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LÄRMVERMEIDUNG
Eine praxisbezogene Überlegung eines Modellfliegers, der durch die diversen Anrainerbeschwerden gezwungen ist, sich Gedanken über die Senkung der Lärmemission seines Zweitakt - Modellmotors zu machen. Es gibt genügend Beispiele, in denen Modellflugvereinen durch lärmgeschädigten Anrainern Probleme bei den Gebietskörperschaften gemacht wurden und werden. Wir müssen uns daher im Interesse aller gemeinsam bemühen, die Lärmentwicklung unserer Modellmotoren so gering wie möglich zu halten. Diese Betrachtung sollte Grundlage für einen Schritt in diese Richtung sein. Verwender von Viertaktmotoren brachen hier nicht weiter zu lesen.

Um diesem Problem auf den Leib zu rücken, müssen wir einmal wissen, wo kommt dieser Lärm eigentlich her bzw. wer ist der Hauptverursacher? Das sind

  • Die Luftschraube
  • Das Ansauggeräusch
  • Der Schalldämpfer

LUFTSCHRAUBE: Die heutigen Motoren sind zum Großteil alle auf Drehmoment ausgelegt. Das bedeutet, wir können den erforderlichen Schub für den Vortrieb nicht nur durch Drehzahl, sondern auch durch große Luftschraubendurchmesser oder hohe Steigungen bei geringen Drehzahlen erreichen. Mit der Drehzahl nimmt das Luftschraubengeräusch drastisch zu. Das kommt sogar soweit, dass bei entsprechenden Drehzahlen die Blattspitzen im Überschallbereich laufen und ein knallendes Geräusch verursachen. Es sollten daher Luftschrauben gewählt werden, die einen guten Kompromiss zwischen Drehzahl, Lärm und Schub bringen.

ANSAUGGERÄUSCH: Auch hier lässt sich etwas machen. Eine Ansaugung aus dem Rumpf bringt neben der Dämpfung des Geräusches auch eine beruhigte Luftzufuhr zum Vergaser sowie eine Vermeidung von Verschmutzung durch angesaugte Teile (Gras, Kies, Staub u.dgl.m.). Wo dies nicht möglich ist, kann man  als einfache Lösung auch ein feines Drahtgeflecht (Haushaltssieb) an die Ansaugöffnung kleben oder mit einer Schelle befestigen. Eine weitere Möglichkeit würde ein Ansaugfilter vom Hersteller bieten. Nicht so wirksam wie die Ansaugung aus dem Rumpf, aber jedes Phon weniger ist willkommen.

SCHALLDÄMPFER: Jedes Resonanzrohr bringt Leistung, aber auch Lärm durch höhere Drehzahlen. 20.000 U/min und mehr sind bei Hochleistungsmotoren wie z.B. Rossi mit gut abgestimmten Resonanzrohr zu erreichen. Diese Abstimmung ist sehr aufwendig, langwierig und daher nur dort sinnvoll, wo in einem bestimmten Drehzahlbereich höchste Leistung gefordert wird. Auch ohne Resonanzrohr ist der Lärm oft sehr stark : viele kennen sicher die Cox-Motore. Ein wildgewordener Hornissenschwarm ist leise dagegen. Hat man den Schalldämpfer-Ring (so etwas gab und gibt es wirklich!) geschlossen, war der Lärm größtenteils weg, aber die Leistung sank. Dann gibt es noch die sogenannten "Radaubüchsen", die von manchen Motorenherstellern den Motoren beigelegt werden und dann großzügig in der Werbung als "Motor mit Schalldämpfer" dem Kunden schmackhaft gemacht werden. Aber auch hier kann man etwas tun : man stopft Aluwolle (darauf achten, dass kein Alustaub mit in den Auspuff kommt) in den sowieso leeren Auspuff und sichert die Einlage gegen das Herausfallen sowohl am Einlass als auch am Auslass mit einer eingedrehten Schraube oder einem dünnen Stahldraht.

