Auslegung und messtechnische Evaluation eines Zero-Mass-Flow-Liners

Abstract

In der Entwicklung des heutigen Luftverkehrs nimmt der Fluglärm immer mehr an Bedeutung zu. Für die Zertifizierung eines Flugzeugs ist der Lärmanteil ein wichtiger Aspekt. Dabei steht das Triebwerk eines Flugzeugs bei der Lärmentstehung im Vordergrund. Perforierte Wandauskleidungen werden im Einlauf und in der Brennkammer des Triebwerks als Lärmminderungsmaßnahmen eingesetzt. Sie werden zum Beispiel im Einlauf des Triebwerks installiert, um die sogenannten Schaufelpassierfrequenzen (Blade passing frequency) zu mindern, die durch den Fan erzeugt werden. Ziel dieser Arbeit ist die Impedanz eines neu konzipierten Zero-Mass-Flow-Liners (ZML) des DLRs für einen bestimmten Frequenzbereich so anzupassen, dass eine breitbandige Schallabsorption über verschiedene Betriebsbedingungen gewährleistet wird. Für die Optimierung, die Auslegung und die Fertigung des Liners werden Impedanz-Modelle genutzt, sowie numerische Methoden und genetische Algorithmen angewendet. Abschließend findet eine messtechnische Evaluierung der Optimierungsergebnisse statt. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass mit dem Zero-Mass-Flow-Liner Konzept eine breitbandige Dissipation über mehrere Überströmungsgeschwindigkeiten gewährleistet werden kann. Dabei zeigen die mittels eines Impedanz-Modells und einer numerischen Simulation vorhergesagten Dämpfungsscharakteristika eine gute Übereinstimmung zu den Ergebnissen der Messungen. Eine Überströmung des Liners reduziert den Einfluss der ZML-Anregung auf das Dämpfungsverhalten. Für hohe Überströmungsgeschwindigkeiten werden somit sehr leistungsstarke ZML-Aktuatoren benötigt.