Untersuchung von lokal und nichtlokal reagierenden akustischen Dämpfern (Linern) für Triebwerke

Kurzfassung

Diese Arbeit dokumentiert eine experimentelle Parameterstudie zu passiven Schallabsorbern für Flugzeugtriebwerke (Liner). Methodisch stützt sie sich auf Versuche an Absorbern in einem Strömungskanal mit Mikrofonen. Damit werden mittels Schallfeldzerlegung die akustischen Streufaktoren Reflexion, Transmission und Dissipation bestimmt. Darüber hinaus wird das Modell LINUS vorgestellt, das die Berechnung der Impedanz des Liners auf Basis der Transmission erlaubt. Zudem werden die Eigenschaften sowie die Genauigkeit der Kanäle DUCT-S und DUCT-R dokumentiert. Der erste Teil der Liner-Studie zeigt Daten von lokal reagierenden Linern ohne Zellverbindungen. Im zweiten Teil der Studie stehen nichtlokal reagierende Testobjekte mit Zellverbindungen im Fokus. Für praxisrelevante lokal reagierende Triebwerksliner werden diverse Einflussgrößen (Geometrie, Linerlänge, Strömung etc.) herausgearbeitet. Der Referenzliner HR-S2 erlaubt zudem einen Prüfstands- und Methodenvergleich mit der NASA und weist so eine hohe Übereinstimmung der Impedanzdaten nach. Der zweite Teil der Studie beleuchtet die Verbindungen zwischen Resonatorzellen, bspw. durch Drainageschlitze, und deren Auswirkung auf die Dämpfung. Dazu wird die Reichweite der Zellinteraktion bestimmt. Vermeintlich lokal reagierende Testobjekte erweisen sich dabei als schwach nichtlokal reagierend. Zusätzliche generische Prinzipexperimente lassen die Analyse kleinerer Zellverbünde zu. Anhand dieser Daten wird ein empirisches Modell abgeleitet, das die Kopplung zwischen Abstimmfrequenz und Zusatzdämpfung abhängig von der Percentage Open Area (POA) der Zellwand berücksichtigt. Dies ist ein wichtiger Befund, weil damit durch die Zellverbindung die Dämpfung weiterer Frequenzen möglich ist, was die Gesamtdämpfung des Liners verbessert.