Synthese dynamischer stochastischer Lasten an Flugzeugstrukturen

Abstract

Die Synthese stochastischer dynamischer Lasten bildet die Grundlage für die Untersuchung des Einflusses der turbulenten Grenzschicht (TBL) auf die Akustik in der Flugzeugkabine. Aktuelle Synthesekonzepte beinhalten die Reproduktion der TBL-Anregung mit Hilfe von Lautsprecherarrays. Als Alternative zu diesen Konzepten wird in dieser Arbeit ein Ansatz zur vereinfachten experimentellen TBL-Synthese mit Hilfe von punktuellen Kraftanregungen entwickelt und anhand von Modellversuchen validiert. Anhand exemplarischer Flugdaten eines elektrischen Propeller-Kurzstreckenflugzeugs im Reiseflug und einer Plattengeometrie als vereinfachte Flugzeugstruktur werden die TBL-Druckbelastungen auf Basis semiempirischer Modelle von Goody und Corcos ermittelt. Auf Basis dieser Lasten wird die experimentell abzubildende Strukturantwort numerisch bestimmt und diese theoretische Strukturantwort anschließend durch die Strukturanregung der Platten mit Schwingerregern für verschiedene Konfigurationen experimentell untersucht. Im Rahmen der Untersuchungen konnte die Eignung des Verfahrens zur Synthese stochastischer dynamischer Lasten nachgewiesen werden. Weiterhin wurden Einflussfaktoren auf die Abbildungsgüte diskutiert und es konnte gezeigt werden, dass diese durch eine Anpassung der Anregungspositionen und eine Erhöhung der Anzahl der Schwingerreger verbessert werden kann.