KEGEL VAN WARME LUCHT DEMPT GELUID UIT STRAALMOTOREN

Voor de burgerluchtvaart ligt de toekomst in het inschakelen van vliegtuigen die sneller vliegen dan het geluid, iets waar op dit moment de Concorde als enige commerciële verkeersvliegtiuig toe in staat is. Een groot probleem vormt nog altijd de enorme geluidsoverlast die supersonische motoren vooral bij de start produceren. De verbrandingsgassen uit de straalmotoren komen immers met snelheden groter dan de geluidssnelheid naar buiten.

Er ontstaan turbulente wervelingen die botsen op de stilstaande omgevingslucht en zo schokgolven en veel lawaai veroorzaken. Door dergelijke Mach-golven - die overigens al in de negentiende eeuw voor het eerst werden beschreven - wordt in feite keer op keer met een enorme knal de geluidsbarrière doorbroken. De enige remedie tegen dit verschijnsel was tot nu toe het aanbrengen van een metalen huls aan het uiteinde van de motor, maar hierdoor nam het gewicht zo toe dat de prestaties van de straalmotor er duidelijk op achteruit gingen.

De hoogleraar Dimitri Papamoschou van de University of California in Irvine, heeft nu een alternatieve oplossing gevonden, waarvoor hij onlangs zelfs octrooi heeft weten te verkrijgen. Hij kwam op het idee om de supersonische verbrandingsgassen als het ware te omhullen met snel bewegende, warme lucht. Door de snelheid en temperatuur zorgvuldig uit te kiezen, kan deze 'luchtkegel' als een soort buffer fungeren tussen de uitlaat van de straalmotor en de buitenlucht. De relatieve snelheid van de hete gassen ten opzichte van deze omhulling is namelijk steeds lager dan de geluidssnelheid, en hetzelfde geldt voor de snelheid van de kegel ten opzichte van de buitenlucht. Zo worden de hete gassen in feite onschadelijk gemaakt en wordt de vorming van Mach-golven tegengegaan. In tests met 1:100 schaalmodellen bleek het motorgeluid zelfs met meer dan 90 procent te kunnen worden gereduceerd, terwijl de straalmotor eigenlijk nauwelijks last bleek te hebben van de Mach-wave eliminator. Bovendien kan deze met een paar kleine veranderingen in het ontwerp in elke supersonische straalmotor worden aangebracht. Voor conventionele motoren zal deze vinding nauwelijks uitkomst bieden. De herrie die een gewoon verkeersvliegtuig maakt, wordt namelijk maar zeer ten dele door de motoren veroorzaakt.