Normale Expansionsdämpfer gibt es mit 1, 2, 3 und 4 Kammern. Hier ist die Frage des Schalldämpfervolumens zur Abgasmenge zu berücksichtigen. Als Empfehlung kann das 10-fache des Hubraumes angenommen werden. Auf gute Kühlung achten! Ein guter Dämpfer bringt in Verbindung mit den vorgenannten Maßnahmen eine Dämpfung, die in 7m Entfernung (horizontal gemessen) eine Lärmemission von ca.  74 - 80 db(A) erzielen sollte. Und das wäre angenehm leise.

Der Grenzwert für die Geräuschemission bei Flugmodellen beträgt 90 db(A)


Schematischer Aufbau eines Dreikammer-Dämpfers (V=Volumen)

Zeichnung: 3W

M.St.

Für alle, die es genau Wissen wollen : mir selbst zwar ein Gräuel (mit Mathematik auf Kriegsfuß), aber der Vollständigkeit halber ein Rechenbeispiel zur Ermittlung der verschiedenen Propellerwerte, entliehen von Fritz Dubs und FMT:
Quellennachweis Berechnungsbeispiele und Werteangaben aus Fritz Dubs
"Aerodynamik der reinen Unterschallströmung", 6. Auflage 1990 (leider vergriffen)
Um einen Propeller effizient zu betreiben, sollte die am Propeller auftretende Machzahl (Ma) den Wert von 0,85 nicht überschreiten.

Beispiel zur Berechnung der Blattspitzengeschwindigkeit:
Drehzahl: 20.000 U/min Propellerdurchmesser: 25 cm
Berechnung der Umfangsgeschwindigkeit (Blattspitzengeschwindigkeit = v
B):

Formel :
vB = dP x p x nP

Formelwerte :
v
B = Blattspitzengeschwindigkeit in m/s
d
P = Propellerdurchmesser in m
n
P = Propellerdrehzahl in U/min

vB = 0,25 m x p x 2 0.000 U/min
v
B =15.707,96 m/min
v
B =261,8 m/s

Die Schallgeschwindigkeit beträgt bei einem Luftdruck von 1.013 mbar (0°C) 331,6 m/s. Die Machzahl errechnet sich aus der Schallgeschwindigkeit und der Eigengeschwindigkeit des umströmten Körpers (hier: Blattspitzengeschwindigkeit):

Formel : Ma = uB : cL

Formelwerte :
Ma = Machzahl (dimensionslos)
u
B = Blattspitzengeschwindigkeit in m/s
c
L = Schallgeschwindigkeit der Luft in m/s

Bei dem errechneten Beispiel kommen wir mit der Blattspitzengeschwindigkeit von 261,8 m/s auf folgende Machzahl:

Ma = 261,8 m/s : 331,6 m/s ergibt Ma = 0,79

Hieraus ist ersichtlich, dass die Grenzwerte mit ganz normalen Durchschnittsantrieben und nicht nur mit hochgezüchteten Exoten schnell zu erreichen sind. Bei der Wahl des Propellers kann man also eine Reihe von Einflussgrößen beachten, um die Geräuschquelle zu dämpfen und somit die Gesamtlärmentwicklung des Flugzeuges zu minimieren. Zusammenfassend sind die Einflussgrößen und die zugehörigen etwaigen Lärmänderungen aufgeführt:
Einflussgröße Lärmänderung in db(A)
Propellerdurchmesser 4 - 6
Blattendform  3 - 6
Profilart 2 - 3
Blattzahlerhöhung 1 - 3
Blattumrissform  1 - 2
Blattverwindung  1 - 2
Profilwölbung  1 - 2
Profildickenverhältnis 1 - 2
Quellennachweis: Zeichnungen: FMT 7/2001, Andreas Warschatka

Beispiel für die Lärmreduzierung bei Verwendung mehrblättriger Luftschrauben

Ein Tipp: die Verwendung von Drei- bzw. Vierblattluftschrauben ist manchmal ein guter Ersatz für Bleizugabe im Rumpfbug.

ACHTUNG: Graupner Super Nylon Luftschrauben sollten nicht verwendet werden, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Blattspitze mehr als 180m/s beträgt. Diese Geschwindigkeit kann errechnet werden: Die konstante Zahl 3438 wird durch den Durchmesser der Luftschraube (in Meter) dividiert und ergibt die maximale Drehzahl

Beispiel für einen Prop von 28 cm Durchmesser: 3438 : 0,28 = 12.279 U/min

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