Sie haben vielleicht schon einmal ein lautes Geräusch über Ihrem Kopf gehört. In der Vergangenheit wäre es leicht gewesen, dieses Geräusch als Flugzeug oder Hubschrauber zu erkennen. Da Drohnen jedoch immer beliebter werden, denken Sie vielleicht, dass es sich um eine Drohne handelt. Ich fliege schon seit mehreren Jahren Drohnen. In diesem Artikel werde ich die Unterschiede in der Geräuschstruktur und -qualität erläutern, damit Sie den Unterschied zwischen einem Hubschrauber und einer Drohne leicht erkennen können.
Drohnen und Hubschrauber klingen sehr unterschiedlich. Drohnen sind leiser als Hubschrauber, und das Hauptgeräusch, das sie erzeugen, entsteht durch die Propeller, die durch die Luft schneiden. Hubschrauber verwenden Benzinmotoren und haben aufgrund ihres Gewichts ein viel lauteres aerodynamisches Geräusch.
Die erhöhte Lautstärke eines Hubschraubers ist auf den Motor zurückzuführen, der die Rotoren antreibt, und auf die aerodynamischen Wirbel, die von den Rotorblättern erzeugt werden, wenn sie sich schnell durch die Luft drehen.
Schauen wir uns an, was das Geräusch einer Drohne und eines Hubschraubers verursacht, damit Sie leicht erkennen können, was über Ihren Kopf fliegt.
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Der Unterschied im Klang
Der Klang einer Drohne unterscheidet sich in vielen Komponenten von dem eines Hubschraubers. Der Unterschied im Klang liegt vor allem in der Größe des Fahrzeugs. Die Luftmenge, die verdrängt werden muss, um sie in der Luft zu halten, ist sehr unterschiedlich.
Diese schnellen Luftdruckänderungen und die Entstehung von Wirbeln tragen zu den charakteristischen Zeichen einer Drohne und eines Hubschraubers bei.
Werfen wir einen Blick darauf, was den charakteristischen Klang einer Drohne und eines Hubschraubers verursacht.
Was verursacht das Geräusch einer Drohne
Drohnen werden mit elektrischem Strom betrieben, einer fast geräuschlosen Energieform. Der Grund, warum Drohnen laut sein können, ist, dass sich die Propeller sehr schnell durch die Luft bewegen. Die Bewegung verursacht Vibrationen in der Luft, die die Propeller umgibt, was zu einer beträchtlichen Menge an Lärm und Summen führt.
Da die Propeller in einer kreisförmigen Bewegung durch die Luft schneiden, durchschneiden sie immer wieder dieselben Teile der Luft, wodurch eine Tonhöhe erzeugt wird. Je schneller sich die Propeller drehen, desto höher ist die Tonhöhe. Ich habe den DJI Mavic Air, und die kleineren Propeller in Kombination mit ihrer erhöhten Drehfrequenz bedeuten, dass er sich wie ein Bienenschwarm anhört.
Die Hauptgründe, warum die Propeller der Drohne im Schwebeflug so viel Lärm machen, sind:
- Die Rotationsfrequenz der Propeller – wie wir bereits oben erwähnt haben, wird eine höhere Frequenz erzeugt, wenn die Propeller schnell durch die Luft peitschen. Man kann nicht viel dagegen tun, dass die Drohne eine hohe Rotationsfrequenz benötigt. Das ist es, was sie in der Luft hält. Sie können jedoch eine größere Drohne mit einer langsameren Rotationsfrequenz wählen, um das hohe „Bienenschwarm“-Geräusch zu vermeiden.
- Propellerblätter, die über die Arme laufen – einer der Hauptgründe, warum Drohnen ein hohes Geräusch erzeugen, ist, dass die Propellerblätter über die Arme laufen müssen, die sie über den Körper der Drohne hinaus halten. Wenn die Propellerblätter über die Arme gleiten, entsteht vorübergehend ein Hochdrucksystem, und der Druck unter dem Flugzeug wird gestoppt. Dieser Vorgang erzeugt eine Druckwelle und ein Geräusch mit relativ niedriger Frequenz.
- Die Größe der Drohne – ihr Gewicht – bestimmt, wie schnell die Propeller drehen müssen, um den für den Schwebeflug erforderlichen Abwärtsschub zu erzeugen. Wenn Sie eine schwere Drohne kaufen, drehen sich die Propeller schneller und sind viel lauter. Stellen Sie sich zum Vergleich einen Hubschrauber als die ultimativ laute schwere Drohne vor.
