Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt im Projekt STAR (Smart Twisting Active Rotor) mit weiteren Projektbeteiligten aus den USA, Frankreich, den Niederlanden, Japan und Südkorea aktiv verwindbare Rotorblätter, um die Leistung von Rotorblättern zu steigern und gleichzeitig ihre Lärmemission sowie die von ihnen erzeugten Vibrationen zu reduzieren. Das hat das DLR am 28. Januar mitgeteilt.
Aktive Verwindung mit Piezokeramik
In die Blatthaut der Rotorblätter sind piezokeramische Aktuatoren integriert, die sich bei Anlegung einer elektrischen Spannung verformen. Auf diese Weise wird das Rotorblatt verwunden – statisch bei Gleichspannung sowie dynamisch bei Wechselspannung – so, als ob ein künstlicher Muskel im Blatt arbeiten würde.
„Das Besondere an dieser Herangehensweise ist, dass die aktive Verwindung von Rotorblättern ohne mechanische Elemente auskommt und lediglich durch die Fliehkräfte, die an den Rotorblättern wirken, in geringem Maße beeinflusst wird“, erklärt Prof. Dr. Berend Gerdes van der Wall, Projektleiter am Institut für Flugsystemtechnik des DLR.
Nachweis im Windkanal
Ende 2025 hat das DLR in enger Zusammenarbeit mit allen Projektbeteiligten weltweit erstmalig einen Vier-Blatt-Rotor (Durchmesser: vier Meter) mit aktiv verwindbaren Blättern im Windkanal der Deutsch-Niederländischen Windkanäle (DNW) in den Niederlanden getestet.
Bei den Tests wurden Lärmreduktionen um bis zu sieben Dezibel im Landeanflug gemessen, was mehr als einer Halbierung des empfundenen Lärms entspricht. Die Vibrationen konnten um mehr als die Hälfte reduziert werden, während die Effizienz des Rotors bei hohen Belastungen gesteigert wurde.
„Im Rahmen der Messkampagne konnten wir das Konzept erfolgreich in einer realistischen Testumgebung erproben. Die Ergebnisse zeigen, dass nicht nur die Effizienz gesteigert, sondern auch Lärm und Vibration signifikant reduziert werden konnten,“ sagt van der Wall.
Die gewonnen Daten aus der Messkampagne ermöglichen eine umfassende Validierung von Berechnungsprogrammen. Später sollen die die Ergebnisse auf verschiedene Szenarien angewendet werden, von konventionellen Hubschraubern über Hochgeschwindigkeitskonfigurationen bis hin zu innerstädtischen Lufttransportkonzepten.
Gerhard Heiming