Aktive Strukturen zur Reduktion von Grenzschichtlärm

Abstract

Passagiere sind während eines Fluges zahlreichen Störschall-Einflüssen ausgesetzt. Eine der dominanten Quellen im Reiseflug ist der Schalleintrag der turbulenten Grenzschicht (TBL, engl.: Turbulent Boundary Layer), die sich zwischen der freien Strömung und der Außenhaut des Flugzeugs ausbildet. Neue Werkstoffe für den Flugzeugrumpf wie kohle- oder glasfaserverstärkte Kunststoffe weisen im Vergleich zu Aluminium ein schlechteres Schalldämmmaß auf. Um den Passagierkomfort auch in zukünftigen Flugzeugen zu gewährleisten oder sogar zu verbessern, werden neben den üblichen passiven Dämmungen auch Systeme zur aktiven Reduktion der Schalltransmission untersucht. In diesem Artikel werden Ergebnisse aus experimentellen Untersuchungen eines aktiven Systems im Aeroakustischen Windkanal Braunschweig (AWB) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) vorgestellt. Das aktive System ist auf einem mit Stringern versteiften Paneel (500x800 mm^2) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) angebracht. Durch die applizierten Beschleunigungssensoren und Inertial-Erreger ist das System im Windkanal in der Lage die durch die TBL-induzierten Schwingungen zu messen und im Sinne einer reduzierten Schallabstrahlung zu beeinflussen. Das aktive System ist in seiner Funktion als Unterstützung der bestehenden Dämmsysteme zu verstehen, die insbesondere im unteren Frequenzbereich (<500 Hz) Schwächen aufzeigen.