Entwicklung eines Messsystems zur Lokalisierung von Schallquellen in einer Flugzeugkabine während des Fluges

Kurzfassung

Zur Lokalisierung von Schallquellen in einer Flugzeugkabine wird überwiegend auf die Schallintensitätsmesstechnik zurückgegriffen. Da es sich hierbei um reflektierende Umgebungen handelt, werden diese Messungen, zur Verbesserung der Ergebnisse in geringer Entfernung zur schallabstrahlenden Oberfläche durchgeführt. Dieses Verfahren ist jedoch sehr zeitaufwändig, weil alle schallabstrahlenden Oberflächen vermessen werden müssen. Um ein alternatives Messsystem zu entwickeln, wurde ein Mikrofonarray konstruiert, bei dem die Mikrofone in zwei parallelen Ebenen angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann mittels der Druckgradientenmethode die Schallintensität an jedem Mikrofonpaar bestimmt werden. Durch die Möglichkeit das Mikrofonarray um die horizontale Achse zu drehen, ist es auch bestens geeignet um eine Weiterentwicklung des Standard-Beamformings, das average Beamforming, anzuwenden. Dabei wird das stationäre Schallfeld von unterschiedlichen Positionen gemessen und die Schallquellenverteilung bestimmt. Über die Bildung des Mittelwertes der Schallquellenverteilungen an den unterschiedlichen Positionen ist es möglich das Hauptproblem beim Standard-Beamforming, die Trennung von Reflexionen und wahren Schallquellen, zu lösen. Zur Verifizierung des entwickelten Messsystems wurden Versuche in unterschiedlichen Umgebungen, zum Beispiel reflexionsarmer Halbraum und Flugzeugkabine, durchgeführt. Die Messungen in der Flugzeugkabine fanden in dem Versuchsträger des DLR am Standort Göttingen statt. Dabei handelt es sich um eine für die Kabinenforschung umgebaute Dornier Do 728. Durch Aktuatoren, die an der Innenraumverkleidung montiert waren, konnte in dem Versuchsträger ein dem Reiseflug entsprechendes Schallfeld erzeugt werden. Die Versuche zeigten, dass es möglich ist, mit dem average Beamforming einzelne Schallquellen in dem Versuchsträger Do728 zu ermitteln. Zwar konnten die die Quellpositionen des Schallfeldes, welches den Reiseflug erzeugen, nicht erfasst werden, jedoch gelang es zusätzlich eingebrachte Schallquellen, Lautsprecher, die mit einem Sinus betrieben wurden, in dem Schallfeld eines Reiseflugs zu lokalisieren. Es ist also gelungen die wahre Quellposition von den Reflexionen zu differenzieren. Es wird in dieser Arbeit gezeigt, wie man mit geringerem Aufwand als mit den herkömmlichen Methoden im Innenraum Schallquellen in einer Flugzeugkabine lokalisieren kann.