Passive und aktive Lärmreduktionsmaßnahmen für Flugzeuge mit neuartigen Rumpfstrukturen

Kurzfassung

Die Verwendung gitterversteifter Paneele für Flugzeugrümpfe kann einen Beitrag dazu leisten, die Ressourceneffizienz des Luftverkehrs durch Einsparung von Gewicht zu erhöhen. Diese leichten und äußerst steifen Strukturkonzepte können jedoch einen gesteigerten Schalleintrag in die Passagierkabine insbesondere in niedrigen Frequenzbereichen fördern. Daher adressieren die dargestellten Untersuchungen die Anwendung von passiven, aktiven und aktiv-passiv-hybriden Dämmmaßnahmen für ein gitterversteiftes Paneel und evaluieren dessen Einfluss auf die abgestrahlte Schallleistung bei einer turbulenten Strömungsanregung. Diese Anregung wird im Labor über ein Array mit einzelnen Anregungsquellen synthetisiert. Auf diese Weise kann eine turbulente Strömungsanregung bis 500 Hz imitiert werden. Neben den Dämpfungseigenschaften von Vlies- sowie Schaumwerkstoffen bilden verschiedene Belegungen des Paneels mit Constrained Layer Damping Schichten einen Kernaspekt der Untersuchungen. Es wird gezeigt, dass unterhalb von 300 Hz keine Auswirkungen auf die Schallabstrahlung durch passive Dämmmaßnahmen beobachtet werden können. In den Terzbändern oberhalb von 300 Hz können hingegen Reduktionen des Schallleistungspegels von bis zu 4 dB erzielt werden. Die Anwendung von rein aktiven Konzepten sowie von Active Constrained Layer Damping als aktiv-passiv-hybride Maßnahme zeigen ähnliche Pegelreduktionen in den Terzbändern oberhalb von 300 Hz. Zusätzlich sind für bestimmte Frequenzbereiche Pegelreduktionen von bis zu 10 dB möglich. Die Ergebnisse verdeutlichen zudem, dass eine masseneffiziente Schalldämmung für eine tieffrequente, breitbandige Strukturanregung bei einem gitterversteiften Paneel bevorzugt auf die Versteifungsrippen konzentriert sein sollte.