Erweiterung einer VR-Umgebung zur Auralisation simulierten Innenlärms in Flugzeugen

Abstract

Die Elektrifizierung des Luftverkehrs bedingt nicht nur eine Anpassung des gesamten Antriebsstranges, sondern unter Umständen auch völlig neue Rumpf- und Kabinenkonzepte mit sich. Zudem wandelt sich die grundlegende Antriebsweise von Turbofans auf Propellertriebwerke aufgrund der größeren Effizienz. All diese Veränderungen greifen auch in die Akustik in der Passagierkabine ein, die aber oft erst am Ende der Entwicklungskette betrachtet wird. Das DLR-Projekt INTONATE erarbeitet eine Prozesskette zur Akustiksimulation eines Flugzeugs, von den externen Schallquellen bis zum Passagierohr. Die Ergebnisse werden immersiv reproduziert (Auralisation). Schmalbandige Schalldruckdaten aus der Simulation werden in ein auralisierbares Audioformat umgewandelt und in eine 3D-Umgebung implementiert. Ein automatisch aus den Vorentwurfsdaten erstelltes 3D-Geometriemodell erhöht die Immersion auch auf visueller Ebene. Höherfrequente und breitbandige Schallquellen, die durch die begrenzte Modellfeinheit nicht abbildbar sind, werden aus Messdaten oder gefärbtem Rauschen synthetisiert. Die Simulation der Ausbreitung in der Kabine erfolgt für diese Komponenten nicht über die FE-Simulation, sondern über die Physik der 3D-Engine bzw. der Audio-Renderumgebung. Aus der akustischen Prozesskette zur Berechnung des Kabinenlärms kann so beispielsweise der Triebwerkslärm in der Kabine aus der Simulation auralisiert und um turbulenten Grenzschichtlärm erweitert werden. Die Auralisation schließt die Prozesskette zur Simulation der Kabinenakustik vom Triebwerk bis zum Passagierohr ab. Sie bietet eine Grundlage für die Bewertung verschiedener Flugzeugkonfigurationen auf Basis der Innenakustik bereits in der Simulation, beispielsweise mit angeschlossenen Probandentests.