Stegtiefe 15 - 20 mm ist.