- Länge, Steigung und Tiefe der Propeller: Größere Propeller verdrängen mehr Luft, während sie sich drehen, was bedeutet, dass sie mehr Schub erzeugen und eine geringere Rotationsfrequenz benötigen, um die Drohne in der Luft zu halten. Der Klang wird auch durch den Winkel oder die Steigung des Propellers verändert.
Alle diese Faktoren spielen eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des Klangs der Drohne.
Was verursacht das Geräusch eines Hubschraubers
Der Hauptlärm eines Hubschraubers wird von seinen Propellern erzeugt. Aufgrund der Größe des Hubschraubers und der Menge an Aufwärtsschub, die erzeugt werden muss, um die viel größere Masse in der Luft zu halten, machen die Propeller jedoch ein viel lauteres Geräusch.
Fast alles, was man von einem Hubschrauber hört, ist aerodynamisches Geräusch. Dieses Geräusch entsteht durch den Unterdruck an der Oberseite der Hauptrotorblätter, wenn diese Luft nach oben ziehen. Diese Aufwärtsbewegung der Luft erzeugt einen Wirbel. Der Wirbel an der Blattspitze ist nach unten gerichtet, und wenn andere Rotorblätter mit diesem Wirbel in Berührung kommen, entsteht das pochende Geräusch – das charakteristische Geräusch eines Hubschraubers.
Die Hauptwirbel, die entstehen, stammen vom Blatt und von der Blattspitze:
- Blattwirbel – die Wirbel, die an der Rückseite jedes Hauptrotorblattes entstehen, erzeugen eine Blattwirbel-Interaktion. Die Wirbel werden über die gesamte Länge des Blattes erzeugt, wodurch eine Wand aus Wirbeln in der Bahn des nächsten Blattes entsteht, während sich das nächste dreht. Durch die Kombination der Geräusche wird deren Lautstärke erhöht.
- Blattspitzenwirbel sind die Wirbel, die an den Spitzen der Hauptrotorblätter entstehen. Sie sind zu sehen, wenn ein Hubschrauber in der feuchten Luft fliegt. Diese Wirbel an den Blattspitzen können von den nachfolgenden Blättern abgefangen werden und auch mit dem Heckrotor interagieren. Wenn der Hubschrauber lange Hauptrotorblätter hat, können die Blattspitzen beginnen, die Schallgeschwindigkeit zu erreichen. Die vorrückende Blattspitze erzeugt nach dem Überschreiten der Schallmauer ein lautes Knacken und damit ein weiteres charakteristisches Hubschraubergeräusch.
Schließlich ist ein Hubschraubermotor im Vergleich zum elektronischen Antriebssystem einer Drohne sehr laut. Die Kolbentriebwerke erzeugen nicht allzu viel Lärm und verwenden oft Schalldämpfer, um das Geräusch zu reduzieren.
Gasturbinentriebwerke sind sehr laut, und der Geräuschpegel kann bis zu 100 dB erreichen und dauerhafte Gehörschäden verursachen. Bei Hubschraubertriebwerken entsteht der meiste Lärm durch den Lufteinlass, die Nutzturbine und den Auspuff.
Wenn Sie mehr darüber wissen wollen, warum ein Hubschrauber so laut ist, sehen Sie sich das folgende YouTube-Video an. Es ist zwar für Kinder gedacht, erklärt aber die Problematik der Wirbel sehr anschaulich und leicht verständlich.
Wie man den Unterschied zwischen einem Drohnen- und einem Hubschraubergeräusch erkennt
Wenn Sie ein Geräusch über Ihrem Kopf hören, sollten Sie anhand der folgenden Geräuschqualitäten feststellen, ob es sich um eine Drohne oder einen Hubschrauber handelt. Eine Drohne, die sich in Ihrer Nähe befindet, kann wie ein Hubschrauber klingen, der weit entfernt ist. Achten Sie auf diese besonderen Merkmale, um festzustellen, welches Geräusch Sie wahrnehmen.
Entfernung
Hubschraubergeräusche breiten sich viel weiter aus als Drohnengeräusche. Der tiefere, pochende Ton, der durch die Wirbel und den Luftdruck entsteht, trägt viel weiter.
Ich höre Hubschrauber oft, bevor ich sie sehe, und das Geräusch kann sehr laut sein, wenn der Hubschrauber direkt über einem fliegt.
Die höhere Tonlage überträgt sich nicht so gut durch die Luft, und das bedeutet, dass eine Drohne sehr schwer zu hören ist, wenn man sich nicht direkt unter der Drohne bewegt und sie weit von einem entfernt ist.
Drohnen klingen oft wie ein Bienenschwarm oder ein leises Brummen, und es fehlt das charakteristische Pochen, wie bei einem Hubschrauber.
Tonhöhe
Wie tief oder hoch ein Geräusch ist, hängt von der Frequenz ab, mit der die Hubschrauber- oder Drohnenblätter die Luft durchschneiden.
Die kleinen Drohnenblätter müssen sich zwei Mal schneller drehen, um den zum Fliegen erforderlichen Aufwärtsschub zu erzeugen. Hubschrauber sind sehr schwer, und die langen Blätter können sich schnell drehen. Ab einem bestimmten Punkt (ab einer Klammer oberhalb der Schallgeschwindigkeit) verursachen die Hubschrauberblätter jedoch ein schnappendes Geräusch aufgrund der Wechselwirkung der Blätter mit den Wirbeln der Blätter, denen sie folgen.
Konsistenz
Drohnen neigen dazu, ihr Geräusch während des Fluges stark zu verändern. Die Veränderung der Tonhöhe und Qualität des Drohnengeräuschs ist auf die schnellen Bewegungen und das schnelle Hochfahren der Motoren zurückzuführen. Um sich durch die Luft zu bewegen, ändert die Drohne die von ihren Motoren abgegebene Leistung. Dieses Anheben und Absenken der Leistung kann leicht dazu führen, dass die Drohne ihre Tonhöhe ändert.
Hubschrauber hingegen haben einen viel gleichmäßigeren Klang. Das Einzige, was sich aus der Perspektive eines stationären Beobachters ändert, ist die Lautstärke des Geräuschs. Es ist unwahrscheinlich, dass der Hubschrauber während des Fluges seine Rotordrehzahl wesentlich verändert.
Häufig gestellte Fragen
Hier sind einige häufig gestellte Fragen zum Thema Drohnenflug und Lärm. Wenn Sie wissen möchten, wie Sie eine Drohne leiser machen können, lesen Sie meinen anderen Artikel – klicken Sie hier – in dem ich alle Möglichkeiten aufzähle, wie Sie Ihre Drohne viel leiser machen können.
Kann man eine Drohne fliegen hören?
Sie können eine Drohne hören, solange sie sich nicht weiter als ein paar hundert Meter von Ihrem Standort entfernt befindet. Diese Entfernung vergrößert sich, wenn die Drohne direkt über Ihnen fliegt.
Wenn ich meine DJI Mavic Air fliege, verliere ich die Drohne oft, obwohl sie direkt in Sichtweite ist. Ich benutze oft das Fluggeräusch der Drohne, um sie in der Luft zu orten. Wenn die Drohne mehr als 200 m von meinem Standort entfernt ist, kann ich sie nicht mehr allein über das Geräusch orten.
Eine Drohne ist besonders leicht zu hören, wenn sie schnelle Beschleunigungsänderungen und Richtungsänderungen vornimmt. Das schnelle Hochfahren des Motors erzeugt das charakteristische Drohnengeräusch, das aus der Entfernung viel leichter zu hören ist.
Welche Geräusche macht eine Drohne?
Drohnen können verschiedene Geräusche machen, die von einem Bienenschwarm bis zu einem niederfrequenten Brummen reichen. Die Art des Lärms, den eine Drohne macht, hängt von der Größe des Propellers und der Größe der Drohne ab.
Ein größerer Propeller, der sich langsam dreht, erzeugt ein niedrigeres Frequenzgeräusch als eine kleinere Drohne mit einem kleineren Propeller.
Das Schlusswort
In diesem Artikel haben wir den Unterschied zwischen dem Geräusch einer Drohne und eines Hubschraubers untersucht. Drohnen sind besonders leicht und machen daher weniger Lärm als ein Hubschrauber. Ein Hubschrauber muss eine Menge Luft bewegen und verdrängen, um in der Luft zu bleiben. Diese zusätzliche Leistung erzeugt Wirbel, und die Wechselwirkung der Wirbel mit den Hubschrauberblättern erzeugt das charakteristische dumpfe Geräusch.