Berechnung des Flugzeuginnenlärms mittels automatisiert erstellter FE-Modelle

Abstract

Die Elektromobilität revolutioniert aktuell die Verkehrstechnik in allen ihren Bereichen. Auch in der Luftfahrt gibt es neue Ansätze für zukünftige Antriebssysteme als Beitrag zum Elektrischen Fliegen (electric flight). Das Propeller-Triebwerk erfährt eine Renaissance und erfordert, in Kombination mit einem Brennstoffzellen-System, Modifikationen im Rumpf- und Flügeldesign. Im Vergleich zum konventionellen Flugzeug mit Strahltriebwerken ergeben sich Veränderungen der Lärmquellen und der vibroakustischen Transmissionspfade. Die Bewertung der Lärmbelastung und der Wirksamkeit von Schallschutzmaßnahmen für Passagiere sollte daher früh und bereits in der Vorentwurfsphase eines neuen Flugzeugs erfolgen.

Das DLR-Projekt INTONATE und das LuFo IV-3 Projekt ZEBRA erstellen Finite-Elemente (FE)-Modelle von Flugzeugrümpfen auf der Basis von Vorentwurfsdaten im Common Parametric Aircraft Configuration Schema (CPACS)-Format zur Berechnung der Schalltransmission in die Kabine. Mit Hilfe einer automatisierten Modellerstellung können Änderungen im Entwurf schnell in ein FE-Modell überführt und die Auswirkungen auf den Schalldruck in der Kabine berechnet werden. In diesem Artikel wird die Berechnung der Schalltransmission vom Propellerlärm auf der Außenhaut bis in die Kabine am Modell des Acoustic Flight-Labs am Zentrum für angewandte Luftfahrtforschung (ZAL) vorgestellt. Neben der automatisierten Modellerstellung wird auch die Bereitstellung der Schalldruckdaten für eine anschließende Auralisation der Kabine thematisiert.