Akustische Untersuchungen zur aktiven Reduktion der Schalltransmission von modernen CFK-Rumpfstrukturen bei Anregung durch eine turbulente Grenzschicht

Abstract

Mit dem zunehmenden Einsatz von Faserverbundwerkstoffen im Luftverkehr wächst gleichzeitig eine wesentliche Lärmbelästigung. Die schwingungsanfällige CFK-Rumpfstruktur wird durch die turbulente Grenzschicht angeregt und strahlt Lärm in das Innere der Kabinen ab. Die passiven Maßnahmen zur Schallreduktion bei tiefen Frequenzen von unter 500 Hz führen immer zu einer Masseerhöhung. Um sowohl den Schall zu reduzieren als auch das Gewicht nicht zu erhöhen, werden aktive Maßnahmen verwendet. Diese Masterarbeit entstand als eine akustische Untersuchung zur Schallreduktion mittels aktiven Maßnahmen von CFK-Rumpfstrukturen am DLR (Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.) in Braunschweig. Die Aufgabe dieser Arbeit ist die abgestrahlte Schallleistung des CFK-Paneels zu bestimmen. Dazu wurden sowohl die schalldruckbasierten Methoden (Nahfeldholographie, Intensitätsmessungen) als auch eine strukturbasierte Methode (Schallstrahlungsfilter) verwendet. Die messtechnische Validierung der drei Verfahren wurde anhand einer ebenen Stahlplatte im Vorfeld der Windkanalversuche durchgeführt. Dadurch wurde die Messanordnung jedes Verfahrens für die Messungen vom CFK-Paneel ausgelegt. Zwei ebene CFK-Paneele wurden im akustischen Windkanal untersucht. Sie wurden durch eine turbulente Grenzschicht angeregt. Die abgestrahlte Schallleistung ließ sich mit den drei Verfahren bestimmen.