Technik Orgeln der Lüfte

Mit Schalldämpfern, Hohlräumen, Lautsprechern und Keramikplatten versuchen Ingenieure, Flugzeuge leiser zu machen

Wenn Fredi Holste von seiner Mission erzählt, hebt seine flache Hand vom Schreibtisch ab wie ein startendes Flugzeug. Die andere Hand deutet einen Kreis auf dem Schreibtisch an. Sie zeigt jenen Abstand von der Startbahn an, wo der Krach so laut wird wie ein Güterzug. Holstes Aufgabe ist es, den Flugzeuglärm zu dämpfen, sodass der meiste Krach auf die Startbahn beschränkt bleibt. „Wir kämpfen um jedes Dezibel“, sagt der blonde Holsteiner. Als Chefingenieur von Rolls-Royce Deutschland soll er die leisesten Triebwerke der Welt bauen.

An leiseren Flugzeugen hat Holste durchaus auch ein persönliches Interesse. Denn sein Büro liegt am Rand einer geplanten Einflugschneise, zwanzig Kilometer südlich von Berlin, in der Nähe des Flughafens Schönefeld. Hier, auf den Feldern von Dahlewitz, stehen die silbergrauen Hallen, in denen Rolls-Royce die Triebwerke montiert. Hier hängen an den Bäumen aber auch gelbe Plakate mit der Aufschrift „Großflughafen Schönefeld NEIN“. Damit bringen die Dahlewitzer ihre Angst vor künftigem Krach zum Ausdruck.

Denn Flugzeugturbinen sind laut. Einziger Trost: Früher waren sie noch lauter. Durch Landeverbote und Strafgebühren für Krachmacher versuchen die Flughäfen den Lärm in den Griff zu kriegen. Am Flughafen Frankfurt, der im vergangenen Jahr 460000 startende und landende Flugzeuge zählte, sind nachts für eine Boeing-747 pro Start oder Landung 2500 Euro fällig, für Flugzeuge der lautesten Kategorie aber 15000 Euro. Begleitet von schärferen Lärmgesetzen und protestierenden Anwohnern, haben die Gebühren bewirkt, dass die Fluggesellschaften immer leisere Flieger ordern.

Daher haben auch Forschungsprogramme für lärmarme Flugzeuge Konjunktur. Die Europäische Union startete im vergangenen Jahr das bislang umfangreichste Anti-Fluglärm-Programm, Silence(r), das mit 110 Millionen Euro gefördert wird und an dem sich 50 Triebwerksbauer und Unternehmen beteiligen. Bis zum Jahr 2008, so das ehrgeizige Ziel, sollen Flugzeuge 40 Prozent weniger Lärm machen. In Deutschland hat die Lufthansa gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Ähnliches vor. Leises Verkehrsflugzeug heißt das Projekt, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird. Im September filmten DLR-Wissenschaftler ein Lufthansa-Flugzeug mit einer „akustischen Kamera“ aus 240 Mikrofonen, um die stärksten Lärmquellen am Flugzeug zu identifizieren. Solche Aufnahmen zeigen, dass die Umströmungsgeräusche an den Flügeln beim Landeanflug fast so laut sind wie die Triebwerke selbst.

Auch bei den Flugzeugturbinen entsteht der meiste Lärm durch die Reibung der Luftmassen. Am Prinzip der Turbinen hat sich dabei jahrzehntelang wenig geändert: Vorn wird Luft angesaugt, im Verdichter zusammengedrückt, in der Brennkammer mit Kerosin vermischt und gezündet, und hinten kommt sie mit hoher Geschwindigkeit wieder heraus. Der Rückstoß treibt das Flugzeug vorwärts – „prinzipiell wie beim Luftballon, aus dem die Luft entweicht“, sagt Holste. Rauscht die schnelle heiße Luft vom Austrittsstrahl durch die Atmosphäre, bilden sich Luftwirbel. Diese erzeugen Druckwellen, und das bedeutet Krach: Die Turbojet-Turbinen der fünfziger Jahre waren am Rand der Startbahn doppelt so laut wie ein Presslufthammer.

Heute macht neue Technik die Triebwerke nicht nur sparsamer, sondern auch leiser. Die Ingenieure vergrößerten den Durchmesser der Triebwerke. Den eigentlichen „Motor“ aus Verdichter, Brennkammer und Turbine verkleinerten sie auf ein Kerngehäuse. Er treibt den Ventilator an, auch Fan genannt, den man vorn am Triebwerk sieht. Der Fan bläst einen Großteil der Luft außen am Kern vorbei, durch den so genannten Bypass. Diese Luft ist langsamer und weniger laut. Zwar verringert sich dadurch auch der Rückstoß und damit die Antriebskraft. Doch die größeren Luftmassen gleichen diesen Nachteil aus. Die besten Triebwerke pusten heute nur noch zehn Prozent der Luft mit hohem Tempo durch die Brennkammer. Der Rest wird vom Fan durch den Bypass getrieben. Möglich wurde das durch bessere Stähle für die Rotorblätter.

Seit den sechziger Jahren haben die Ingenieure den Turbinenlärm auf ein Viertel reduziert. Doch die Zeit der schnellen Erfolge ist vorbei. „Früher brauchten wir nur eine Lärmquelle zu bekämpfen“, sagt Holste, „heute sind es mehrere.“ Beim Landeanflug etwa, wenn die Turbine nicht ganz so schnell dreht, ist der Fan lauter als der Jetlärm. Auf der Lästigkeitsskala des menschlichen Gehörs ist er dann viermal nerviger als der Jet. Dreht der Fan mit Überschallgeschwindigkeit, kreischt er bei vielen Triebwerken zudem wie eine Kreissäge. Und dieser Lärm zwischen einem und drei Kilohertz ist besonders nervtötend. Denn hier hört das Ohr am besten – es ist die Frequenz von Babygeschrei.