Das Innengeräusch bei Turbopropflugzeugen wird von tieffrequenten Propellertönen dominiert, deren Reduktion normalerweise den Einsatz gewichtsintensiver passiver Lärmminderungsmaßnahmen nahe legt, was aber den Treibstoffverbrauch erhöhen würde. Daher sind in den letzten Jahren alternative Methoden zur Lärmminderung entwickelt worden, wobei der Ansatz der Active Noise Control (ANC) unter Verwendung von Lautsprechern als Sekundärquellen eine wesentliche Rolle spielte. Es wird ein alternatives Vorgehen zur aktiven Lärmminderung vorgestellt, indem über Piezoaktuatoren auf der Rumpfstruktur künstlich eine sekundäre Strukturschwingung erzeugt wird, in deren Folge sich ein sekundäres Akustikfeld zur Minderung des Primärfeldes an ausgewählten Mikrofonpositionen einstellt. Hierzu werden in einem Versuchsaufbau Piezokeramiken auf den Flugzeugrumpf der Dornier 328, bezeichnet als Akustische Test Zelle (ATZ), aufgebraucht. Mittels eines entwickelten Optimierungsverfahrens werden die Keramiken so betrieben, dass sich an den Positionen der Passagierköpfe in der Kabine eine möglichst gute Lärmminderung einstellt. Die Spannungsbegrenzung der Keramiken sowie die Begrenzung der zur Verfugung stehenden Kontrollkanäle werden als Randbedingung in der Optimierung berücksichtigt. Letzteres wird durch das Zusammenfassen von Aktuatoren in Aktuatorcluster erreicht. Als Ergebnis stellen sich Lärmminderungen von maximal mehr als 12 dB beim Grundton von 105 Hz ein. Eine simultane Reduktion des Grundtons und der 1. Harmonischen bei 210 Hz führen zu einer Lärmminderung von fast 11 dB respektive 20 dB. Zum besseren Verständnis der Vorgänge bei der Struktur-Akustik-Kopplung dieses Lärmminderungsansatzes wurde darüber hinaus ein analytisches Modell entwickelt, das den Flugzeugrumpf als Aluminiumzylinder repräsentiert und die Wirkung der Piezokeramiken als Punktkräfte auf demselben beschreibt. Das Modell zeigt den jeweiligen Beitrag der verschiedenen Akustik- und Strukturmoden zur Lärmminderung in der Flugzeugkabine und gibt somit Einblick in die Voraussetzungen, die an das Sekundärfeld für eine effektive Lärmminderung zu stellen sind.


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    Titel :

    Möglichkeiten und Grenzen der Lärmminderung in Turboprop-Flugzeugen durch aktive Strukturbeeinflussung mittels Piezokeramiken


    Beteiligte:
    Rohde, T. (Autor:in)

    Erscheinungsdatum :

    2001


    Format / Umfang :

    131 Seiten, Bilder, Tabellen, 65 Quellen


    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch