Die grundsätzliche Funktionsweise der aktiven Geräuschreduzierung besteht darin, dass eine tonale Schallwelle durch Überlagerung mit einer zweiten, um 180 Grad phasenverschobenen Schallwelle gleicher Amplitude ausgelöscht wird. Derzeit wird ein militärisches Propeller-Transportflugzeug (A400M) entwickelt. Am vorderen Ende des Frachtraums befindet sich der Arbeitsbereich des Lademeisters. Aufgrund von Sicherheitsvorschriften kann dieser Bereich nicht geschlossen werden (halbgeschlossenes Volumen). Im Frachtraum werden Schalldruckpegel von bis zu 100db(A) erwartet. Die Anforderungen an die einzuhaltenden Lärmgrenzwerte sind für den Arbeitsbereich des Lademeisters höher als für den Frachtraum. Der Schalldruckpegel am Kopf des Lademeisters soll durch ein aktives Lärmreduzierungssystem (ANR) reduziert werden. Dominierend ist der Propellerlärm, der 20dB über dem Lärm anderer Geräuschquellen liegt. Bei der Entwicklung des Regelalgorithmus liegt das Hauptaugenmerk darauf, dass dieser in der Lage sein soll, mehrere Lastfälle und Sitzpositionen erfolgreich zu regeln und speziell auf die zu erwartenden hohen Lärmpegel ausgelegt werden muss. Dies spielt auch bei der Positionierung der Aktuatoren und Sensoren eine entscheidende Rolle. Die bisherigen Verfahren berücksichtigen diesen Umstand nur unzureichend oder gar nicht. Zur Positionsoptimierung wurden daher neue Verfahren entwickelt. Zunächst erfolgte die mathematische Modellierung der Übertragungsstrecke mit einer Matrixformulierung für die Überlagerung von Schallfeldern. Ein Regelalgorithmus wurde abgeleitet. Nach einer Problemformulierung und -klassifizierung wurde eine problemspezifische Kostenwertbestimmung entwickelt. Diese wurde in ein bekanntes Optimierungsverfahren integriert. Für einen konkreten Anwendungsfall wurde zunächst eine Konfigurationsoptimierung durchgeführt und diese anhand experimenteller Untersuchungen verifiziert. Dabei wurde gleichzeitig die Funktionsfähigkeit des Regelalgorithmus überprüft. Abweichungen zwischen numerischer Optimierung und experimenteller Umsetzung wurden bewertet. Die numerischen und experimentellen Untersuchungen verdeutlichen, dass ein lokales Regelungssystem auch bei wechselnden Sitzpositionen und Flugzuständen geeignet ist. Die Funktionsfähigkeit des Prototypen wurde nachgewiesen und die spezielle Anordnung für das halbgeschlossene Volumen zum Patent angemeldet.
Optimale aktive Geräuschreduzierung in Flugzeugkabinen für hohe tonale Lärmpegel
2005
100 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
GERÄUSCHREDUZIERUNG - FVA-Bericht: Geräuschreduzierung an Schneckengetrieben
Online Contents | 2003
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