Mit Ausnahme weniger Spezialanwendungen (beispielsweise sogenannte Pulse-Combustors) stellen Verbrennungsschwingungen ein unerwünschtes Phänomen dar, das Lebensdauer, Leistungsfähigkeit und Umweltverträglichkeit eines Verbrennungssystems nachteilig beeinflusst. Es besteht daher ein reges Interesse, solche Instabilitäten zu vermeiden oder - falls bereits Schwingungsprobleme auftraten - diese zu unterdrücken oder auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Die Maßnahmen, die hierbei zur Anwendung kommen, lassen sich in zwei prinzipielle Gruppen unterteilen: die passiven und aktiven Methoden.

Passive Methoden

Generell werden hierunter Systeme verstanden, die keine "Intelligenz" im Sinne einer Regelung besitzen, das heißt, deren Einfluss auf die Schwingungen im Verbrennungssystem nicht gezielt durch eine bestimmte Systemgröße beeinflusst und gesteuert wird. Noch einfacher lassen sich passive Methoden dadurch kennzeichnen, dass sie keinen Energieaufwand von außen erfordern.

Einige Beispiele für passive Methoden mit stichpunktartigen Angaben zu deren Wirkprinzip sowie Vor- und Nachteilen sind im Folgenden angegeben:

• Dämpfungselemente und Schalldämpfer: akustische Energie wird in Wärme dissipiert. Verhindern die Schwingungen nicht, können aber die auftretenden Schalldruckamplituden reduzieren. Kostengünstige Standardbauteile, aber oft sperrig und mit zusätzlichen Druckverlusten verbunden.
• Helmholtz- und Lambda/4-Resonatoren: wirken störend auf das Resonanzschallfeld der Verbrennungsschwingung, wodurch sich dieses nicht mehr richtig ausbilden kann. Wirksamkeit auf bestimmte Frequenzen beschränkt, für niedrige Frequenzen sehr große Abmessungen.
• "Baffles": behindern die Schallausbreitung (z.B. in der Brennkammer) und damit die Ausbildung des Resonanzschallfeldes. Einfache Bauweise aber abbrandgefährdet und oft nachteilig für die Verbrennung selbst; zusätzliche Druckverluste.
• "Verstimmung" des Systems: durch geometrische Veränderungen werden die Eigenfrequenzen des Verbrennungssystems verändert. Ohne nennenswerte Nachteile für Verbrennungsführung und Wirkungsgrad aber konstruktiv meist sehr kostspielig und aufwendig. Wirksamkeit zudem oft auf einzelne Frequenzen beschränkt, daher besteht die Gefahr, dass die Schwingungen nur ihre Frequenz ändern.

Vor allem wegen des eingeschränkten Wirksamkeitsbereiches und der angegebenen Nachteile passiver Methoden stellen die aktiven Methoden speziell für Systeme, die unter sehr veränderlichen Betriebsbedingungen arbeiten, eine interessante Alternative dar.

Aktive Methoden

Bei der aktiven Unterdrückung selbsterregter Verbrennungsschwingungen oder der "Active Instability Control (AIC)" wird der Zustand des Systems von einer Sensorik erfasst und einer Regelung zugeleitet, die - je nach Eingangssignal - über einen Aktuator in das Systemverhalten eingreift, so dass keine Schwingungen mehr entstehen. Ein einfaches Beispiel könnte so aussehen: Ein Drucksensor im Verbrennungssystem erfasst auftretende Druckschwankungen, aus denen die Regelungslogik ein Ansteuersignal für einen Lautsprecher ermittelt. Entsprechend diesem Ansteuersignal erzeugt der Lautsprecher ein Antischallfeld, das sich mit dem Schallfeld im System überlagert und dieses auslöscht.

Leider stellt sich die AIC in der Praxis nicht ganz so einfach dar. Verschiedenste Gesichtspunkte müssen beachtet werden und der Anregungsmechanismus, der den selbsterregten Verbrennungsschwingungen zugrundeliegt, muss sorgfältig untersucht werden, bevor über eine geeignete AIC-Strategie entschieden werden kann. Auswahl der Sensoren und Stellglieder hängen, ebenso wie die richtige Reglerstruktur, entscheidend vom betroffenen Verbrennungssystem (Leistung, Brennstoff, Geometrie), den auftretenden Frequenzen und den dabei vorliegenden Schallfeldern ab. Der mit der aktiven Instabilitätskontrolle verbundene Mehraufwand rechtfertigt sich jedoch durch die damit verbundenen Vorteile:

• Geringe konstruktive Eingriffe in das Verbrennungssystem, wenig Platzaufwand. Nachträgliche Implementierung relativ einfach möglich.
• Verbrennungsleistung und Verbrennungsführung werden nicht nachteilig beeinflusst; keine zusätzlichen Verluste.
• Schadstoffausstoß und nicht vollständig verbrannte Anteile werden teilweise sogar verringert.
• Die echte Regelung kann flexibel auf das tatsächliche Systemverhalten und auf dessen Veränderungen reagieren. Ein Eingriff erfolgt nur, wenn und solange er notwendig ist.
• Nach erfolgter Stabilisierung durch die AIC kommt es zu einer Absenkung des zurückgesteuerten Stellsignals und damit zu einer Reduzierung der Leistungsaufnahme am Stellglied sowie einer Verlängerung der Stellglied-Lebensdauer.