Vorbild Eulenflügel: Windräder werden mit Fächerflügeln deutlich leiser

Der Flügelschlag ist schnell und lautlos, die Maus hört die Eule nicht kommen. Plötzlich bohren sich die Krallen in den Körper, und das Spiel ist aus. Das gibt ein schmackhaftes Nachtmahl – und nicht das Letzte für heute! Der Jagderfolg hat viele Gründe, unter anderem sind es die Flügel, die dafür sorgen, dass die Eule bei ihrem Flug so gut wie nicht hörbar ist. Forscher schauten nun genauer hin, denn sie möchten dafür sorgen, dass unsere Windräder so leise wie der nächtliche Jäger werden.

Die Schleiereule fliegt fast geräuschlos

Windräder sind in der Nachbarschaft nicht gern gesehen

Windräder sind in der Nähe von Wohngebieten nicht gern gesehen. Ein gewichtiges Argument gegen die friedliche Koexistenz mit so einem Giganten besteht in der unangenehmen Geräuschentwicklung. Zwar sind moderne Windkraftanlagen bereits leiser als ihre Vorgänger, doch die Eule ist ihnen hörbar voraus. Derzeit gelingt die Geräuschreduzierung mit Hilfe einer gleichmäßigen Fächerstruktur der Flügel. Die symmetrische Anordnung der Zacken nennt sich Serration. Damit lassen sich Windwirbel reduzieren und gleichzeitig Geräusche vermindern. Die Lärmminderung liegt bei -3,68 Dezibel, immerhin.

»Die Reduzierung von Lärm ist immer noch eine Herausforderung«

Nun kommen die Wissenschaftler der Xi’an Jiaotong University ins Spiel, die die aufgefächerten Schwingen der Schleiereule ins Auge fassten. Diese ermöglichen dem Raubvogel das beinahe geräuschlose Fliegen. Die Forscher begannen, verschiedene Fächerstrukturen hinsichtlich Luftströmung und Lärmentwicklung zu analysieren und veröffentlichten ihre Ergebnisse im Fachmagazin Physics of Fluids. „Heute ist das Design von Rotorblättern schon weit gereift, doch die Reduzierung von Lärm ist immer noch eine Herausforderung“, sagt Xiaomin Liu, einer der Studienautoren.

Sägezahnmuster erweise sich als effektiv

Die Hinterkante der Eulenflügel scheint in diesem Zusammenhang besonders wichtig: Wenn die Luftströmung hier besonders gleichmäßig ist, es also zu keinen Turbulenzen kommt, bleibt es weitgehend still. Asymmetrische Strukturen erweisen sich zu diesem Zweck als besonders nützlich, mit Zacken, deren Kanten mal gewölbt, mal exakt gerade sind. Dieses Sägezahnmuster führt zu einer Lärmreduzierung um 5,47 Dezibel. Obwohl die Zahl immer noch recht klein erscheint, hat sie doch relevante Auswirkungen. Denn: Bei einer Steigerung um gerade mal 10 Dezibel empfinden viele Menschen eine Verdopplung der Lautstärke. Die Forscher arbeiten außerdem an einer weiteren Verfeinerung der Serration, zum Beispiel an den Hinterkanten der Windkraftrotoren.